專(zhuān)利名稱(chēng)：編織電子紡織品、紗和物品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專(zhuān)利申請(qǐng)案要求2002年5月10日提交的第60/379,723號(hào)美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)案、2002年10月17日提交的第60/419,159號(hào)美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)案和2003年2月13日提交的第10/366,441號(hào)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案的權(quán)利。
本發(fā)明涉及一種編織物品和方法，且更具體說(shuō)來(lái)是涉及一種其中具有一電子電路編織的編織紡織品和/或物品和用于其的方法。
背景技術(shù)：
在從軍事到運(yùn)動(dòng)到服裝的許多致力領(lǐng)域中，存在對(duì)用以并入織物和由織物制成的物品中的電子電路的需要。在某些實(shí)例中，例如在電熱毯和導(dǎo)電織物中，將電阻器和/或?qū)щ婓w編入具有絕緣紗的織物中以提供所要的電阻加熱和/或?qū)щ娦蕴卣?。在此等相?duì)簡(jiǎn)單的排列中，電阻加熱紗的特征決定了編織電熱毯的加熱特征，且導(dǎo)電紗的導(dǎo)電性大體上決定了織物的導(dǎo)電性特征。換句話說(shuō)，導(dǎo)電紗的數(shù)目和尺寸決定織物的導(dǎo)電性。
除了上述的相對(duì)簡(jiǎn)單的排列之外，當(dāng)需要更復(fù)雜的電功能性時(shí)，在織物織成之后將電路添加到織物中。在這些方法中有將電路基板層壓到織物中(例如，如標(biāo)題為″Methodof Manufacturing a Fabric Article to Include Electronic Circuitry and anElectrically Active Fabric Article，″的B.Farrell等人的第2002/0076948號(hào)美國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)案中所述)，和將電導(dǎo)體和電路刺繡和/或嵌花到織物之上(例如，如標(biāo)題為″Electrically Active Texiles and Articles Made Therefrom″的E.R.Post等人的第6,210,771號(hào)美國(guó)專(zhuān)利和發(fā)表于IBM Systems Journal，第39卷，第3及4期，第840-860頁(yè)，2000年的由E.R.Post等人所著的標(biāo)題為″E-BroideryDesign andFabrication of Texile-Based Computing″的文章所述)。此外，Jayaraman等人的標(biāo)題為″Fabric or Garment With Integrated Flexible Information Infrastructure″的第6,381,482號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中描述了將電組件附加到織物(包括導(dǎo)電紗)的排列，例如通過(guò)焊接和/或?qū)щ娬澈蟿⒃摰冉M件連接到導(dǎo)電紗。
在上述的排列中，在織物已經(jīng)織成之后(例如)通過(guò)刺繡或通過(guò)嵌花或通過(guò)機(jī)械固定來(lái)添加電的電子功能，從而向制造過(guò)程添加了額外步驟和額外復(fù)雜性。此外，其特定排列似乎適于具有相應(yīng)的特定制造的一個(gè)特定應(yīng)用或用途，而似乎不適用于其中直到織物織成(意即制成)之后才需要指定或決定所生成的織物的功能與操作的有效而相對(duì)一般的制造。

發(fā)明內(nèi)容
因此，需要一種其中具有織成的電子電路功能的編織紡織品和物品。
為此目的，本發(fā)明的編織物品包括經(jīng)紗中的復(fù)數(shù)個(gè)電絕緣和/或?qū)щ娂喓团c經(jīng)紗中的紗交織的緯紗中的復(fù)數(shù)個(gè)電絕緣和/和導(dǎo)電紗。經(jīng)紗和/和緯紗中的功能紗包括一伸長(zhǎng)基板，其上包括至少一個(gè)電導(dǎo)體和至少一個(gè)電子裝置，其中該至少一個(gè)電導(dǎo)體提供了用于連接到該電子裝置的電觸點(diǎn)。


結(jié)合附圖的圖形，將更容易且更好地理解本發(fā)明的較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述，其包括圖1為包括本發(fā)明的一示例實(shí)施例的示例織物的平面示意圖；圖2為關(guān)于圖1的織物的包括示例電子電路功能的紗的平面示意圖；圖3為包括本發(fā)明的一示例實(shí)施例的示例織物的平面示意圖；圖4為關(guān)于圖3的織物的包括一示例電子電路功能的紗的平面示意圖；圖5A至5G為包括適用于如圖1和圖3中說(shuō)明的織物的示例電子電路功能的紗的示例實(shí)施例的平面示意圖；圖6A和6B為說(shuō)明適于形成上文所述的織物的示例實(shí)施例的示例織機(jī)排列的示意圖；圖7為包括適用于圖6A至6B的示例織機(jī)排列的示例電子電路功能的示例紗的示意圖；圖8為適用于完成根據(jù)圖6A至6B和圖7織成的織物的示例滾筒排列的示意圖；圖9為示例編織紡織品的示意圖，其說(shuō)明了結(jié)合圖1至圖5G的排列有用的普通編織和復(fù)雜編織，且圖10A為包括液晶組件的示例編織物品的實(shí)施例的等距視圖示意圖，圖10B為其一部分的放大圖，且圖10C為其功能紗的平面示意圖。
在附圖中，如果一組件或特性顯示于一個(gè)以上的圖形中，那么相同的字母數(shù)字符號(hào)可用來(lái)表示每個(gè)圖形中的組件或特征，且如果緊密相關(guān)或改良的組件顯示于圖形中，那么原來(lái)的相同的字母數(shù)字符號(hào)可用來(lái)表示改良的組件或特性。類(lèi)似地，可通過(guò)附圖的不同圖形中的相似字母數(shù)字符號(hào)和用說(shuō)明書(shū)中的相似術(shù)語(yǔ)來(lái)表示相似組件或特性，但在附圖中在其前面加上了所述實(shí)施例所獨(dú)有的數(shù)字。應(yīng)注意的是，根據(jù)共同實(shí)踐，附圖的各個(gè)特性不是按比例描畫(huà)的，且為簡(jiǎn)潔起見(jiàn)各個(gè)特性的尺寸是經(jīng)任意放大或縮小的。
具體實(shí)施例方式
編織紡織品大體上包括兩組相對(duì)直的紗——交叉并交織來(lái)形成織物的經(jīng)紗和緯紗。通常在編織時(shí)經(jīng)紗與緯紗大約以直角交叉，但可以以任何角度交叉。同樣，織物通常被編織成具有一給定寬度，但可具有任何想要的長(zhǎng)度。經(jīng)紗是沿織物的長(zhǎng)度方向(通常為其較長(zhǎng)的尺寸)前進(jìn)，且緯紗是沿其交叉或?qū)挾确较?通常為其較短的尺寸)前進(jìn)。由于現(xiàn)代化的電腦控制織機(jī)，可自動(dòng)執(zhí)行編織過(guò)程且可響應(yīng)電腦指令中所描述和/或源自電腦輔助設(shè)計(jì)程序的編織指令。此等現(xiàn)代化織機(jī)將不難完成更復(fù)雜的編織，如紗羅編織，其中一對(duì)經(jīng)紗以8字形系列與緯紗纏繞，可采用兩組以上的紗和/或除了經(jīng)紗和/或緯紗中的平紋編織之外的編織。
通常是選擇長(zhǎng)的、柔韌的且相對(duì)薄的紗來(lái)提供所要的長(zhǎng)度、耐損性、洗滌、耐久性和打算使用織物的最終用途的其它要求。如果經(jīng)紗和/或緯紗中的一部分是導(dǎo)電的，那么編織織物可以以類(lèi)似于電路板的方式來(lái)起作用，意即，該導(dǎo)電紗可按照需要在編織織物的多個(gè)位置之間提供電連接、和/或電連接到織物之外的位置、和/或與概括在該織物中的電氣組件和/或電子組件進(jìn)行電連接。
本文中描述的編織紡織品和織物的實(shí)施例大體上包括可在經(jīng)紗和/或緯紗中(但通常在緯紗中)的“功能紗”，其包括伸長(zhǎng)的電基板和/或電子基板，在該基板上安置有一個(gè)或多個(gè)電導(dǎo)體和連接到該等電導(dǎo)體中的一個(gè)或多個(gè)上的復(fù)數(shù)個(gè)電氣裝置和/或電子裝置。換句話說(shuō)，功能紗為任何電基板和/或電子基板，其包括執(zhí)行電氣和/或電子功能的電導(dǎo)體和電氣和/或電子裝置，其中該基板可用作紗和織品。
圖1為包括本發(fā)明的示例實(shí)施例的示例編織織物100的平面示意圖，且圖2為對(duì)于圖1的編織織物而言的包括示例電子電路功能的紗150的平面示意圖?？椢?00為包括經(jīng)紗中的絕緣紗110和導(dǎo)電紗120和緯紗中的絕緣紗130和功能紗150的平紋編織織物?？椢?00還可包括緯紗中的導(dǎo)電紗。絕緣紗110被安置在經(jīng)紗中相鄰導(dǎo)電紗120之間以在其間提供絕緣分隔物，且絕緣紗130被安置在經(jīng)紗中相鄰功能紗150(和/或?qū)щ娂?若存在))之間以在其間提供絕緣分隔物。
圖2的功能紗150包括在絕緣電基板或電子基板152之上的多個(gè)電導(dǎo)體154、156、158和電子裝置160。在圖1和圖2的特定實(shí)例中，電子裝置160為回應(yīng)施加至其的電信號(hào)而發(fā)光的發(fā)光二極管(LED)160。基板152為柔性絕緣材料(如聚酰亞胺或聚酯或適用作電基板的其它材料)的伸長(zhǎng)帶。可通過(guò)任何適當(dāng)?shù)耐緩绞箤?dǎo)體154-158成形于基板152上，例如通過(guò)使用已知用來(lái)制造柔性印刷電路的方法來(lái)蝕刻一附著到基板152的導(dǎo)電金屬層(如銅層)及其類(lèi)似方法。如所說(shuō)明的，導(dǎo)體154大體上延伸了基板152的長(zhǎng)度以提供到其上的所有LED160的共同連接，且向其施加用于啟動(dòng)LED160的電信號(hào)。導(dǎo)體158提供電觸點(diǎn)158，向該觸點(diǎn)158施加一電信號(hào)用來(lái)啟動(dòng)LED160，且每個(gè)觸點(diǎn)158均通過(guò)導(dǎo)體156連接到相應(yīng)的LED160。
經(jīng)紗中的導(dǎo)電紗120與緯紗中的功能紗150和/或?qū)щ娂喼g的電連接可通過(guò)其間的實(shí)體接觸以具有通常的紗緊密度和/或密度的平紋編織來(lái)圓滿(mǎn)地達(dá)成，而無(wú)需任何機(jī)械附著。視需要，可通過(guò)(例如)如少許的導(dǎo)電粘合劑或焊料的機(jī)械附著而在每個(gè)接點(diǎn)158處補(bǔ)充由實(shí)體接觸(例如摩擦接觸)提供的電連接。為適當(dāng)電觸點(diǎn)，可配準(zhǔn)功能紗150使得其上的觸點(diǎn)158各自位于它們所交叉的導(dǎo)電紗120之下。為此，功能紗150可包括位于其一端的一個(gè)或多個(gè)配準(zhǔn)標(biāo)志或標(biāo)記180，使得織機(jī)可在編織過(guò)程中感測(cè)其位置以提供適當(dāng)?shù)呐錅?zhǔn)。
視需要，導(dǎo)體154和/或觸點(diǎn)158可涂覆有一絕緣涂層——除了將與其形成電連接的位置之外。同樣，導(dǎo)體154和/或觸點(diǎn)158視需要可在與其形成電連接的位置涂覆少許導(dǎo)電粘合劑，例如在LED160的終端位置和/或與導(dǎo)電紗120的相交處?？赏ㄟ^(guò)任何合適的途徑(例如通過(guò)焊接或?qū)щ娬澈蟿?將LED160連接到基板152。
每個(gè)LED160可通過(guò)在共同導(dǎo)體154和與該LED相關(guān)聯(lián)的觸點(diǎn)158之間施加適當(dāng)電信號(hào)來(lái)照明。在織物100中，每個(gè)導(dǎo)電紗120與功能紗150相交以覆蓋于其觸點(diǎn)158中的一個(gè)之上。因此，每個(gè)LED160的一個(gè)終端通過(guò)觸點(diǎn)158被連接到可在織物100的邊緣接入的導(dǎo)電紗120，且一端被連接到可在織物100的另一邊緣接入的導(dǎo)體154，因而每個(gè)LED160可通過(guò)向合適的導(dǎo)電紗120和導(dǎo)體154施加電信號(hào)而啟動(dòng)。織物100的LED160聚集為一具有行導(dǎo)體120和列導(dǎo)體154的可尋址被動(dòng)矩陣顯示中，藉此可尋址任何一個(gè)或多個(gè)LED160。或者且視情況，可為功能紗150的每個(gè)LED160或LED160組提供限流電阻器R。
所述織物100是編織被動(dòng)矩陣顯示，其中可通過(guò)在選中的導(dǎo)體120與154之間施加適當(dāng)?shù)碾娦盘?hào)來(lái)照明任何模式的LED160。然而，借助功能紗150上的額外導(dǎo)體和/或電子裝置，可提供主動(dòng)矩陣顯示和/或非矩陣顯示和/或具有個(gè)別可尋址像素(LED)的顯示，如下文所述。因此，LED160或任何其它電子裝置160可以以程序化的模式和/或順序來(lái)通電和/或操作，(例如)用以提供字母數(shù)字的或其它字符顯示，或用以提供像素顯示，或用以提供循序感測(cè)不同的試劑和/或處理所感測(cè)到的數(shù)據(jù)的傳感器陣列織物。
應(yīng)注意的是，在諸如紡織品或紡織品物品的實(shí)際應(yīng)用中，織物100可能更大且可在經(jīng)紗和緯紗二者中含有更多的一種或多種類(lèi)型的紗，且功能紗150可能更長(zhǎng)且含有更多的LED160。因此，可將圖1和圖2和本文的其它圖形理解為說(shuō)明織物的一部分或功能紗的一部分。
適當(dāng)?shù)慕^緣紗包括但不限于(例如)棉花、羊毛、絲綢、亞麻布、亞麻、絲綢透明硬紗(silk organza)、合成纖維織物、塑料、聚酯和其類(lèi)似物的紗和/或線和/或纖維，無(wú)論是否是纖維、線、單絲、多股的、紡成的、捻合的或是以其它方式構(gòu)成的，此可為常規(guī)的或非常規(guī)的。
適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電紗包括但不限于(例如)銅、鋼、不銹鋼、鎳、銀、金和/或其它金屬線，不管是單絲或多股的、捻合的或編辮的或金屬絲或片金(flat strip)、導(dǎo)電金屬和絕緣線和/或繩股的組合、導(dǎo)電塑料和其類(lèi)似物。一種適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電紗為Aracon紗，其包括具有金屬鍍層的Kevlar聚合物的一個(gè)或多個(gè)繩股或絲線且可自EX duPont deNemoirs和Company of Wilmington，Delaware購(gòu)得。Aracon紗的電導(dǎo)電率可接近于銅的電導(dǎo)電率(例如，約10-3歐姆/cm)。其它適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電紗包括金屬包覆紗和金屬電鍍紗和其類(lèi)似物。
圖3為包括本發(fā)明的示例實(shí)施例的示例編織織物100’的平面示意圖，且圖4為關(guān)于圖3的編織織物的包括示例電子電路功能的紗150’的平面示意圖。織物100’為平紋編織織物，其包括經(jīng)紗中的絕緣紗110和導(dǎo)電紗120、122、124和緯紗中的絕緣紗130和功能紗150’?？椢?00’還可包括緯紗中的導(dǎo)電紗。絕緣紗110被安置在經(jīng)紗中的相鄰導(dǎo)電紗120、122、124之間以在其間提供絕緣分隔物，且絕緣紗130被安置于經(jīng)紗中的相鄰功能紗150(和/或電導(dǎo)電紗(若存在))之間以在其間提供絕緣分隔物。
圖4的功能紗150’包括在絕緣電基板或電子基板152上的復(fù)數(shù)個(gè)電導(dǎo)體154、155、156和電子裝置160。在圖3和圖4的特定實(shí)例中，電子裝置160為傳感器，例如溫度傳感器?；?52為絕緣材料的伸長(zhǎng)帶，例如，聚酰亞胺或聚酯或其它適用作電基板的材料。
圖4為“背后”視圖，仿佛基板152是透明的，使得其前表面上的導(dǎo)體154、155、156和附著至其的傳感器160為可見(jiàn)的?？赏ㄟ^(guò)任何適當(dāng)?shù)耐緩绞箤?dǎo)體154至156成形于基板152上，例如通過(guò)使用已知用來(lái)制造印刷電路的方法來(lái)蝕刻一附著到基板152的導(dǎo)電金屬層(如銅層)及其類(lèi)似方法。如所說(shuō)明的，導(dǎo)體154、155和156各自延伸大體上基板152的長(zhǎng)度，以提供到其上的所有傳感器160的三個(gè)共同連接。導(dǎo)體154提供一共同或接地連接，導(dǎo)體156經(jīng)由觸點(diǎn)166為每個(gè)傳感器160提供用于電源連接。導(dǎo)體155提供一導(dǎo)體和觸點(diǎn)165，用于施加一用于啟動(dòng)和/或讀取傳感器160的電信號(hào)并接收一包括自傳感器160讀出的數(shù)據(jù)或信息的電信號(hào)。
經(jīng)紗中的導(dǎo)電紗120、122、124與緯紗中的功能紗150’和/或?qū)щ娂喌膶?dǎo)體154、155、156之間的電連接可通過(guò)其間的實(shí)體接觸以具有通常的紗緊密度和/或密度的平紋編織來(lái)圓滿(mǎn)地達(dá)成，且可通過(guò)(例如)少許的導(dǎo)電粘合劑在每個(gè)接點(diǎn)158處補(bǔ)充之。為適當(dāng)電觸點(diǎn)，可配準(zhǔn)功能紗150’，使得其上的觸點(diǎn)158g、158d、158p各自位于它們所交叉的導(dǎo)電紗120、122、124之下。為此，功能紗150’可包括位于其一端的一個(gè)或多個(gè)配準(zhǔn)標(biāo)志或標(biāo)記180，使得織機(jī)可在編織過(guò)程中感測(cè)其位置以提供適當(dāng)?shù)呐錅?zhǔn)。
視需要，導(dǎo)體154、155和/或156可涂覆有一絕緣涂層，除了界定與其形成電連接的觸點(diǎn)158g、158d、158p的位置158g、158d、158p之外。同樣，觸點(diǎn)158g、158d、158p視情況可(例如)在與導(dǎo)電紗120、122、124的交叉處施加有少許的導(dǎo)電粘合劑，以形成與其的電連接?？赏ㄟ^(guò)任何適當(dāng)途徑來(lái)將傳感器160連接到基板152，例如，通過(guò)焊接或?qū)щ娬澈蟿?br> 電子裝置160較佳為可尋址傳感器，其具有唯一標(biāo)識(shí)或地址，且當(dāng)通過(guò)其數(shù)據(jù)終端165接收到包括此標(biāo)識(shí)和/或地址的數(shù)據(jù)信號(hào)的信號(hào)時(shí)，其執(zhí)行一特定功能。所執(zhí)行的功能可如感測(cè)當(dāng)前存在的條件(如溫度)、或記錄歷經(jīng)一段時(shí)間(不論是一個(gè)給定時(shí)間段還是直到再次接收到信號(hào)為止)的給定條件一般簡(jiǎn)單，或可為更復(fù)雜，例如提供與所感測(cè)到的條件相關(guān)的處理數(shù)據(jù)?？赏ㄟ^(guò)在連接到功能紗150’的導(dǎo)體154和156的導(dǎo)電紗120與124之間施加的電功率向每個(gè)傳感器160供電，且可通過(guò)在共同導(dǎo)體154與數(shù)據(jù)導(dǎo)體155之間(意即導(dǎo)電紗120與導(dǎo)電紗122之間)施加適當(dāng)?shù)碾妼ぶ沸盘?hào)來(lái)啟動(dòng)每個(gè)傳感器160。合適的可尋址傳感器的一個(gè)實(shí)例為可從位于加利福亞州桑尼維爾的DallasSemiconductor-Maxim Integrated Products，Inc.公司購(gòu)得的DS18B20X型溫度傳感器和/或恒溫器倒裝片集成電路和其類(lèi)似物。
在織物100’中，每個(gè)導(dǎo)電紗120、122、124與功能紗150’相交以覆蓋于其觸點(diǎn)158之一上。因此，每個(gè)傳感器160具有經(jīng)由觸點(diǎn)158g、158d、158p而連接到可在織物100的邊緣處接入的導(dǎo)電紗120、122、124上的終端，使得織物100’的所有功能紗150’上的所有傳感器160可從織物100’的單個(gè)邊緣接入。此外，如果導(dǎo)電紗120、122、124在經(jīng)紗中而功能紗150’在緯紗中，那么織物150’可被編織成任何想要的長(zhǎng)度且可以相同格式在一個(gè)邊緣上進(jìn)行連接，例如在可被標(biāo)準(zhǔn)化的單一界面上?；蛘撸蓪⒖椢?00’裁減成任何想要的長(zhǎng)度，且每一長(zhǎng)度均可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的界面而加以連接。又或者，導(dǎo)體154、155、156可在功能紗150’的大體長(zhǎng)度上是連續(xù)的，在此狀況下，可僅需要三個(gè)導(dǎo)電紗120、122、124來(lái)尋址可尋址傳感器160；或者導(dǎo)體154、155、156可在功能紗150’的長(zhǎng)度上是不連續(xù)的，在此狀況下，需要多于三個(gè)導(dǎo)電紗120、122、124來(lái)尋址傳感器160。
因此，織物100’的傳感器160聚集為一具有可在單一邊緣處獲得的導(dǎo)體120、122、124的可尋址傳感器陣列顯示，藉此可尋址任何一個(gè)或多個(gè)傳感器160。應(yīng)注意的是，在諸如紡織品或紡織品物品的實(shí)際應(yīng)用中，織物100’可更大且可包括經(jīng)紗和緯紗兩者中的所有類(lèi)型的更多紗，且功能紗150’可更長(zhǎng)且可包括更多傳感器160。因此，圖3和圖4和本文的其它圖形可被理解為說(shuō)明織物的一部分或功能紗的一部分。
與織物100連接和/或操作織物100所需要的連接器和/或電池和/或其它組件可在織物100的一個(gè)邊緣或多個(gè)邊緣處或在另一方便位置處附著到或并入織物100。該等組件的實(shí)例包括(例如)用于LED和/或用于LED的一個(gè)或多個(gè)行和/或列的解碼器和/或驅(qū)動(dòng)器，然而，該等組件較佳地被安置在功能紗150上。
圖5A至圖5G為包括適用于如圖1和圖3所說(shuō)明的編織織物100的示例電子電路功能的紗150a-150f的示例實(shí)施例的平面示意圖。圖5A至5D是“背后”視圖，仿佛基板152是透明的，使得其前表面上的導(dǎo)體154、155、156、157和/或158和附著于其的電子裝置160為可見(jiàn)的。圖5E-5G“正面”視圖。
圖5A為包括伸長(zhǎng)基板152的功能紗150a的示例實(shí)施例，其上為兩個(gè)導(dǎo)體154、155在該基板的大體長(zhǎng)度上延伸。導(dǎo)體154可為接地導(dǎo)體且導(dǎo)體155可為功率和數(shù)據(jù)(信號(hào))導(dǎo)體。在此排列中，電子裝置160可為從數(shù)據(jù)導(dǎo)體155上的數(shù)據(jù)和/或信號(hào)獲得其工作功率的類(lèi)型?；蛘撸赏ㄟ^(guò)疊加功率信號(hào)上的數(shù)據(jù)和/或信號(hào)而經(jīng)由功率導(dǎo)體155向電子裝置160供電。適用于該排列的傳感器裝置160的一個(gè)實(shí)例為可從DallasSemiconductor-Maxim Integrated Products，Inc公司購(gòu)得的DS18B20X型溫度傳感器。因此，功能紗150a可為(例如)圖4的三個(gè)導(dǎo)體功能紗150′的雙導(dǎo)體對(duì)等物。也可采用其它尋址排列，例如需要多于三個(gè)導(dǎo)體的排列，如需要時(shí)鐘信號(hào)導(dǎo)體的I2C方案。功能紗150a可包括一個(gè)或多個(gè)配準(zhǔn)標(biāo)記180。
圖5B為包括伸長(zhǎng)基板152上串聯(lián)連接的復(fù)數(shù)個(gè)發(fā)光組件160的功能紗150b的示例實(shí)施例。第一個(gè)LED160的第一終端166從功率導(dǎo)體156′接收電功率且最后一個(gè)LED160的第二終端164經(jīng)導(dǎo)體154′連接到接地電位。中間的LED160的終端164、166經(jīng)由其間的導(dǎo)體157′而串聯(lián)連接。雖然可通過(guò)在導(dǎo)體154、156之間施加適當(dāng)?shù)碾娢粊?lái)引起所有LED160的照明，藉此照明功能紗160作為一個(gè)帶，但可采用中間電位，例如經(jīng)由交叉導(dǎo)電紗120(未圖示)以引起選中的LED160的照明而其它的LED160未照明?？赏ㄟ^(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇所施加的電位和/或所流經(jīng)的電流來(lái)選擇亮度。如上所述，功能紗150b可包括一個(gè)或多個(gè)配準(zhǔn)標(biāo)記180。
圖5C為包括在伸長(zhǎng)基板152上并聯(lián)連接的復(fù)數(shù)個(gè)發(fā)光組件160的功能紗150c的示例實(shí)施例。每個(gè)LED160的第一終端166從功率導(dǎo)體156接收電功率且每個(gè)LED160的第二終端164經(jīng)由導(dǎo)體154連接到接地電位?？赏ㄟ^(guò)在導(dǎo)體154、156之間施加適當(dāng)電位來(lái)照明所有的LED160，藉此來(lái)照明功能紗160作為一個(gè)帶，且可通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇所施加的電位和/或所流經(jīng)的電流來(lái)選擇亮度。用于功能紗的合適的LED包括可購(gòu)自NichiaCorporation of Japan和其它來(lái)源的LED，其可包括產(chǎn)生“白”和其它顏色(例如紅、綠、藍(lán)、琥珀黃和/或其組合)的光的LED和可在兩種或更多顏色之間切換的LED。如上所述，功能紗150c可包括一個(gè)或多個(gè)配準(zhǔn)標(biāo)記180。
圖5D為功能紗150d的示例實(shí)施例，除了其包括限流電阻器R之外，其與圖5C的功能紗150c相同。電阻器R與并聯(lián)的LED160串聯(lián)，以限制響應(yīng)在導(dǎo)體或觸點(diǎn)154a上所施加的電位而流經(jīng)到導(dǎo)體154b的電流。LED160在導(dǎo)體154b與156之間并聯(lián)連接?；蛘咔乙曅枰蔀楣δ芗?50d的每個(gè)LED160或LED160組提供限流電阻器R。又或者且視需要，可為上述的功能紗150c的每個(gè)LED160或LED160組提供限流電阻器R。如上所述，功能紗150d可包括一個(gè)或多個(gè)配準(zhǔn)標(biāo)記180。
圖5E為包括功能紗150上的額外導(dǎo)體155和電子裝置170的功能紗150e的示例實(shí)施例，其可用以提供具有獨(dú)立地可尋址像素(LED)160的編織非矩陣顯示。導(dǎo)體154大體上延伸基板152的長(zhǎng)度，導(dǎo)體154的終端164連接到所有裝置160且其終端174連接到電子裝置170，以(例如)提供接地連接。導(dǎo)體158大體上延伸基板152的長(zhǎng)度，導(dǎo)體158的終端178連接到所有的電子裝置170以(例如)提供功率連接。導(dǎo)體155同樣大體上延伸基板152的長(zhǎng)度，導(dǎo)體155的終端175連接到所有電子裝置170以(例如)向其提供用于尋址電子裝置170的數(shù)據(jù)信號(hào)，以經(jīng)由輸出終端176和導(dǎo)體156將來(lái)自導(dǎo)體158的電功率選擇性地施加到LED160的終端168。如上所述，功能紗150e可包括一個(gè)或多個(gè)配準(zhǔn)標(biāo)記180。
因此，電功率經(jīng)由功率導(dǎo)體158而施加到所有電子裝置170，且通過(guò)由尋址信號(hào)(例如由數(shù)據(jù)導(dǎo)體155提供的串聯(lián)尋址信號(hào))而尋址的某些電子裝置170將其選擇性地施加到某些電子裝置160。電子裝置170較佳為具有唯一標(biāo)識(shí)或地址且當(dāng)經(jīng)由其數(shù)據(jù)終端175接收到包括該標(biāo)識(shí)和/或地址的數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)執(zhí)行一特定功能的可尋址開(kāi)關(guān)。所執(zhí)行的功能可如形成或斷開(kāi)其終端176與178兩者之間的連接(無(wú)論是否歷經(jīng)一個(gè)給定時(shí)間段還是直到再次接收到信號(hào)為止)一般簡(jiǎn)單，或者可更復(fù)雜，例如在其一個(gè)或多個(gè)終端之上或之間提供調(diào)寬信號(hào)或調(diào)時(shí)信號(hào)或頻率信號(hào)。
在用于發(fā)光像素的簡(jiǎn)單的非掃描、非矩陣陣列的功能紗150e中，可通過(guò)尋址適當(dāng)?shù)拈_(kāi)關(guān)并設(shè)定其狀態(tài)來(lái)設(shè)定每一像素的狀態(tài)，例如，將開(kāi)關(guān)狀態(tài)設(shè)為“接通”或“斷開(kāi)”以將像素的狀態(tài)設(shè)定為“接通”或“斷開(kāi)”。合適的可尋址開(kāi)關(guān)的一個(gè)實(shí)例為可從位于加利福亞州桑尼維爾的Dallas Semiconductor-Maxim Integrated Products，Inc.公司購(gòu)得的DS2406型。或者，可尋址開(kāi)關(guān)170具有用于控制復(fù)數(shù)個(gè)電子裝置160的復(fù)數(shù)個(gè)可控輸出。在一個(gè)實(shí)施例中，可尋址開(kāi)關(guān)170具有七個(gè)輸出，此可便于尋址顯示數(shù)字0-9的七段LED顯示。
此功能紗150e和包括其的編織織物顯示了采用串聯(lián)尋址且適用于顯示靜止圖像和/或文本或字符消息。如果可獲得充分的尋址帶寬或平行尋址，那么織物顯示也可用于顯示活動(dòng)圖像，例如視頻速率顯示。因?yàn)長(zhǎng)ED是發(fā)射性的，所以其可產(chǎn)生不僅可輕易在黑暗中看見(jiàn)的也可以在白天看見(jiàn)的顯示。
圖5F和5G為包括功能紗基板152上的功率和接地導(dǎo)體154、156、多種電阻器R和電子裝置160的功能紗150f的示例實(shí)施例，其可用于提供具有其上電子裝置160(例如LED160)的模式的編織非矩陣顯示。特定而言，功能紗150f具有紗基板152，其可與附著至其的多種不同裝置160和電阻器R(例如在多種串聯(lián)和/或并聯(lián)電路中)一起使用，此對(duì)于制造唯一的和/或特定的功能紗是有利的。圖5G中展示紗基板152的一部分，其上未安裝電子裝置160和電阻器R。
具有相應(yīng)的觸點(diǎn)158a、158d和159a和159d的導(dǎo)體模式158和159沿基板152的相對(duì)邊緣以間距2P而間隔，電子裝置160和電阻器R被連接到該等相應(yīng)觸點(diǎn)。模式158、159的一對(duì)觸點(diǎn)158a、159a沿基板152的相對(duì)邊緣以間距P而間隔，電子裝置160可附著到該等觸點(diǎn)。交互的相鄰對(duì)的觸點(diǎn)158a通過(guò)一包括自基板152的邊緣延伸出來(lái)的觸點(diǎn)158d的導(dǎo)體158b而彼此連接，且交互的相鄰對(duì)的觸點(diǎn)159a通過(guò)一包括自基板152的邊緣延伸出來(lái)的觸點(diǎn)159d的導(dǎo)體159b而彼此連接。導(dǎo)體158b、159b通常關(guān)于此對(duì)觸點(diǎn)158a和159a而交互地安置，使得復(fù)數(shù)個(gè)裝置160可串聯(lián)連接(若需要)，且使得觸點(diǎn)158d和159d以間距2P交替。
提供復(fù)數(shù)個(gè)觸點(diǎn)154d的導(dǎo)體154在功能紗150f的基板152的中心區(qū)域中沿其大體長(zhǎng)度延伸，在該等復(fù)數(shù)個(gè)觸點(diǎn)154d處可通過(guò)導(dǎo)體154形成連接(如接地連接)。提供復(fù)數(shù)個(gè)觸點(diǎn)156d的導(dǎo)體156同樣在基板152的中心區(qū)域中沿其大體長(zhǎng)度延伸，在該等觸點(diǎn)156d處可通過(guò)導(dǎo)體156形成連接(如電源連接)。觸點(diǎn)154d和觸點(diǎn)156d通常以間距2P而間隔開(kāi)來(lái)且被安置成最接近相應(yīng)的觸點(diǎn)158d和159d，使得可在其間安裝電子裝置170(如電阻器R)。觸點(diǎn)154c和156c接近功能紗150f的一端或兩端，用于分別將導(dǎo)體154和156連接到外電路(如連接到電源和接地電位)。導(dǎo)體154、156、158、159和其觸點(diǎn)通常為絕緣基板152上的蝕刻銅模式，且可被一絕緣涂層覆蓋(而非在其多個(gè)觸點(diǎn)外)。
在圖5F說(shuō)明的示例實(shí)施例中，該圖左側(cè)的五個(gè)電子裝置160(例如LED)經(jīng)由某些導(dǎo)體模式158、159而串聯(lián)連接，且串聯(lián)的裝置160經(jīng)由兩個(gè)電阻器R連接至導(dǎo)體154和156，其中該電阻器R具有一歐姆值，該值是選作一流經(jīng)具有在導(dǎo)體154、156之間施加的特定值的電位的裝置160的電流的期望值。由于有兩個(gè)電阻器R與串聯(lián)的裝置160相串聯(lián)，所以必要的電阻值可以任何所要的比例分配在兩個(gè)電阻器R之間。通常，一個(gè)電阻器R具有低歐姆值(例如1歐姆)來(lái)充當(dāng)一對(duì)連接154d、158d或156d、159d之間的跨接線，而另一電阻器R為連接在另一對(duì)連接154d、158d或156d、159d之間的較高歐姆值(例如100歐姆)，以測(cè)定流經(jīng)裝置160的電流的電平。
在功能紗150f的示例實(shí)施例中，基板152的長(zhǎng)度約為40cm且寬度約為4mm且由聚酰亞胺材料制成。在一個(gè)和五個(gè)LED160之間提供串聯(lián)，其觸點(diǎn)158a、159a的面積均為約1mm乘2mm且以約為9.5mm的間距重復(fù)。觸點(diǎn)154d、156d、158d和159d均為約0.5mm乘0.5mm，且以約為0.6mm的間隔分離。LED160在約為20毫安的電流下運(yùn)作，在導(dǎo)體154與156之間施加約12伏。對(duì)五個(gè)串聯(lián)連接的LED160使用1-歐姆電阻器R和100-歐姆電阻器R，而對(duì)更少數(shù)目的串聯(lián)LED160使用更高值的電阻器R。如果LED160的兩個(gè)串聯(lián)電路將電流引導(dǎo)經(jīng)過(guò)相同的電阻器R，那么電阻器R的值成比例地減少使得約20毫安的電流流經(jīng)LED160的兩個(gè)串聯(lián)電路的每一個(gè)。將各自具有安裝至其的不同預(yù)定模式的LED160的若干功能紗150f編織到約1.35m乘0.37m(約53英寸乘14.5英寸)的橫幅標(biāo)志的緯紗中，其中LED160被照明時(shí)形成的字符和/或符號(hào)拼出一條消息，例如″Wonders Never Cease″。編織銅的導(dǎo)電紗編織到其經(jīng)紗中以形成與每個(gè)功能紗150f的觸點(diǎn)154a、156a的摩擦電連接，以向其施加12伏工作電位和接地電位。絕緣紗提供該編織標(biāo)記的經(jīng)紗和緯紗中的導(dǎo)電紗與功能紗150f的所要的間隔。
通過(guò)在LED160終端之間施加適當(dāng)?shù)碾娢粊?lái)照明該等LED160，藉此照明獨(dú)立地作為一組和/或作為一帶的功能紗150的一個(gè)或多個(gè)LED160，且可通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇所施加的電位和/或所流經(jīng)的電流來(lái)選擇亮度。適用于功能紗的LED包括可購(gòu)自NichiaCorporation of Japan和其它來(lái)源LED，其可包括產(chǎn)生“白”和其它顏色(如紅、綠、藍(lán)、琥珀黃和/或其組合)的光的LED以及可在兩種或多種顏色之間切換的LED。
可包括在功能紗之上的電氣和/或電子裝置和/或組件的實(shí)例包括但不限于(例如)溫度傳感器、化學(xué)藥品傳感器、力傳感器、壓力傳感器、聲音傳感器、電場(chǎng)傳感器、磁場(chǎng)傳感器、光傳感器、加速度傳感器和/或任何其它條件的傳感器、光源、力源、熱源、電磁輻射源和/或聲源、紅外線和/或無(wú)線發(fā)射器和/或接收器、成像器、CCD成像器、熱電傳感器、冷卻器、加熱器和/或發(fā)生器、液晶組件、電致發(fā)光組件、有機(jī)發(fā)光組件、OLED、電泳材料、LED、壓電組件和/或轉(zhuǎn)換器、傳聲器、擴(kuò)音器、聲換能器、電阻器、處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、微處理器、微控制器、CPU、模擬數(shù)字變換器、數(shù)字模擬變換器、數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置、數(shù)據(jù)使用裝置、處理裝置、開(kāi)關(guān)、人界面裝置、人輸入裝置、閃光燈和/或閃光器、電池、燃料電池、太陽(yáng)能電池、光致電壓裝置、電源等等。任何一個(gè)或多個(gè)或所有該等裝置可通過(guò)簡(jiǎn)單地向其施加電功率來(lái)加以啟動(dòng)(不管是經(jīng)由一個(gè)還是多個(gè)導(dǎo)體)，且/或可回應(yīng)施加至其的尋址信號(hào)而主動(dòng)地可尋址。
通常，功能紗上的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體用來(lái)將電源和/或接地電位傳導(dǎo)到其上的電子裝置，且一個(gè)或多個(gè)其它導(dǎo)體可用來(lái)從該等裝置傳導(dǎo)數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)傳導(dǎo)到該等裝置。連接到各個(gè)導(dǎo)電紗和/或功能紗的電功率源包括在織物之外的和/或附著于織物的和/或附著于功能紗的一個(gè)或多個(gè)電池、太陽(yáng)能電池、光致電壓裝置和/或其它功率源。
一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)和/或信號(hào)導(dǎo)體可將數(shù)據(jù)和/或信號(hào)傳送到功能紗上的一個(gè)或多個(gè)外部電源和/或電子裝置和/或從該等電源和/或電子裝置傳送數(shù)據(jù)和/或信號(hào)，和/或可在功能紗上的電子裝置之間傳送數(shù)據(jù)和/或信號(hào)。功能紗上的所有電子裝置無(wú)需具有相同或相似種類(lèi)。舉例而言，傳感器和處理器的組合可包括于一個(gè)或多個(gè)功能紗之上，藉此可在編織織物的功能紗和/或復(fù)數(shù)個(gè)功能紗之內(nèi)收集、感測(cè)、分布和/或處理數(shù)據(jù)。因此，功能紗上的電子裝置可連網(wǎng)在一起且/或可與另一功能紗上的或織物之外的其它電子裝置連網(wǎng)。
通常，功能紗是從聚酰亞胺或聚酯或其它聚合材料片而裂開(kāi)或切開(kāi)，且其寬度為約0.2至0.5mm且厚度為約0.01至0.25mm，但該材料可為更寬或更窄和/或更厚或更薄。其它適用于功能紗的尺寸為0.3至3mm寬度且約75至125μm厚度的范圍之間。舉例而言，已發(fā)現(xiàn)約1mm寬且約0.1mm厚的功能紗適用于編織0.1-0.4米寬的織物。在自動(dòng)織機(jī)之上，例如該功能紗可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)劍桿織機(jī)插入緯紗中。如果要將功能紗編織入織物的緯紗中，則其需與織物的寬度一樣長(zhǎng)；且如果要將功能紗編織入織物的經(jīng)紗中，則其需與織物的長(zhǎng)度一樣長(zhǎng)或更長(zhǎng)。盡管功能紗可與常規(guī)切膜紗(slit-film yarn)在它是從一片材料上裂開(kāi)方面相似，但是其在以下方面有實(shí)質(zhì)上的不同常規(guī)切膜紗不包括本文所述的任何電氣和/或電子裝置和/或功能性。
應(yīng)注意的是，功能紗可制作成具有形成于其上或施加至其的電導(dǎo)體且具有附著到和/或施加到其上的電氣和/或電子裝置的電基板片或板，該片或板接著被切成或裂成或以其它方式分成單獨(dú)的功能紗。舉例而言，適用作電基板的一片聚酰亞胺、聚酯或其它塑料上具有一層導(dǎo)電材料，其可被圖案化(例如，通過(guò)光蝕刻)以按需要形成用于功率、接地、數(shù)據(jù)和其類(lèi)似物的電導(dǎo)體?；蛘?，可通過(guò)導(dǎo)電墨水或環(huán)氧樹(shù)脂或粘合劑來(lái)印刷該導(dǎo)體模式。通常，電子裝置作為倒裝芯片和/或表面安裝裝置而附著。如果通過(guò)使用焊料或?qū)щ娬澈蟿﹣?lái)連接電子裝置，那么焊接球或?qū)щ娬澈蟿┛沙练e于導(dǎo)體上連接電子裝置的終端的位置中。接著，將電子裝置置放于基板上并經(jīng)由其終端而連接到基板?？蓪⒁恢T如環(huán)氧樹(shù)脂或“glop-drop”或“glob-drop”涂層的涂層、或一絕緣薄膜施加到其上以額外地將電子裝置緊固到基板上和/或使可阻礙或以其它方式干擾編織過(guò)程的任何邊緣或凸出部分變平滑。還可采用未充滿(mǎn)的封裝。接著，將該薄片基板撕成或以其它方式切成帶狀、或以蛇紋模式切割，其中每個(gè)帶均為一個(gè)或多個(gè)其上具有電導(dǎo)體和電子裝置的功能紗的長(zhǎng)度。通常，每個(gè)帶的長(zhǎng)度為一個(gè)功能紗的長(zhǎng)度，但也可為其倍數(shù)。
功能紗還可被制作成具有成形于其上或施加至其的電導(dǎo)體且具有附著到其上和/或施加到其上的電氣和/或電子裝置的電基板的帶或卷，以提供功能紗，該帶或卷可包括復(fù)數(shù)個(gè)功能紗且可接著被撕成功能紗的單獨(dú)的個(gè)別長(zhǎng)度或者可包括功能紗的單一寬度且因此不需要被切成或撕成或以其它方式分離成個(gè)別功能紗。電導(dǎo)體以與上文所述的相似方式形成于該帶及連接到其上的電子裝置上。功能紗的每一帶或卷含有功能紗的許多長(zhǎng)度且被切成如饋給到織機(jī)中以編織的一個(gè)功能紗的長(zhǎng)度。功能紗可如上所述加以涂覆。
圖6A和6B為說(shuō)明適用于制成本文所述的示例實(shí)施例的示例織機(jī)排列的示意圖。劍桿織機(jī)200將經(jīng)紗210和緯紗220編織到織物或紡織品100中。經(jīng)紗210的交替第一紗210a被升高而經(jīng)紗210介于其中間的第二紗210b被降低，此時(shí)從緯紗源222引出的緯紗220通過(guò)劍桿230分別在升高和降低的經(jīng)紗210a、210b之間拉伸。精梳或鋼筘214保持經(jīng)紗210在由編織過(guò)程中交替升高和降低的分離的經(jīng)紗210a、210b所形成的開(kāi)口或梭口中的的間隔和位置。通常，劍桿230為柔性劍桿230且在劍桿絞盤(pán)輪240之間前后拉動(dòng)以將緯紗220自緯紗源222中拉出并穿過(guò)升高與降低的經(jīng)紗210a、210b之間的間隔。接著，升高的第一經(jīng)紗210a降低而降低的第二經(jīng)紗210b升高，且來(lái)自緯紗源222的另一緯紗220由劍桿230在其間拉動(dòng)。下一步，升高的第二經(jīng)紗210b降低而降低的第一經(jīng)紗210a升高，且來(lái)自緯紗源222的另一緯紗由劍桿230在其間拉動(dòng)，且該編織順序重復(fù)交織經(jīng)紗和緯紗210、220來(lái)編織織物/紡織品210。
經(jīng)紗210可包括任何想要的順序的絕緣紗、導(dǎo)電紗和/或功能紗。通常，一個(gè)或多個(gè)絕緣紗編織在導(dǎo)電紗和/或功能紗之間，以提供其相鄰兩者之間的實(shí)質(zhì)間隔和電絕緣。
如果緯紗源222提供不同顏色或不同類(lèi)型的緯紗220，例如絕緣紗、導(dǎo)電紗和/或功能紗，那么選擇器224在適當(dāng)時(shí)間選擇適當(dāng)緯紗220來(lái)提供織物100所要的緯紗的順序。舉例而言，如果緯紗220是導(dǎo)電的，那么選擇器224選擇用于絕緣紗之前和之后編織的緯紗絲線的絕緣紗220，使得相鄰的導(dǎo)電紗不鄰接，而是由絕緣紗間隔開(kāi)來(lái)且因此彼此相絕緣。然而，在某些情況下，需要復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)電紗彼此鄰接，例如呈并聯(lián)方式以增加載流量和/或增加在其交叉點(diǎn)與導(dǎo)電經(jīng)紗和/或功能性經(jīng)紗接觸的可靠性。
舉例而言，若需要生產(chǎn)一種其中將不同的功能紗編織到該緯紗中的織物或紡織品100，則緯紗源222提供不同顏色或不同類(lèi)型的功能紗紗220，選擇器224在適當(dāng)時(shí)間選擇適當(dāng)功能緯紗220來(lái)提供所要的緯紗順序。采用不同的功能紗的織物的一個(gè)實(shí)例為關(guān)于兩色、三色或四色顯示的多色顯示織物。在此狀況下，緯紗源222選擇其上具有適當(dāng)顏色發(fā)光體的功能緯紗。舉例而言，具有產(chǎn)生紅光的LED的功能紗、具有產(chǎn)生綠光的LED的功能紗、和具有產(chǎn)生藍(lán)光的LED的功能紗可以以紅-綠-藍(lán)的次序編織到織物100中以提供顯示織物，該顯示織物具有當(dāng)在適當(dāng)時(shí)間和適當(dāng)光照強(qiáng)度啟動(dòng)紅、綠和藍(lán)發(fā)光組件時(shí)能產(chǎn)生彩色圖像的能力。
圖6B為說(shuō)明適用于圖6A的示例織機(jī)200的示例絞盤(pán)240和滾筒242排列的示意圖。絞盤(pán)輪順時(shí)針和逆時(shí)針(意即雙向)旋轉(zhuǎn)以通過(guò)織機(jī)100饋給任何正在編織中的緯紗。滾筒242裝有彈簧或另外被偏壓以向絞盤(pán)輪240施壓以保持緯紗與其形成摩擦接觸，使得其可通過(guò)織機(jī)100插入到所編織的織物/紡織品的緯紗中。特定而言，功能緯紗150是通過(guò)絞盤(pán)輪240而被如此編織到織物的緯紗中。所以功能紗150可關(guān)于織物100的緯紗方向而適當(dāng)定位，傳感器250被定位在一可探測(cè)到功能紗150的一個(gè)或多個(gè)配準(zhǔn)標(biāo)記180的位置中鄰近絞盤(pán)輪240處。傳感器250可為用于探測(cè)功能紗150上的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)(例如反射性)標(biāo)記的光學(xué)探測(cè)器和/或可為用于探測(cè)功能紗150的一個(gè)或多個(gè)電導(dǎo)電(例如金屬接觸)標(biāo)記180的電探測(cè)器(如連續(xù)性探測(cè)器)和/或可為用于探測(cè)功能紗150的一個(gè)或多個(gè)機(jī)械特性的機(jī)械探測(cè)器。
或者，可使用一附著到織機(jī)100的支臂將紗自梭口拉出以抵消劍桿將紗拉入梭口，藉此適當(dāng)?shù)囟ㄎ还δ芗?50并配準(zhǔn)其組件。又或者，如果劍桿被設(shè)計(jì)成將緯紗拉入為具有適當(dāng)公差的預(yù)定距離的梭口中，那么配準(zhǔn)標(biāo)記180可用于以預(yù)定方式來(lái)定位功能紗150，用來(lái)隨后以預(yù)定劍桿距離將其拉入織機(jī)中。
圖7為包括適用于圖6A-6B的示例織機(jī)排列200的示例電子電路功能的示例紗150的示意圖。功能紗150包括適用于載運(yùn)其上的電氣和/或電子電路的柔性基板152。舉例而言，基板152載運(yùn)附著至其并連接到導(dǎo)電電路跡線154、156的復(fù)數(shù)個(gè)電路組件160?？赏ㄟ^(guò)一個(gè)或多個(gè)觸點(diǎn)158形成與功能紗150的導(dǎo)體154、156的外接，其一說(shuō)明實(shí)例位于或接近于基板152的一端或兩端。舉例而言，可通過(guò)導(dǎo)電粘合劑159(如熱塑性或熱固性粘合劑)來(lái)形成與其的固定連接和/或永久連接，該導(dǎo)電粘合劑159通常填充有在受熱服從的壓墊或滾筒下被固定或固化的導(dǎo)電粒子。功能紗150通常還包括用于配準(zhǔn)功能紗150(例如當(dāng)功能紗150用于緯紗中時(shí)關(guān)于經(jīng)紗配準(zhǔn))的位于或接近于紗150的一端的一個(gè)或多個(gè)配準(zhǔn)標(biāo)志或標(biāo)記180。功能紗150的此配準(zhǔn)(例如)用于定位觸點(diǎn)158在織物100中的位置(其中它們將與其經(jīng)紗中的導(dǎo)電紗形成電連接)和/或用于關(guān)于彼此和織物100來(lái)定位電子裝置160。為此目的，配準(zhǔn)標(biāo)記180位于沿功能紗150的基板152的長(zhǎng)度關(guān)于其觸點(diǎn)158和/或電子組件/裝置160的已知的預(yù)定位置。標(biāo)志/標(biāo)記180可具有任何想要的形狀且可視需要為反射性的(當(dāng)打算供光學(xué)探測(cè)器使用時(shí))和/或可為導(dǎo)電性的(當(dāng)打算供電連續(xù)性或?qū)щ娦蕴綔y(cè)器使用時(shí))。配準(zhǔn)標(biāo)志180還可用于適當(dāng)?shù)嘏錅?zhǔn)其中將功能紗用于織物的經(jīng)紗中的織機(jī)上的功能紗。
圖8為適用于根據(jù)圖6A-6B和圖7編織成的織物的示例滾筒排列260的示意圖?？蛇x的滾筒260包括一對(duì)加熱滾筒260a、260b，當(dāng)在織機(jī)200上編織時(shí)編織織物100從此間穿過(guò)。當(dāng)功能紗150包括(例如)用于與其形成連接的熱塑性和/或熱固性導(dǎo)電粘合劑時(shí)，加熱滾筒260a、260b施加適當(dāng)?shù)臒岷蛪毫σ匀刍療崴苄哉澈蟿┖?或溶化和/或固化熱固性粘合劑。
圖9為示例編織紡織品100的示意圖，其說(shuō)明可結(jié)合圖1至5G的任何功能紗排列而使用的普通編織和復(fù)雜編織。示例織物100包括經(jīng)紗中的絕緣紗110和導(dǎo)電紗120和緯紗中的絕緣紗130和導(dǎo)電紗140。通常，正如導(dǎo)電紗120和/或140與功能紗之間的連接，經(jīng)紗中的導(dǎo)電紗120與緯紗中的導(dǎo)電紗140之間的電連接可通過(guò)其間的實(shí)體接觸以具有通常的紗緊密度和/或密度的平紋編織來(lái)圓滿(mǎn)地達(dá)成。據(jù)觀察，如此制得的織物顯示出穩(wěn)定的連接，例如，如在來(lái)自LED的明亮、穩(wěn)定的光線中，在施予織物的剪切力、彎曲織物、和以其它方式扭曲和/或統(tǒng)一織物形狀的的應(yīng)用下。
對(duì)更疏松的編織和/或其中高度可靠的電接觸是比較重要的情形而言，可采用更復(fù)雜的編織。舉例而言，可使用紗羅編織，其使復(fù)數(shù)個(gè)導(dǎo)電紗120a和120b纏繞成如同將它們編織以提供導(dǎo)電紗120′一樣。由于兩個(gè)導(dǎo)電紗120a、120b在其交叉的地方環(huán)繞導(dǎo)電紗140(和/或功能紗)，因此提供了此處的緊密編織和更高可靠性的連接。雖然在紗羅編織的情況下將纏繞的導(dǎo)電紗120′以實(shí)例方式說(shuō)明成在經(jīng)紗中，但捻合的導(dǎo)電紗可用于經(jīng)紗和/或緯紗中且捻合的紗在其它編織中可與絕緣和/或?qū)щ娂喴黄鹗褂谩?br> 雖然導(dǎo)電紗和功能紗在編織織物或紡織品中大體上為正交的和交叉的，但是導(dǎo)電紗和功能紗不必是正交的，且導(dǎo)電紗和功能紗可在織物或紡織品中相同的編織方向中前進(jìn)。而且，雖然導(dǎo)電紗和功能紗中的一者或兩者可在經(jīng)紗和/或緯紗中的一者或兩者中編織，但通常最好是將該導(dǎo)電紗編織在經(jīng)紗中而將功能紗編織在緯紗中，(例如)以容許在織物/紡織品中使用不同的功能紗。舉例而言，通過(guò)相同織物中使用含有傳感器和/或光源的第一類(lèi)型的功能紗和含有處理器的第二類(lèi)型的功能紗，可編織出一種“智能”織物，其既可感測(cè)數(shù)據(jù)又可處理所感測(cè)到的數(shù)據(jù)和/或產(chǎn)生用于照明用光源的尋址并照明該尋址光源。
圖10A為包括液晶組件1170的示例編織物品100的實(shí)施例的等距視圖示意圖，且圖10B為其一部分的放大。物品1000包括在一個(gè)編織方向(意即經(jīng)紗或緯紗)中編織的導(dǎo)電紗1120a、絕緣紗1130和功能紗1150a，且包括在另一個(gè)編織方向(意即緯紗或經(jīng)紗)中編織的導(dǎo)電紗1120b和功能紗1150b。物品1000可說(shuō)明編織物品或僅編織物品的一部分，且可包括額外紗，意即按需要在經(jīng)紗和/或緯紗中編織的導(dǎo)電紗和/或絕緣紗和/或功能紗。
每個(gè)導(dǎo)電紗1120a包括絕緣基板1122a(例如由聚酯構(gòu)成)、和其上的導(dǎo)電涂層1124a(例如較佳由氧化銦錫(ITO)或聚乙烯-二氧噻吩(PDOT)構(gòu)成)或足夠薄以致大體上透明的其它導(dǎo)體。紗1120a進(jìn)一步包括一由導(dǎo)電ITO層1124a上的光學(xué)活性材料1128構(gòu)成的層。光學(xué)活性材料的實(shí)例包括(例如)液晶(LC)材料、聚合物分散LC材料如分散膽甾型LC、電致發(fā)光(EL)材料、有機(jī)發(fā)光裝置(OLED)材料、電泳材料、發(fā)光二極體(LED)和其類(lèi)似物。
每個(gè)導(dǎo)電紗1120b包括絕緣基板1122b(例如由聚酯構(gòu)成)、和其上的導(dǎo)電涂層1124b(例如，較佳由氧化銦錫(ITO)或聚乙烯-二氧噻吩(PDOT)構(gòu)成)或足夠薄以致大體透明的其它導(dǎo)體。ITO層1122a和1124b、和光學(xué)活性層1128較佳為連續(xù)的且大體上延伸基板1122a、1122b的長(zhǎng)度。絕緣紗1130包括絕緣基板(例如由聚酯構(gòu)成)且可被編織在經(jīng)紗中、緯紗中、或在此兩者中。
如圖10B中所示，導(dǎo)電紗1120a和1120b較佳為具有矩形橫截面的長(zhǎng)的、薄的帶，但也可以具有圓形、卵形、橢圓形或其它想要的橫截面。不平坦LC紗1120a、1120b可包括一導(dǎo)電核心，其上具有一光學(xué)活性LC層和覆于光學(xué)活性層1128上的ITO、PDOT或其它透明導(dǎo)電層。此外且視需要，一絕緣材料層可被涂覆或以其它方式沉積于導(dǎo)電層1124a、1124b上，以使其自電短路絕緣。光學(xué)活性材料1128可充當(dāng)紗1120b的絕緣涂層。視需要，該絕緣層可延伸超過(guò)紗1120a、1120b的邊緣和/或后表面。
在物品1000中的導(dǎo)電紗1120a與導(dǎo)電紗1120b交叉的每個(gè)位置處，光學(xué)活性或其它電子組件1170被界定為具有大體上為每個(gè)紗1120a、1120b的寬度的尺寸。因此，如果每一紗1120a、1120b為1mm寬，那么每個(gè)光學(xué)活性組件或光電池1170為約1mm乘1mm。特定而言，組件1170通常為包括一“堆”提供一電極的導(dǎo)體層1124b、LC材料1128和提供一第二電極的導(dǎo)體層1124a的液晶組件或電池。因此，由于紗1120a、1120b的導(dǎo)體1124a和1124b靠近在一起(例如，紗1120a和1120b通常彼此接觸)，所以在導(dǎo)體(電極)1124a與1124b之間施加相對(duì)低的電位可產(chǎn)生相對(duì)高的電場(chǎng)使其間的LC材料1128的光學(xué)特征處于特別界定的狀態(tài)。
由于ITO層1124a和1124b、和LC層1128較佳為連續(xù)的且大體上延伸基板1122a、1122b的長(zhǎng)度或至少其長(zhǎng)度的一段，所以紗1120a和1120b在其任何交叉位置的相對(duì)移動(dòng)都不影響LC組件1170在此處受界定，藉此避免通過(guò)可降低織物1000的柔性的機(jī)械附著而形成的電連接。每個(gè)組件1170提供(例如)一顯示器的一個(gè)像素。用于圖像的顯示可包括(例如)200,000至2,000,000像素，而文本可以顯示于35至144像素的字符塊。
一種合適的LC材料為諸如分散膽甾型LC的聚合物分散液晶(PDLC)，其可涂覆在基板1122a的ITO層1124a上并就地聚合，且可通過(guò)場(chǎng)耦合而被打開(kāi)和關(guān)閉(開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換)，以使在導(dǎo)電紗1120a、1120b的交叉位置的電觸點(diǎn)不必要。此外，其光學(xué)特征可通過(guò)(例如)調(diào)整分散度和/或染料而調(diào)整以反射在可見(jiàn)光和/或紅外線光譜內(nèi)的顏色和/或波長(zhǎng)。PDLC材料的一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于其為固體聚合物材料。PDLC可包括齊端A相液晶材料或膽甾型液晶材料的分散，其使得PDLC成為需要小電功率來(lái)切換光學(xué)狀態(tài)而無(wú)需電功率來(lái)保持光學(xué)狀態(tài)的雙穩(wěn)態(tài)材料。PDLC材料的替代光學(xué)材料包括(例如)電致發(fā)光(EL)材料、有機(jī)發(fā)光裝置(OLED)材料、電泳材料、發(fā)光二極體(LED)和其類(lèi)似物。按需要和預(yù)期的，極化層、反射層、顏色和其它過(guò)濾層、保護(hù)和/或密封層和其類(lèi)似物可用在紗1120、1130上。此外，若需要，可在基板1122a、1122b的材料中包括極化和/或著色材料。
可通過(guò)與上文關(guān)于功能紗所描述的方法相似的方法來(lái)制造導(dǎo)電紗1120a、1120b，例如，通過(guò)用ITO的層1124來(lái)涂覆聚酯基板材料1122的薄片，且為紗1120a在ITO層1124上涂覆PDLC或其它光學(xué)活性材料層1128，并接著將薄片撕成或以其它方式切成如圖10A-10C中說(shuō)明的長(zhǎng)而窄的帶子。通常，ITO導(dǎo)電紗1120b可被編織在經(jīng)紗中且LC-ITO導(dǎo)電紗1120a可被編織在緯紗中。適當(dāng)時(shí)可將光學(xué)活性層1128和ITO層1124a、1124b劃成或切成隔離的相鄰塊，而位置物品1000的光學(xué)組件1170以塊形式被尋址。此外，上述導(dǎo)電紗和/或絕緣紗的任一者可被編織到物品1000的經(jīng)紗和/或緯紗中，此可為間隔、密度和/或提供電導(dǎo)體和/或連接所需要。
圖10C為圖10A和10B的編織物品1000的功能紗1150a、1150b的一部分的平面示意圖。雖然僅在每個(gè)經(jīng)紗和緯紗中說(shuō)明了一個(gè)功能紗1150a、1150b，但應(yīng)理解任何想要的數(shù)目的功能紗均可分散在經(jīng)紗和/或緯紗中的紗1120a、1120b、1130之間，且可位于或接近于物品1000的邊緣和/或在其邊緣之間的任何位置。還應(yīng)注意，功能紗1150a、1150b將包括電子裝置1160和各個(gè)導(dǎo)體的電子電路分布在整個(gè)物品1000中，而非分布在連接到該物品(例如，在其各紗的末端)的電路板上。
每個(gè)功能紗1150a、1150b在絕緣基板1152上分別包括一個(gè)或多個(gè)電子裝置1160a、1160b。功能紗1150a、1150b的絕緣基板1152通常是長(zhǎng)而窄且薄的(例如聚酯或聚酰亞胺帶)，且其上具有界定安裝位置并為裝置1160a、1160b和觸點(diǎn)1158提供一個(gè)或多個(gè)功率、接地和/或信號(hào)連接的電導(dǎo)體的模式。雖然功能紗1150a、1150b是相似的，但是它們不必在尺寸、導(dǎo)體模式、觸點(diǎn)1158模式和/或電子裝置1160方面一致。
導(dǎo)體的模式可包括一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體沿基板1152的長(zhǎng)度延伸以與其上的其它裝置1160a、1160b連接和/或連接到功率和信號(hào)源(無(wú)論是在編織物品1000之外還是包括于其中)。導(dǎo)體模式界定了在功能紗1150a和1150b上導(dǎo)電紗1120b與1120a分別與其交叉以將驅(qū)動(dòng)裝置1160a和1160b的輸出分別電連接到導(dǎo)電紗1120b的電極1124b和導(dǎo)電紗1120a的電極1124a的位置處的觸點(diǎn)1158。因此，觸點(diǎn)1158沿著紗1150a、1150b以紡織品或織物1000中的導(dǎo)電紗1120a、1120b的間距而間隔開(kāi)來(lái)，且可通過(guò)焊料或?qū)щ娬澈蟿┻B接而電連接到其電極1124b和1124a。
可通過(guò)上述方法來(lái)制造功能紗1150a、1150b，其中復(fù)數(shù)片功能紗被制于一薄片上且接著被分成獨(dú)立的功能紗1150a、1150b。電子裝置1160a、1160b通常為集成電路(IC)驅(qū)動(dòng)器裝置和/或用于LC組件1170的控制器/驅(qū)動(dòng)器裝置，且在將薄片分成獨(dú)立的功能紗1150a、1150b之前被附著上。電子裝置1160a、1160b被安置在基板1152的相對(duì)表面之一上，且電導(dǎo)體和觸點(diǎn)1158的模式被安置在其相對(duì)表面之一或兩者之上。為尋址LC組件1170的矩陣，裝置1160a、1160b可分別為列驅(qū)動(dòng)器/控制器和行驅(qū)動(dòng)器/控制器。可在其一個(gè)或多個(gè)邊緣上和/或經(jīng)由與其背面的電連接來(lái)形成與物品1000的連接。
物品1000可為在電磁波頻譜的可見(jiàn)區(qū)域和/或紅外線區(qū)域內(nèi)的顯示裝置、標(biāo)記、偽裝外殼或外罩和其類(lèi)似物，且可具有可以編織的任何想要的尺寸。其組件1170可通過(guò)上述被動(dòng)和/或主動(dòng)矩陣和/或?qū)ぶ放帕兄械娜我徽邅?lái)驅(qū)動(dòng)，然而，若物品1000較大，則最好是將其部分界定為“塊”并獨(dú)立地尋址(例如，驅(qū)動(dòng)和/或啟動(dòng))每個(gè)塊。舉例而言，可將約100根紗1120a乘以約100根紗1120b的塊界定為尋址塊，且可以以矩陣方式來(lái)尋址物品1000的該等塊。此塊尋址方法被認(rèn)為可避免使用獨(dú)立像素(例如，組件1170)的主動(dòng)矩陣尋址來(lái)尋址一較大物品1000可能所需的大量主動(dòng)電子裝置和連接且可避免被動(dòng)尋址許多行(例如，紗1120a或1120b)可能所需的大量掃描時(shí)間和高數(shù)據(jù)速率。
在塊尋址中，一特定對(duì)的功能紗1150a、1150b合作以啟動(dòng)光學(xué)活性組件(像素)以采用所要的光學(xué)狀態(tài)，藉此以界定光學(xué)模式。每個(gè)區(qū)段的光學(xué)模式可代表(例如)圖像或圖像的一部分，或者可顯示消息的一個(gè)或多個(gè)字符。由于該雙穩(wěn)態(tài)光學(xué)活性材料(諸如PDLC)，使得一旦像素塊得以尋址并設(shè)定為所要的狀態(tài)，就不需要進(jìn)一步的尋址直至需要改變其像素狀態(tài)。因此，光學(xué)活性組件1170被界定成塊的非常大尺寸的物品1000可一次被尋址到一個(gè)或多個(gè)塊直至尋址到整個(gè)物品1000。其一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于，即使紗1150a、1150b可相當(dāng)長(zhǎng)，功能紗1150a、1150b的裝置1160與觸點(diǎn)1158之間的導(dǎo)體的長(zhǎng)度仍可相對(duì)較短。
若需要在大體上同時(shí)尋址所有的塊，或?qū)⒃摰葔K作為塊組來(lái)尋址，則可以以比一次一個(gè)塊尋址(one-block-at-a-time addressing)更快的速度將圖像寫(xiě)入到物品1000的顯示器上，紗1120a的導(dǎo)體1124a和/或紗1120b的導(dǎo)體1124b包括在相鄰尋址塊之間的邊界上的電性間斷。盡管整個(gè)物品1000可包括尋址塊的行和列，但僅可提供地址塊的行或列，例如，僅導(dǎo)體1124a或?qū)w1124b包括電性間斷。隨著更快的塊尋址，可顯示以更快的速率變化的圖像，諸如視頻圖像。功能紗1150a、1150b可被包括在經(jīng)紗中、緯紗中、或經(jīng)紗和緯紗兩者中。
可通過(guò)在制造紗1120a、1120b時(shí)圖案化導(dǎo)體1124a、1124b或隨后通過(guò)在適當(dāng)位置上劃分或切分導(dǎo)體1124a、1124b來(lái)提供電性間斷。或者，可通過(guò)編織紗1120a和1120b的地址-塊-長(zhǎng)度區(qū)段或通過(guò)在塊的邊界上切分紗1120a、1120b來(lái)提供此一間斷，然而，在此情況下，需要將紗1120a、1120b切頭粘性附著到功能紗1150a、1150b的觸點(diǎn)1158。此外，用來(lái)形成與觸點(diǎn)1158的連接的方法可破壞導(dǎo)體1124a、1124b在此位置的連續(xù)性。
可從任一側(cè)面(意即，從前表面和/或后表面)觀察物品1000，其中形成基板1122a、1122b、導(dǎo)體1124a、1124b和光學(xué)活性材料1128的材料為透明的。如果紗1120a的導(dǎo)體1124a或紗1120b的導(dǎo)體1124b是不透明的，那么(如適當(dāng)?shù)暮?或所期望的)物品1000將僅能從一個(gè)側(cè)面觀察到，例如，當(dāng)物品1000為顯示器或標(biāo)記時(shí)。在此情況下，導(dǎo)體1124a或1124b可為鋁、銅、銀、金或其它金屬。
應(yīng)注意的是，經(jīng)紗和/或緯紗中的絕緣紗1130并無(wú)光學(xué)活性且因此減少了光學(xué)活性的物品1000(例如LC組件1170)的總表面積的部分。通常需要絕緣紗1130的寬度大體上更小，且通常大大小于紗1120a和1120b的寬度。因此，薄的圓形絕緣紗1130是比較合意的。用于增加光學(xué)活性組件1170的面積的部分的另一方法是提供在紗1120a與紗1120b的每一個(gè)交叉處形成的光學(xué)活性組件1170。為此目的，導(dǎo)體層1124a和光學(xué)活性層1128可提供于紗1120a的基板1122a的兩個(gè)相對(duì)表面上，且/或?qū)w層1124b可提供于紗1120b的基板1122b的兩個(gè)相對(duì)表面上。
由于電極1124a、1124b和光學(xué)活性材料1128較佳是位于紗1120a和1120b的基板1122a與1122b之間的間隔中，所以可透過(guò)基板1122a、1122b之一來(lái)觀察光學(xué)活性組件1170。可通過(guò)著色紗1120a或1120b來(lái)提供彩色顯示。對(duì)全色顯示而言，紗1120a的基板1122a或紗1120b的基板1122b被著色且以重復(fù)順序(例如，紅-藍(lán)-綠順序)分散在物品1000中?？赏ㄟ^(guò)著色、染色或涂覆其基板1122a、1122b和/或通過(guò)在其上涂覆一適當(dāng)著色材料層來(lái)將紗1120a、1120b著色。
包括本文所述的電子功能的編織紡織品適用于具有用于消費(fèi)者、個(gè)人、公眾、專(zhuān)業(yè)人士、商業(yè)、政府、軍事和其它組織的用途的許多不同應(yīng)用和/或物品。其中有(例如)關(guān)于交通警報(bào)、廣告、窗口標(biāo)記、橫幅、便攜式標(biāo)記的可編程字母數(shù)字標(biāo)志圖樣，服裝和布飾物品(例如，用于人類(lèi)和/或動(dòng)物)、安全穿著圍兜、背心和其它安全性服裝、鞋襪、，用于嬰兒和/或幼兒的服裝和物品、個(gè)人漂浮裝置、救生設(shè)備、毯子、醫(yī)療裝置、光毯、加溫毯、傳感毯，運(yùn)動(dòng)用設(shè)備和/或裝備、運(yùn)動(dòng)服裝、制服、玩具、娛樂(lè)裝置、卡車(chē)和其它車(chē)輛標(biāo)志圖樣、建筑和/或工作區(qū)標(biāo)志、指向標(biāo)志、照明、應(yīng)急照明、照明板、裝飾燈、強(qiáng)光燈、閱讀燈、用于帳篷、油布、帆布和/或雨傘的照明、顯示照明、傳感器織物、環(huán)境和/或化學(xué)和/或生物制劑傳感器陣列、偽裝、降落傘、制服(例如，用于政府、軍事、運(yùn)動(dòng)和/或醫(yī)療人員)、光感應(yīng)陣列、成像陣列和包括編織織物的任何其它物品。
在每個(gè)應(yīng)用中，由于物品為編織織物物品，其具有織物的彈性和懸垂性特征，且因此可被懸掛、懸垂、折疊、卷起或以其它方式置于非平面狀況中。因此，即使非常大的物品也可被折疊、卷起或以其它方式貯藏在小空間中。舉例而言，2乘3米的標(biāo)志可輕易地折疊和/或卷起并置于例如警車(chē)、消防車(chē)、救護(hù)車(chē)或其它應(yīng)急車(chē)輛的車(chē)輛的車(chē)廂或其它儲(chǔ)藏間和/或卡車(chē)或汽車(chē)的存儲(chǔ)空間中。此外，與供露營(yíng)帳篷使用的支承框架相似的輕型彈跳支承框架可供本文所述的紡織品物品使用。當(dāng)展開(kāi)時(shí)，編織織物物品可懸垂或以其它方式放置以符合所要的表面和/或形狀。
與編織標(biāo)志的尺寸和清晰度和/或想要的像素或顯示組件尺寸和/或織機(jī)(不管是自動(dòng)織機(jī)還是手工織機(jī))用來(lái)編織寬紗的能力一致，在編織織物中所使用的紗可更寬。舉例而言，標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)代化織機(jī)可編織高達(dá)約10mm寬的紗。例如橫幅記分板的大顯示和/或標(biāo)志可為10米長(zhǎng)1米寬，且可由寬度為約2至3cm的紗和功能紗帶編織而成。由于由該等大標(biāo)志和橫幅所展示的消息容易更換，所以一個(gè)標(biāo)志或橫幅可為許多不同目的而重新使用許多次，其成本低于如果為每個(gè)時(shí)間使用不同的印刷標(biāo)記，且在黑暗中使用期間不需要外部照明。標(biāo)志和橫幅可以被卷起，例如卷在遮光窗簾型滾軸上以方便和快速設(shè)立和移除，或可簡(jiǎn)單進(jìn)行折疊。
雖然已經(jīng)根據(jù)上述示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將不難了解在由下述權(quán)利要求所界定的本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)的改變。舉例而言，可直接在織物的邊緣上形成功能紗的觸點(diǎn)和/或?qū)w與功能紗的電連接或可經(jīng)由與織物的邊緣形成接觸的交叉導(dǎo)電紗來(lái)形成，或者可采用連接排列的組合。
此外，功能紗可包括其上置有電子裝置和用于其的觸點(diǎn)的電導(dǎo)電基板，其中絕緣層和/或絕緣區(qū)域的模式被安置在該導(dǎo)電基板上以為該等觸點(diǎn)提供絕緣。此外，織物中的功能紗的放置和配準(zhǔn)可用來(lái)配準(zhǔn)其上的電子裝置，或者該能紗的配準(zhǔn)可用來(lái)以不同于校準(zhǔn)模式的模式來(lái)放置該等裝置，此可能是用于偽裝的電子功能織物所需要的。
雖然通常是在紗于織物中交叉的位置處形成導(dǎo)電紗和/或功能紗之間的充分電連接，但是其它導(dǎo)電粘合劑(例如紫外線固化粘合劑)可視需要用以改良此連接。
如本文所述，在經(jīng)紗和緯紗之一中具有一特定紗的織物、紡織品和/或物品的實(shí)例旨在用以描述在經(jīng)紗、緯紗、或經(jīng)紗和緯紗之一者中具有此紗的織物、紡織品和/或物品?？刹捎萌魏尉幙棧浒?但不限于)平式或平紋式、斜紋式、跳花式(overshot)、襯緯式、紗羅式、紗網(wǎng)式、回線式、其組合和任何其它編織。
本文中交替使用術(shù)語(yǔ)電氣裝置、電子裝置、電氣組件和電子組件，且其任一者均用以含蓋任一或所有其它項(xiàng)。術(shù)語(yǔ)導(dǎo)體、觸點(diǎn)和終端(例如，在功能紗和/或電子裝置的上下文中)和術(shù)語(yǔ)“電(的)”和“電子(的)”同樣如此。同樣地，“光學(xué)”裝置包括(例如)探測(cè)和/或產(chǎn)生電磁輻射和/或以其它方式在電磁頻譜的可見(jiàn)的、紅外線的、紫外線的、x-射線和/或其它區(qū)域中運(yùn)作的裝置，包括其一窄頻帶(如將界定一“顏色”)。
權(quán)利要求
1.一種其中編織有一電子功能的編織物品，其包括交織的經(jīng)紗和緯紗；安置于該經(jīng)紗或該緯紗一者中的至少一個(gè)導(dǎo)電紗；和安置于該經(jīng)紗和該緯紗的另一者中的至少一個(gè)功能紗，所述功能紗包括一包括安置于其上的至少一個(gè)電導(dǎo)體的伸長(zhǎng)基板，和在所述伸長(zhǎng)基板上的至少一個(gè)電子裝置，其中該至少一個(gè)電導(dǎo)體電連接所述電子裝置和所述至少一個(gè)導(dǎo)電紗。
2.一種具有一經(jīng)紗和一緯紗的編織物品，其包括該經(jīng)紗中的復(fù)數(shù)個(gè)電絕緣和/或?qū)щ娂?；與該經(jīng)紗中的所述復(fù)數(shù)個(gè)電絕緣和/或?qū)щ娂喗豢椀脑摼暭喼械膹?fù)數(shù)個(gè)電絕緣和/或?qū)щ娂?；和安置于該?jīng)紗與該緯紗的一者中鄰近其電絕緣紗的至少一個(gè)功能紗，所述功能紗包括一包括安置于其上的至少一個(gè)電導(dǎo)體的伸長(zhǎng)基板，在所述伸長(zhǎng)基板之上的至少一個(gè)電子裝置，其中該至少一個(gè)電導(dǎo)體直接和/或間接地提供一用于連接到所述電子裝置的電觸點(diǎn)。
3.一種其中編織有一電子功能的編織物品，其包括交織的經(jīng)紗和緯紗；安置于該經(jīng)紗或該緯紗的一者中的至少一個(gè)導(dǎo)電紗，其中所述導(dǎo)電紗包括一在其表面上的導(dǎo)體；和安置于該經(jīng)紗或該緯紗的另一者中的至少一個(gè)導(dǎo)電紗，其中所述電導(dǎo)電紗包括一在其表面上的導(dǎo)體和一在其導(dǎo)體上的光學(xué)活性層；其中安置于該經(jīng)紗中的該至少一個(gè)導(dǎo)電紗的至少一者的該導(dǎo)體和/或安置于該緯紗中的該至少一個(gè)導(dǎo)電紗的該導(dǎo)體為光學(xué)透明的，且其中該緯紗中的該至少一個(gè)導(dǎo)電紗和該經(jīng)紗中的該至少一個(gè)導(dǎo)電紗在其一交叉處界定一包括由安置于該經(jīng)紗中的該至少一個(gè)導(dǎo)電紗和安置于該緯紗中的該至少一個(gè)導(dǎo)電紗的該等相應(yīng)導(dǎo)體界定的第一和第二電極的光學(xué)活性組件，其中在此處的該光學(xué)活性層被安置在該第一與該第二電極之間；和安置于該經(jīng)紗和/或該緯紗中的至少一個(gè)功能紗，所述功能紗包括一包括安置在其上的電導(dǎo)體的一模式并界定觸點(diǎn)的伸長(zhǎng)基板，和在所述伸長(zhǎng)基板上的至少一個(gè)電子裝置，其被連接到電導(dǎo)體的該模式以提供在其該等觸點(diǎn)處的電信號(hào)，其中所述功能紗的電導(dǎo)體的該模式的該等觸點(diǎn)電連接其所述電子裝置與該緯紗和/或該經(jīng)紗中的所述至少一個(gè)導(dǎo)電紗。
4.一種用于在一織物和/或紡織品中編織并提供一電功能的紗，其包括一包括安置在其上的至少一個(gè)電導(dǎo)體的伸長(zhǎng)基板，安置在所述伸長(zhǎng)基板上的復(fù)數(shù)個(gè)電子裝置，每個(gè)電子裝置具有至少一個(gè)到該至少一個(gè)電導(dǎo)體的連接；和用于電連接到所述至少一個(gè)電導(dǎo)體的裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的編織物品，其中所述至少一個(gè)導(dǎo)電紗和所述功能紗的所述至少一個(gè)電導(dǎo)體在下列一處或多處電連接所述至少一個(gè)電導(dǎo)體的一暴露部分；鄰近所述伸長(zhǎng)基板的一端的所述至少一個(gè)電導(dǎo)體的一暴露部分；一與所述至少一個(gè)電導(dǎo)體形成電連接的觸點(diǎn)；和/或一鄰近所述伸長(zhǎng)基板的一端并與所述至少一個(gè)電導(dǎo)體電連接的觸點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的編織物品，其中所述至少一個(gè)導(dǎo)電紗和所述功能紗的所述至少一個(gè)電導(dǎo)體在該編織物品中所述至少一個(gè)導(dǎo)電紗與所述功能紗的交叉位置處形成電接觸，而其在此位置處無(wú)機(jī)械附著。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的編織物品或根據(jù)權(quán)利要求4所述的紗其中所述至少一個(gè)電導(dǎo)體包括一信號(hào)和/或數(shù)據(jù)導(dǎo)體；且其中所述至少一個(gè)電子裝置可通過(guò)該信號(hào)和/或數(shù)據(jù)導(dǎo)體而尋址，以控制和/或啟動(dòng)至少一第二電子裝置；和/或其中所述至少一個(gè)電子裝置可通過(guò)被動(dòng)矩陣尋址、主動(dòng)矩陣尋址、連續(xù)尋址、并行尋址、掃描尋址、主動(dòng)尋址、塊尋址和/或獨(dú)立尋址而尋址。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的編織物品或根據(jù)權(quán)利要求4所述的紗，其中所述電子裝置包括下列各物中的一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器、化學(xué)傳感器、生物傳感器、力傳感器、壓力傳感器、聲音傳感器、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、光、加速度和/或環(huán)境條件、光源、力源、熱源、電磁輻射源和/或聲源、紅外線和/或無(wú)線發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)、成像器、CCD成像器、熱電式傳感器、冷卻器、加熱器和/或發(fā)生器、液晶組件、電致發(fā)光組件、有機(jī)發(fā)光組件、OLED、電泳組件、LED、壓電組件和/或轉(zhuǎn)換器、傳聲器、擴(kuò)音器、聲能轉(zhuǎn)換器、電阻器、處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、微處理器、微控制器、CPU、模擬數(shù)字變換器、一數(shù)字模擬變換器、數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置、數(shù)據(jù)使用裝置、處理裝置、開(kāi)關(guān)、人界面裝置、人輸入裝置、閃光燈和/或閃光器、電池、燃料電池、太陽(yáng)能電池、光伏裝置、電源和/或可尋址裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的編織物品或根據(jù)權(quán)利要求4所述的紗，其概括在以下各物中織物、紡織品、消費(fèi)者物品、專(zhuān)業(yè)物品、商業(yè)物品、政府物品、軍事物品、可編程的字母數(shù)字標(biāo)志圖樣、交通警報(bào)標(biāo)志、廣告標(biāo)志、窗口標(biāo)志、橫幅、便攜式標(biāo)志、服裝、布飾物品、用于嬰兒和/或幼兒的物品和/或服裝、安全穿著圍兜(safety-wear bib)、背心、安全性服裝、個(gè)人漂浮裝置、救生設(shè)備、鞋襪、毯子、醫(yī)療裝置、光毯(light blanket)、加溫毯、傳感毯(sensing blanket)、運(yùn)動(dòng)用設(shè)備和/或裝備、運(yùn)動(dòng)服裝、制服、玩具、娛樂(lè)裝置、卡車(chē)標(biāo)志圖樣、車(chē)輛標(biāo)志圖樣、建筑和/或工作區(qū)標(biāo)志、指向標(biāo)志、照明、應(yīng)急照明、照明板、裝飾燈、強(qiáng)光燈、閱讀燈、用于帳篷、油布、帆布和/或雨傘的照明、顯示照明、傳感器織物、環(huán)境和/或化學(xué)和/或生物制劑傳感器陣列、偽裝、降落傘、光感應(yīng)陣列和/或成像陣列。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的紗其中所述至少一個(gè)電導(dǎo)體包括大體上沿所述伸長(zhǎng)基板的長(zhǎng)度并排安置的第一和第二電導(dǎo)體，大體上沿所述伸長(zhǎng)基板的長(zhǎng)度并排安置的功率和接地電導(dǎo)體，大體上沿所述伸長(zhǎng)基板的長(zhǎng)度并排安置的功率和接地和信號(hào)導(dǎo)體，大體上沿所述伸長(zhǎng)基板的長(zhǎng)度并排安置的功率和接地和數(shù)據(jù)導(dǎo)體，和/或用于以串聯(lián)連接方式來(lái)連接所述復(fù)數(shù)個(gè)電子裝置的沿所述伸長(zhǎng)基板而安置的復(fù)數(shù)個(gè)電導(dǎo)體；其中所述復(fù)數(shù)個(gè)電子裝置被連接在所述第一與第二電導(dǎo)體之間和/或所述功率與接地導(dǎo)體之間；和/或其中所述數(shù)據(jù)導(dǎo)體和/或所述信號(hào)導(dǎo)體向所述復(fù)數(shù)個(gè)電子裝置中的一個(gè)或多個(gè)提供尋址信號(hào)和/或運(yùn)載由所述復(fù)數(shù)個(gè)電子裝置中的一個(gè)或多個(gè)所產(chǎn)生的信號(hào)。
11.一種用于編織一具有一經(jīng)紗和一緯紗的織物和/或紡織品物品的方法，其包括在該經(jīng)紗中提供復(fù)數(shù)個(gè)電絕緣紗和/或?qū)щ娂?；用該?jīng)紗中的所述復(fù)數(shù)個(gè)電絕緣紗和/或?qū)щ娂喸谠摼暭喼芯幙棌?fù)數(shù)個(gè)電絕緣紗和/或?qū)щ娂?；和在該?jīng)紗和該緯紗之一者中鄰近其一電絕緣紗處編織至少一個(gè)功能紗，其中該功能紗包括一伸長(zhǎng)基板，其包括安置在其上的至少一個(gè)電導(dǎo)體和在該伸長(zhǎng)基板上且電連接到其上的該至少一個(gè)電導(dǎo)體的至少一個(gè)電子裝置，其中該至少一個(gè)電導(dǎo)體和該經(jīng)紗與該緯紗中的該另一者中的至少一個(gè)導(dǎo)電紗交叉以提供一到該電子裝置的電連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法其中該至少一個(gè)功能紗是在該緯紗中且包括至少一個(gè)配準(zhǔn)標(biāo)記，該方法進(jìn)一步包括在所述編織至少一個(gè)功能紗的過(guò)程中感測(cè)該至少一個(gè)功能紗的該至少一個(gè)配準(zhǔn)標(biāo)記；和回應(yīng)該感測(cè)到的至少一個(gè)配準(zhǔn)標(biāo)記來(lái)配準(zhǔn)該緯紗中的該至少一個(gè)功能紗；和/或其中所述編織復(fù)數(shù)個(gè)電絕緣紗和/或?qū)щ娂喓退鼍幙椫辽僖粋€(gè)功能紗的過(guò)程包括控制該編織的緊密度和/或紗的密度以保持該功能紗的該至少一個(gè)電導(dǎo)體，其在該編織織物和/或物品中該功能紗與一導(dǎo)電紗的一個(gè)交叉位置處與該導(dǎo)電紗形成電接觸，而該功能紗和該電導(dǎo)電紗在此位置并無(wú)無(wú)機(jī)械附著。
全文摘要
一種編織物品(100)，其包括在經(jīng)紗中的復(fù)數(shù)個(gè)電絕緣和/或?qū)щ娂?110、120)和與經(jīng)紗中的紗(110、120)交織的緯紗中的復(fù)數(shù)個(gè)電絕緣和/或電導(dǎo)電紗(130、140)。經(jīng)紗和/或緯紗中的功能紗(150、150′、150a－150f)包括一伸長(zhǎng)基板(152)，其上包括至少一個(gè)電導(dǎo)體(154、155、156、157、158、159)和至少一個(gè)電子裝置(160、170)，其中該至少一個(gè)電導(dǎo)體(154、155、156、158)直接和/或間接地提供一用于連接到該電子裝置(160、170)的電觸點(diǎn)(154、155、156、157、158、159)。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1649539SQ03810108
公開(kāi)日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2003年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月10日
發(fā)明者央·G·希爾, 塞思·托爾特茲, 喬治·赫爾伯特·尼達(dá)姆·里德?tīng)? 波努薩米·帕拉尼薩米, 約瑟夫·M·卡皮奈利, 丹尼斯·L·馬蒂斯 申請(qǐng)人:沙諾夫股份有限公司