用于显示器件的织物覆盖层的制作方法

专利名称：用于显示器件的织物覆盖层的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显示器件，包括容纳至少一个发光电光器件的基 板和布置在所述基板上用于接收由所述至少一个发光电光器件发出的 至少一部分光的织物层。
背景技术：
当前，柔性显示器件的应用日益增加。例如，柔性显示器件已经 被集成到纺织品中以形成纺织发光系统，例如具有集成显示器的衣服 和家具。
适合于集成在纺织产品中的显示器件典型地利用发光二极管
(LED)作为光源。LED基本上组成点光源并经常以半球图案发光。
在US2006/0082987 Al ( Dorsey等人)中公开了一种并入纺织品 中以用作窗帘、墙挂物件等的发光器件的一个实例，该专利公开了至 少一个发光二极管和覆盖所述至少一个发光二极管的至少一个织物薄 片，以便从所述至少一个发光二极管发出的光能够透过所述至少一片 织物。
在US2006/0082987 Al的器件中，为了漫射从LED发出的光且为 了提供器件的柔软手感，第一层织物直接布置在发光二极管上。然而， 当这种器件遭受机械影响(例如挤压、弯曲和拉伸力)时，这种器件 的光输出将彻底改变。漫射织物层很容易被挤压，使得例如漫射作用 降低。因此，这种发光器件不适合用于将经常遭受机械力的可穿戴应 用等。此外，为了更好的漫射，期望在距发光二极管一定距离处存在 漫射材料。
因此，在本领域中需要一种适用于穿戴应用的显示器件，且其光 学特性几乎不受机械力影响。

发明内容
本发明的目的在于至少部分解决上面提到的问题，并提供一种适 合并入提供漫射照明的纺织产品的显示器件。由如这里所描述的和如所附权利要求所定义的显示器件实现本发 明的这个和其它目的。
因此，在第一方面，本发明提供一种显示器件，包括容纳至少 一个发光电光器件的基板和布置在所述基板上以接收由所述至少一个 发光电光器件发出的至少一部分光的织物层。该织物层包括面向所述 基板的背面，该背面设有至少一个自支撑凹口。而且，该织物层被布 置成使得所述至少一个凹口位于所述至少一个发光电光器件的前面， 并且使得一间隙将所述至少一个发光电光器件与所述至少一个凹口内 的织物材料分隔开。
发光电光器件，例如发光二极管，典型地是点状光源，其发出球 形或半球形图案的光。因此，由单个这种电光器件照亮的区域随着与 它之间距离的增加而增加。在许多应用中，希望获得对物体的基本均 质的照明，并且在显示器件进一步具有纺织外观的这种应用中，织物 可布置在发光电光器件的前面以被照亮，从而产生发光织物的幻觉。
通过在发光电光器件和被照亮织物之间确保一定的距离、间隙， 被照亮的区域明显比光源的尺寸大。这将会增加织物照明的均匀性， 尤其是在利用几个分立的和间隔开的光源来照亮织物层的情况下。
而且，织物层将会漫射由发光电光器件发出的光，使得漫射光离 开显示器件。
通过提供布置在具有自支撑凹口的基板上的织物层并且在基板上 对准该织物，使得凹口直接布置在相应的发光电光器件的前面，来获 得前述的所希望的距离、间隙。
典型地，织物层的与所述背面相对的前面包括至少一个突起，该 突起的位置对应于所述背面上的所述至少一个凹口。
在本发明的实施例中，所述织物层的凹口形成区中的织物密度可 不同于邻近所述凹口形成区的所述织物层的区域中的织物密度。
在本发明的实施例中，其中所述织物层是针织物层，所述织物层 的凹口形成区中的针路、环长和针脚密度中的至少之一可不同于邻近 所述凹口形成区的所述织物层的区域。
在本发明的实施例中，半透明材料可布置在所述至少一个发光电 光器件和所述至少一个凹口中的所述织物层之间的所述间隙中。
尤其是在机械力可施加到织物层上的情况下，半透明材料可用于进一步确保光源和织物层之间的所希望距离。
在本发明的实施例中，所述半透明材料可包括光散射成分。
当半透明材料包括光散射成分时，光可在到达织物层之前被进一 步散射，由此进一步提高了光的均匀性。
在本发明的实施例中，所述基板可以是适合于在至少一个方向上 弯曲的柔性基板。
具有自支撑凹口的织物层在柔性显示器件的情况下是很有利的， 因为在这种显示器件的弯曲期间还保持了电光发光器件和织物层之间 的距离。
在本发明的实施例中，所述基板可包括反射部分。
为了增加光利用率，基板可包括反射材料以将入射在基板上的光 朝着织物层反射。
在本发明的实施例中，显示器件可包括在所述基板上布置成图案 的多个间隔开的发光电光器件，且所述织物层的所述背面包括布置成 与所述发光电光器件的图案相对应的图案的多个凹口 ，使得所述凹口 中的每一个被布置在所述单个发光电光器件的前面。
在笫二方面，本发明涉及一种纺织产品，包括嵌入在所述产品中
的根本发明的至少一个发光器件。
在第三方面，本发明涉及一种制造本发明的显示器件的方法，该
方法包括提供容纳至少一个发光电光器件的基板；提供其中布置了 至少一个自支撑凹陷区的织物层；以及在所述基板上布置所述织物层， 使得所述至少一个自支撑凹陷区设置在所述至少一个发光电光器件的 前面。


现在将参考示出了本发明的当前的优选实施例的附图，更详细地 描述本发明的这个和其它方面。
图l示出了本发明的显示器件的横截面图，
具体实施例方式
本发明涉及一种适于集成到纺织产品中的或组成纺织产品的显示 器件。根据本发明的显示器件的示范性实施例示于图1中并且包括容纳
多个发光二极管(这些缩写为LED) 101、 101'的基板100。在基板上 布置了具有面向基板100的背面103的织物层102。
在织物层102的背面103中布置了多个自支撑凹口 104、 104'。织 物层102和基板100彼此对准，使得多个自支撑凹口 104、 104'中的每 一个位于多个LED 101、 10r的单个LED(即，在从LED发出光的主方 向上看，典型地沿着基板表面的法线)的前面。布置在相应的发光二 极管101前面的凹口 104的面积典型地比该发光二极管的面积大，使 得发光二极管被放置在该凹口中。在正向方向(即，在远离基板100 的方向)，由LED发出的光的主要部分朝着布置在其前面的凹口的内 壁发出。
通常，该织物层^^薄，因此织物层102的背面103的自支撑凹口 104、104'可以使得在织物层102的前面105产生相应的突起106、106'。
容纳LED 101、 101'的基板100可以是适于作为在显示器件中使用 的基板的任何基板。典型地，该基板包括设有用于驱动LED的导线(未 示出)的电介质材料。
LED典型地经由导线被连接或可连接到驱动单元(未示出)，并且 该驱动单元可布置在基板100上或者可与其隔开。
在本发明的实施例中，尤其是当把显示器件当作柔性显示器件时， 基板IOO是适合在至少一个方向上弯曲并且典型地不会折断的柔性基 板。
适合用于这种柔性基板的材料的实例对于本领域技术人员来说是 已知的，并且包括基于织物的基板(例如其中导线可布置在织物上， 如同刺绣或印刷一样；或者布置在织物材料内，如同在织物中编织丝 线)和基于聚合物材料的基板。
由LED 101、 101'发出的一部分光可以例如借助散射织物层102 或者位于LED和该织物层之间的任意材料被散射回或反射回基板100。
为了提高光利用率，因此有利的是，基板表面的至少一部分是反 射性的，使得入射在基板表面上的光在被反射回向前的方向。
根据例如选择的基板材料，可用不同的方式获得反射属性。例如， 可选择固有的反射基板材料，可处理该基板材料使得获得反射性质， 或者可替代地，反射材料可布置在基板表面上。例如，当选择织物基板时，可以使用高光泽织物(丝、纤维胶)， 可以适当地选择织物长度、平滑度、截面形状(例如除了圆形之外的 平面)并且可进行织物抛光。
光泽增强抛光(使得产生反射性质)，可以在整个织物上使用， 如同上了釉、蜡光(或热抛光)或缎光整理一样。这种类型的抛光还
可以局部应用，如同波紋和压花抛光一样。通过压延(calendaring) 应用这些抛光。不同的压延法在表面上会产生不同的效果。与树脂抛 光结合使用，这种效果可以永久保持。另一实例是(在人造丝织物上) 使用凝胶抛光，因为它是增强自然光泽的透明物质。
在目前描述的实施例中，显示器件包括作为发光电光器件的发光 二极管(LED) 101、 101'。在本申请的上下文中，术语"发光二极管" 指的是包括所有种类目前和将来知道的光发射类型的LED,其包括但不 限于无机基LED、有机基LED ( 0LED )和聚合物基LED ( polyLED )。发 光二极管这个总称还包括激光二极管。通常，"发光电光器件"是在 电流穿过器件时发光的器件。
在目前描述的实施例中，在基板100上以预定图案布置多个发光 二极管101、 101'。然而，本发明还涉及仅一个发光电光器件布置在单
个基板上的情况。由led ioi、 ior发出的光典型地以半球图案发出。
织物层103被布置在基板-LED聚集体上方。当织物层103被布置在离 LED的某一距离处时，来自LED的光在织物层的投影被放大了。
织物层可以在包含层的LED和使用者之间提供间隔(不管是从观 察的视点还是从其顶层与使用者(例如使用者的皮肤)接触的应用来 看)。根据本发明，该间隔可通过在基板上布置织物层102来实现， 其中自支撑凹口 104、 104'被布置在织物层的背面103中。该织物层例 如可以是编织或非编织织物、单层或多层织物和/或经编针织物、以及 间隔织物。
适合本发明使用的织物材料包括，但不限于，基于天然的和合成 的织物以及天然织物和合成织物的混合物。
可以用几种不同的方式获得织物层102中的表面结构104、 104' (即，背面上的自支撑凹口和正面上的可选的对应的突起)，
例如，可插入织物层的/作为针织层的一部分的针织物的圆屋顶。 通过处理针路、环长和针脚密度，可以编织各种的3D表面，例如圆屋顶。
可替代地，表面结构可以通过抛光(织构化)得到。各种织构化 处理的方法可以在将用作顶层的纺织层上产生局部抬高的部分。实例 是各种压花法(例如，折叠或打褶引起收缩的局部苛性钠会使没有收 缩的区域中的结构抬高)。
进一步可替代地，表面结构可通过将处于张力作用下的橡筋线结 合到织物中获得，使得当橡筋线上的张力释放时，纺线会接触，产生 所希望的表面结构。
这里使用的术语"自支撑凹口"，意指所述凹口是织物固有的、 基本永久的特征。在制造织物自身期间或者作为后制备处理步骤，凹 口在布置在基板上之前形成在织物中。
如上所述，在织物层中获得自支撑凹口有许多途径。通过这些途 径中的一些，织物密度在织物层的凹口形成区和邻近这种凹口形成区 的区域之间不同。例如，可以调节编织结构的织物密度，以实现所希 望的光输出特性。例如，织物密度在凹口形成区中可以是较高的，例 如以便提供高的光漫射特性，或可以可替代地在凹口形成区中较低以 提供高的光吞吐量。可在凹口形成区中进一步使用较低的织物密度并 在它们之间的区域中使用较高的织物密度，以防止来自相邻光源的光 在相邻凹口下面混合。
而且， 一个凹口与另一凹口的织物密度、针路、环长和/针脚密度 不同。因此，光输出特性在织物层的不同部分可以不同。
为了保持可接受的光利用率，织物层的织物优选是在感兴趣波长 区域(典型地为可见光的范围)内不吸收或仅在很小程度上吸收光。
当具有结构化表面的织物层布置在基板上时，在直接位于发光二 极管前面的凹口形成区中存在从发光二极管到织物材料的距离、间隙。
由于发光二极管和漫射材料(即，织物层)之间的该距离、间隙，
来自LED的锥形光束会展开，照亮了明显比LED的面积大的织物的面 积。从器件的外部来看(观察织物层的前表面)，这会产生每个发光 二极管比它的实际大小明显更大的幻觉。
由于织物层中的凹口是自支撑，所以将良好地限定LED和织物之 间的间隙、以及与该间隙有关的效果。而且甚至在光源弯曲或伸展之 后、以及在弯曲和伸展动作期间将保持该间隙。当将其用作纺织产品、尤其是可穿戴的产品时，这是非常理想的，其将在正常操作期间弯曲
和伸展。在基板100和织物层102之间可选地可以布置覆盖发光二极 管IOI、 101'的半透明材料107。
半透明材料107可具有保护LED 101、 101'不受机械碰撞的目的， 因此增加了显示器件的机械阻力。
尤其是在机械碰撞、弯曲、伸展等期间，半透明材料107还能帮 助保持LED和织物层之间的上述间隙。
半透明材料107例如可以是弹性材料，其尤其在把显示器件看作 柔性显示器件时的情况下是有利的。适合的这种弹性材料的实例包括， 但不限于PDMS (聚(二甲基硅氧烷))和其它硅基弹性体。可替代地， 半透明材料可以是纤维材料，其是半透明的。其它合适的半透明材料 对于本领域技术人员来说是公知的。
半透明材料107可包括光散射成分，或者自身可具有散射性质， 以便在来自LED的光遇到织物层之前对其进行预散射。这种散射材料 一般由这样的小颗粒材料构成反射材料或折射率不同于半透明材料 107的材料。这种散射成分的实例包括，但不限于小颗粒的氧化钛和磷 颗粒，其可用于转换发出的光的波长。其它合适的散射成分对于本领 域技术人员来说是公知的。
本领域技术人员认识到本发明绝不限于上述的优选实施例。相反， 在所附的权利要求的范围内，许多修改和变化是可能的。例如，发光 电光器件可一起分成多个组，每个组包含一个以上的这样的组。织物 层中的每个凹口则可布置成定位在这些组的发光电光器件的单个组前 面。例如，当该组发光电光器件布置成一行(例如LED线性阵列)时， 织物层中的凹口可在该行的方向上延伸，从而在织物层中形成长沟。
本发明的显示器件可用作或用于发光系统。尤其是，本发明的显 示器件可用在纺织产品中，例如家用或活动中的动态内部照明系统(例 如，家具装潢、窗帘、地毯)、(例如，在包、夹克中)可佩戴的通 信显示器、光子治疗器(婴儿黄疰睡袋、痤疮治疗T恤衫和附件、伤 口愈合石骨等)。
权利要求
1.一种显示器件，包括容纳至少一个发光电光器件(101)的基板(100)和布置在所述基板(100)上以接收由所述至少一个发光电光器件(101)发出的至少一部分光的织物层(102)，其中-所述织物层(102)包括面向所述基板(100)的背面(103)，该背面(103)设有至少一个自支撑凹口(104)，-布置所述织物层(102)使得所述至少一个凹口(104)位于所述至少一个发光电光器件(101)的前面，以及-一间隙(108)将所述至少一个发光电光器件(101)与所述至少一个凹口(104)内的织物材料分隔开。
2. 根据权利要求1所述的显示器件，其中所述织物层包括与所述 背面(103)相对的前面(105)，其中所述前面(105)包括至少一个 突起(106),其位置对应于所述背面上的所述至少一个凹口 (104)。
3. 根据前述权利要求中任一项所述的显示器件，其中所述织物层 (102)的凹口形成区中的织物密度不同于邻近所述凹口形成区的所述织物层的区域中的织物密度。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的显示器件，其中所述织物层 (102)是针织物层，且所述织物层的凹口形成区中的针路、环长和针脚密度中的至少之一与邻近所述凹口形成区的所述织物层的区域不 同。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的显示器件，其中半透明材料 (107)布置在所述至少一个发光电光器件(101)和所述至少一个凹 口 (104)中的所述织物层(102)之间的间隙(108)中。
6. 根据权利要求5所述的显示器件，其中所述半透明材料(107) 包括光散射成分。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的显示器件，其中所述基板 (100)是适于在至少一个方向上弯曲的柔性基板。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的显示器件，其中所述基板 (100)包括反射部分。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的显示器件，包括布置成图案 的多个间隔开的发光电光器件(101、 10r ),并且其中所迷织物层(102 ) 的所述背面(103)包括布置成与所述发光电光器件(101、 101')的图案对应的图案的多个凹口 (l(M、 )，使得所述凹口 (l(H、 10V ) 的每一个布置在所述发光电光器件(104、 104')的单个的前面。
10. —种纺织产品，包括嵌入在所述产品中的根据权利要求1-9 中任一项所述的至少一个发光器件。
11. 一种用于制造根据权利要求1的显示器件的方法，包括 -提供容纳至少一个发光电光器件(101)的基板(100);-提供其中布置了至少一个自支撑凹陷区的织物层(102);以及 -在所述基板上布置所述织物层，使得所述至少一个自支撑凹陷区 设置在所述至少一个发光电光器件(101)的前面。
全文摘要
提供一种显示器件，包括容纳至少一个发光电光器件(101)的基板(100)和布置在所述基板(100)上以接收由所述至少一个发光电光器件(101)发出的至少一部分光的织物层(102)。所述织物层(102)的背面(103)设有至少一个自支撑凹口(104)，并且所述织物层(102)被布置成使得所述至少一个凹口(104)位于所述至少一个发光电光器件(101)的前面。一间隙(108)将所述至少一个发光电光器件(101)与所述至少一个凹口(104)内的织物材料分隔开。
文档编号G09F9/33GK101652806SQ200880011106
公开日2010年2月17日 申请日期2008年3月27日 优先权日2007年3月30日
发明者L·范皮特森, S·阿斯瓦迪 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司