CN112822840A - 具有电子部件阵列的基于织物的物品 - Google Patents

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D·A·珀德哈杰尼
D·M·金德伦
H·S·金
K·P·克鲁斯
许永昱
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Abstract

本申请涉及具有电子部件阵列的基于织物的物品。更具体而言，本发明公开了一种可包括织物层和其他材料层的基于织物的物品。电子部件阵列可被安装在该基于织物的物品中。该电子部件可被安装到支撑结构诸如柔性印刷电路。该柔性印刷电路可具有由开口阵列形成的网格形状。蜿蜒柔性印刷电路区段可在该开口之间延伸。该电子部件可为发光二极管或其他电子设备。具有光散射颗粒或其他材料的聚合物可覆盖该电子部件。该柔性印刷电路可被层压在基于织物的物品中的织物层或其他材料层之间。

Description

具有电子部件阵列的基于织物的物品
本申请是申请日为2016年8月17日、发明名称为“具有电子部件阵列的基于织物的物品”的中国专利申请201680048969.3的分案申请。
本专利申请要求于2015年8月20日提交的美国临时专利申请No.62/207,499的优先权，该美国临时专利申请据此全文以引用方式并入本文。
技术领域
本专利申请通常涉及基于织物的物品，并且更具体地涉及具有电子部件阵列的基于织物的物品。
背景技术
可能期望由材料诸如织物来形成家具、衣物和其他物品。基于织物的物品通常不包括电子部件。然而，可能期望将电子部件结合到基于织物的物品中，以为用户提供具有增强的功能的基于织物的物品。
将电子部件结合到基于织物的物品中可能为有挑战性的。织物为柔软的，因此可能很难将结构安装到该织物。电子部件必须耦接到信号路径，然而除非很小心，否则信号路径将在织物弯折和拉伸时被损坏。
因此将期望能够提供改进的技术，以用于将电子部件结合到基于织物的物品中。
发明内容
基于织物的物品可包括电子部件。基于织物的物品例如可具有电子部件阵列、以及一个或多个织物层。织物层可充当电子部件的衬底或者可耦接到其上已安装有电子部件的支撑结构。
该电子部件可被安装到支撑结构诸如柔性印刷电路。该柔性印刷电路可具有由开口阵列形成的网格图案。蜿蜒柔性印刷电路区段可在这些开口之间延伸并且可将电子部件已被焊接到的柔性印刷电路的部分互连在一起。
该电子部件可为发光二极管或其他电子设备。具有光散射颗粒或其他材料的聚合物可覆盖该电子部件。该柔性印刷电路和部件阵列可被层压在织物层或其他材料层之间。
附图说明
图1为根据实施方案的示例性的基于织物的物品的示意图。
图2为根据实施方案的示例性织物的侧视图。
图3为根据实施方案的可被结合到基于织物的物品中的材料层的侧视图。
图4为根据实施方案的示例性电子部件的横截面侧视图。
图5为根据实施方案的具有被安装在内插器上的电子设备的示例性电子部件的横截面侧视图。
图6为根据实施方案的具有被安装在内插器上的多个电子设备的示例性电子部件的横截面侧视图。
图7为根据实施方案的被安装在衬底上并且利用聚合物珠粒被覆盖的示例性电子部件的横截面侧视图。
图8为根据实施方案的利用聚合物珠粒诸如半透明聚合物被覆盖并与聚合物珠粒诸如不透明聚合物珠粒重叠的示例性电子部件的横截面侧视图。
图9为根据实施方案的包括电子部件阵列的基于织物的物品中的材料层的透视图。
图10为根据实施方案的示例性织物层的横截面侧视图，其示出了导电材料股线诸如导电纱线可如何被选择性地引入到织物层的表面并被用于形成接触点诸如焊垫以用于耦接到电子部件。
图11为根据实施方案的示例性织物层的横截面侧视图，该示例性织物层具有附加材料股线诸如浮置导电经纱正被结合到其中的区域以形成接触点诸如焊垫。
图12为根据实施方案的利用聚合物珠粒被覆盖并被嵌入在聚合物或其他材料内的电子部件阵列的横截面侧视图。
图13为根据实施方案的利用电子部件阵列被填充并且利用材料层诸如聚合物层被覆盖的示例性衬底层的横截面侧视图。
图14为根据实施方案的利用电子部件阵列被填充并且具有利用材料层诸如聚合物层被覆盖的下表面的示例性衬底层的横截面侧视图。
图15为根据实施方案的被安装在可设置有可选的开口阵列以增强柔性的类型的衬底诸如柔性聚合物衬底上的示例性电子部件阵列的横截面侧视图。
图16为根据实施方案的利用电子部件阵列被填充的示例性网格形状(网格图案化)柔性衬底的透视图。
图17为根据实施方案的示例性网格形状(网格图案化)柔性衬底和相关联的材料层诸如织物层或具有匹配接触垫的其他柔性层的分解透视图。
图18为根据实施方案的被安装在柔性衬底上并被层压在织物层之间的示例性电子部件阵列的横截面侧视图。
具体实施方式
物品诸如图1的物品10可基于织物。物品10可为电子设备或者电子设备的附件，诸如膝上型计算机；包含嵌入式计算机的计算机监视器；平板电脑；蜂窝电话；媒体播放器；或其他手持式或便携式电子设备；较小的设备，诸如腕表设备、挂式设备、耳机或听筒设备、被嵌入在眼镜中的设备或者佩戴在用户的头部上的其他设备；或其他可穿戴式或微型设备；电视机；不包含嵌入式计算机的计算机显示器；游戏设备；导航设备；嵌入式系统，诸如其中基于织物的物品10被安装在信息亭、汽车、飞机或其他交通工具中的系统；其他电子设备、或实现这些设备中两者或更多者的功能的设备。如果需要，物品10可为电子设备的可移除外壳，可为条带，可为腕带或头带，可为设备的可移除覆盖件，可为具有条带或具有用于接收和携带电子设备和其他物品的其他结构的壳体或袋，可为项链或臂带，可为钱包、袖套、口袋、或者电子设备或其他物品可插入其中的其他结构，可为椅子、沙发或其他座椅的一部分(例如，坐垫或其他座椅结构)，可为衣物或其他可穿戴物品(例如，帽子、腰带、腕带、头带等)的一部分，或者可为任何其他合适的基于织物的物品。
物品10可包括形成织物12的经缠结的材料股线诸如单丝和纱线。织物12可形成电子设备中的外壳壁或其他层的全部或一部分，可形成电子设备中的内部结构，或者可形成其他基于织物的结构。物品10可为软的(例如，物品10可具有用于产生轻微触摸的织物表面)，可具有刚硬感(例如，物品10的表面可由刚性织物形成)，可为粗糙的，可为平滑的，可具有肋状物或其他图案化纹理，和/或可被形成为具有由塑料、金属、玻璃、晶体材料、陶瓷或其他材料的非织物结构形成的部分的设备的一部分。
织物12中的材料股线可为单丝股线(有时被称为纤维)，或者可为纱线或已通过将多个材料长丝缠结在一起而形成的其他股线。由纱线形成的织物12的示例在本文中有时作为示例加以描述。然而，这仅为示例性的。如果需要的话，用于物品10的基于纱线的织物可部分地或完全地由单丝形成。
织物12中的纱线可由聚合物、金属、玻璃、石墨、陶瓷、天然材料(诸如棉或竹)、或其他有机和/或无机材料、以及这些材料的组合而形成。导电涂层诸如金属涂层可被形成在非导电材料上。例如，织物12中的塑料纱线和单丝可涂覆有金属，以使其具有传导性。反射涂层诸如金属涂层可被涂敷，以使纱线和单丝具有反射性。纱线可由一束裸露金属线或与绝缘单丝缠结的金属线形成(作为示例)。
可利用缠结设备诸如编织设备、针织设备或编结设备来缠结纱线以形成织物12。缠结的纱线可例如形成织造物。导电纱线和绝缘纱线可被编织、针织或以其他方式缠结，以形成可电耦接到物品10中的导电结构(诸如电子部件的接触垫)的接触垫。
导电纱线和绝缘纱线也可被编织、针织或以其他方式缠结以形成导电路径。该导电路径可用于形成信号路径(例如，信号总线、电力线等)，可用于形成电容性触摸传感器电极、电阻性触摸传感器电极或其他输入-输出设备的一部分，或者可用于形成其他图案化导电结构。织物12中的导电结构可用于承载功率信号、数字信号、模拟信号、传感器信号、控制信号、数据、输入信号、输出信号、或其他合适的电信号。
物品10可包括附加机械结构14，诸如用于将织物12中的纱线保持在一起的聚合物粘结剂、支撑结构(诸如框架构件)、外壳结构(例如，电子设备外壳)、和其他机械结构。
为了增强纱线-纱线连接处的机械稳健性和导电性，可使用附加结构和材料(例如焊料、压接金属连接、焊接件、导电粘合剂(诸如各向异性导电膜、以及其他导电粘合剂)、非导电粘合剂、紧固件等)来帮助形成纱线-纱线连接。这些纱线-纱线连接可被形成在纱线彼此垂直穿插的位置或者可被形成在期望有连接的其他纱线相交点处。在不期望形成纱线-纱线连接的位置处，绝缘材料可被插置在相交的导电纱线之间。该绝缘材料可为塑料介质或其他电介质，可包括绝缘纱线或者具有绝缘涂层或经绝缘的导电单丝的导电纱线等。可通过熔化焊料使得该焊料流到导电纱线上来在导电纱线之间形成焊料连接。可使用感应焊接头加热焊料、使用回流焊炉加热焊料、使用激光或热压加热焊料、或者使用其他焊接设备来熔化焊料。在焊接期间，外电介质涂层(例如外聚合物层)在熔化的焊料存在的情况下可被熔化掉，由此允许下面的金属纱线被焊接在一起。
电路16可被包括在物品10中。电路16可包括耦接到织物12的电子部件、被容纳在由织物12形成的壳体内的电子部件、使用焊接、焊点、粘结(例如，导电粘合剂粘结诸如各向异性导电粘合剂粘结或其他导电粘合剂粘结)、压接连接、或其他电子粘结和/或机械粘结而被附接到织物12的电子部件。电路16可包括用于承载电流、电子部件(诸如集成电路)、发光二极管、传感器、和其他电子设备的金属结构。电路16中的控制电路可被用于控制物品10的操作和/或支持与物品18和/或其他设备的通信。
物品10可与电子设备或其他附加物品18进行交互。物品18可附接到物品10，或者物品10和物品18可为被配置为彼此操作的独立物品(例如，当一个物品为壳体并且另一物品为被安置在该壳体内的设备时等)。电路16可包括天线和用于支持与物品18的无线通信的其他结构。物品18也可使用有线通信链路或允许交换信息的其他连接来与物品10进行交互。
在一些情况下，物品18可为电子设备，诸如蜂窝电话、计算机、或其他便携式电子设备，并且物品10可形成覆盖件、壳体、包、或将电子设备接收在口袋、内部腔体或物品10的其他部分中的其他结构。在其他情况下，物品18可为腕表设备或其他电子设备，并且物品10可为条带或附接到物品18的其他基于织物的物品(例如，物品10和物品18可一起形成基于织物的物品，诸如具有表带的腕表)。在另外的情况下，物品10可为电子设备，织物12可用于形成电子设备，并且附加物品18可包括与物品10进行交互的附件或其他设备。由导电纱线和单丝形成的信号路径可用于在物品10和/或物品18中路由信号。
构成物品10的织物可由使用任何合适的缠结设备缠结的纱线和/或单丝形成。利用有时可在本文中作为示例进行描述的一种合适的布置，织物12可为使用织机形成的织造织物。在这种类型的示例性构型中，织物可具有平织、方平组织、缎织、绞织、或这些织法的变型形式，可为三维织造物，或者可为其他合适的织物。
图2中示出了示例性织造物12的横截面侧视图。如图2所示，织物12可包括纱线或其他材料股线，诸如经纱20和纬纱22。在图2的示例性构型中，织物12具有单层织造纱线。如果需要，可针对织物12来使用多层织物构造。
基于织物的物品10可包括非织物材料(例如，由塑料、金属、玻璃、陶瓷、晶体材料诸如蓝宝石等形成的结构)。这些材料可是可以模制操作、机加工、激光处理和其他制造技术形成。在一些构型中，基于织物的物品10的一部分或全部可包括一个或多个材料层诸如图3的层24。层24可包括聚合物、金属、玻璃、织物、粘合剂、晶体材料、陶瓷的层；上面已安装有部件的衬底；图案化的材料层；包含图案化金属迹线、薄膜设备(诸如晶体管)的材料层；和/或其他层。
图4示出了可在基于织物的物品10中使用的类型的示例性电子部件的侧视图。物品10中的电子部件诸如图4的示例性电子部件26可包括分立的电子部件诸如电阻器、电容器和电感器，可包括连接器，可包括输入-输出设备诸如开关、按钮、发光部件(诸如发光二极管)、音频部件(诸如麦克风和扬声器)、振动器(例如可振动的压电致动器)、螺线管、机电致动器、电机、和其他机电设备、微机电系统(MEMs)设备、压力传感器、光检测器、接近传感器(基于光的接近传感器、电容式接近传感器等)、力传感器(例如压电力传感器)、应变仪、湿度传感器、温度传感器、加速度计、陀螺仪、罗盘、磁传感器(例如霍耳效应传感器和磁电阻传感器诸如巨磁电阻传感器)、触摸传感器、和其他传感器、形成显示器的部件、触摸传感器阵列(例如形成二维地检测触摸事件的触摸传感器的电容式触摸传感器电极的阵列)、和其他输入-输出设备、形成控制电路的电子部件诸如非易失性和易失性存储器、微处理器、专用集成电路、片上系统设备、基带处理器、有线和无线通信电路、和其他集成电路。电子部件诸如部件26可为半导体裸片(例如激光器裸片、发光二极管裸片、集成电路等)或经封装的部件(例如被封装在塑料封装、陶瓷封装或其他封装结构内的半导体裸片或其他设备)。一个或多个电子端子诸如接触垫30可被形成在部件26的主体28上。主体28可为半导体裸片(例如激光器裸片、发光二极管裸片、集成电路等)，或者可为用于部件的封装(例如，包含一个或多个半导体裸片或其他电子设备的塑料封装或其他电介质封装)。用于主体28的接触点诸如盘30可为突出的引线，可为平坦的接触点，可被形成在阵列中，可被形成在主体28的任何合适的表面上，或者可被用于形成与部件26的电连接的任何其他合适的接触点。例如，垫30可为金属焊垫。
如图5的示例中所示，主体28可被安装在支撑结构诸如内插器36上。内插器36可为印刷电路、陶瓷承载件、或其他电介质衬底。内插器36可比主体28大或可具有其他合适的尺寸。内插器36可具有700微米、大于500微米、小于500微米的厚度、或者其他合适的厚度的平面形状。主体28的厚度可为500微米、大于300微米、小于1000微米、或其他合适的厚度。主体28和内插器36的占有面积(从上方看到的面积)可为10微米×10微米、100微米×100微米、大于1mm×1mm、小于10mm×10mm，可为矩形，可为正方形，可具有L形状，或者可具有其他合适的形状和尺寸。
内插器36可包含信号路径诸如金属迹线38。金属迹线38可具有形成接触点诸如垫34和40的部分。垫34和40可被形成在内插器36的上表面上，可被形成内插器36的下表面上，或者可被形成内插器36的侧面上。导电材料诸如导电材料32可用于将主体28安装到内插器36。导电材料32可为焊料(例如低温或高温焊料)，可为导电粘合剂(各向同性导电粘合剂或各向异性导电膜)，可在焊接期间形成，或者可为用于将电子设备垫(主体垫)诸如主体28上的垫30耦接到内插器垫34的其他导电材料。内插器36中的金属迹线38可将垫34耦接到其他垫诸如垫40。如果需要，垫40与垫34相比可更大和/或可间隔更宽，由此有利于将内插器36附接到物品10中的导电纱线和/或其他导电路径。焊料、导电粘合剂、或其他导电连接可用于将垫40耦接到基于织物的物品10中的导电纱线、导电单丝、印刷电路迹线、或其他导电路径材料。
图6示出了内插器36可如何大到足以容纳各自具有相应主体28的多个电子设备。例如，多个发光二极管、传感器、和/或其他电子设备可被安装到公共内插器诸如图6的内插器36。该发光二极管可为微型发光二极管(例如占有面积约为10微米x10微米、大于5微米x5微米、小于100微米x100微米、或其他合适尺寸的发光二极管半导体裸片)。该发光二极管可包括不同颜色(例如红、绿、蓝、白等)的发光二极管。冗余的发光二极管或其他冗余电路可被包括在内插器36上。在多个电子设备(各自具有相应主体28)被安装在公共内插器的图6所示类型的构型中，电子部件26可包括电子设备的任何合适的组合(例如发光二极管、传感器、集成电路、致动器、和/或结合图4的电子部件26所述的类型的其他设备)。
电子部件可耦接到织物结构、各个纱线或单丝、印刷电路(例如由填充玻璃纤维的环氧树脂或其他刚性印刷电路板材料形成的刚性印刷电路，或者由聚酰亚胺衬底层或其他柔性聚合物材料片材形成的柔性印刷电路)、具有信号迹线的金属部件或塑料部件、或物品10中的其他结构。在图7的构型中，部件28已被安装到支撑结构40(例如织物层、印刷电路等)。
可能期望利用一个或多个材料层来覆盖部件26。例如，在部件26对湿气敏感的构型中，可能期望将部件26密封在防水材料内。在部件26发射光的构型中，可能期望利用光漫射层诸如包括金属氧化物颗粒(例如白色二氧化钛颗粒、有色颗粒、或其他光漫射颗粒)的聚合物层来覆盖部件26。不透明材料和/或具有其他光学属性、机械属性、和/或电子属性的材料也可用于覆盖部件26的一部分或全部。在图7的示例性构型中，聚合物诸如聚合物42的珠粒已被用于覆盖部件26和支撑结构40的上表面的相邻部分。聚合物42可例如为光漫射材料诸如白色灌封料(例如具有白色光散射颗粒的聚合物)。如果需要，其他材料可用于覆盖支撑结构40上的电子部件。该光漫射聚合物的珠粒已被用于覆盖电子部件26的图7的构型仅为示例性的。
图8示出了聚合物或其他材料的珠粒可如何被形成在部件26上方和下方。上珠粒42可覆盖部件26和支撑结构40的相邻部分。下珠粒44可覆盖部件26下方的支撑结构40的背部。利用一个示例性布置，图8的支撑结构40为柔性衬底层(例如柔性印刷电路层)，上珠粒42为光漫射聚合物珠粒，并且下珠粒44为光吸收聚合物的不透明(例如黑色)珠粒。珠粒42可帮助漫射和均匀化由部件26在向上方向上发射的光，并且珠粒44可帮助阻碍否则可能在向下方向上传播的杂散光线(在图8的取向中)。
珠粒42所附接到的支撑结构40的表面有时可被称为结构40的顶表面、前表面、或外表面，并且珠粒44所附接到的结构40的表面有时可被称为结构40的底表面、后表面、或内表面。如果需要，可使用其中不透明聚合物珠粒被形成在结构40的外表面上并且半透明聚合物珠粒被形成在结构40的内表面(背侧)上的布置。图8的构型作为一个示例而被呈现。如果需要，聚合物或其他材料的珠粒可被用于封装部件26并由此针对水分、粉尘和其他污染物对部件26进行保护，以帮助将部件26附着到支撑结构40等。
一个或多个电子部件26可被包括在物品10中。在一些构型中，外壳壁、内外壳结构、平坦材料层、和/或其他材料层可设置有多个部件26。例如，如图9所示，结构46可设置有电子部件26的阵列。结构46可包括支撑结构诸如图7和图8的支撑结构40(或者可为结构诸如支撑结构40)。部件26可被布置在二维阵列(例如具有行和列的阵列)中，可被布置在伪随机图案中，可被布置在圆、线、或三角形、或其他形状中，或者可被组织成其他图案。结构46可为柔性的且为可拉伸的，并可包括织物或其他材料的外层。结构46可用于形成包的壁、条带的一部分、一件衣物或其他物品中的层、或基于织物的物品10的其他部分。
部件26可被安装在结构46的最外表面上，或者可被安装在结构46的内部中。例如，结构46可包括多个材料层(塑料层、印刷电路层、粘合剂层、织物层等)。在这种类型的布置中，结构46可包括与部件26对准的窗口结构。例如，在部件26为发光二极管或其他光源和/或为光检测器的构型中，结构46可包括光透明窗口的阵列。又如，部件26可为天线或使用射频电磁信号的其他部件。在这种类型的布置中，结构46可包括无线电透明窗口(例如，由允许射频信号通过的塑料或其他电介质形成的窗口)。在电子部件26为温度传感器的构型中，结构46中的窗口可为允许部件26进行温度测量的导热窗口。窗口可为圆形、正方形，可形成细长形状的一部分(例如窗口材料的条带)，可具有带有弯曲侧和笔直侧的组合的形状，和/或可具有其他合适的形状。也可使用结构46具有均匀外观(没有可辨识的窗口)的结构46的构型(例如，通过以适当的透光属性、无线电波透明属性和/或导热小户型或者与部件26兼容的其他属性在结构46中提供全部织物层或其他外层)。
在一些构型中，物品10可包括部件26和织物12中的导电路径之间的电连接。织物12可包括用于承载信号的导电纱线和/或导电单丝。纱线和/或单丝可用于形成织物接触垫。例如，考虑图10的织物12。如图10所示，织物12可包含材料股线，诸如经纱20和纬纱22。这些纱线中的一个或多个纱线可为导电的并可被暴露在织物12的表面上形成接触垫。在图10的示例中，导电纱线22’已经以使得纱线22’的部分22”在区域52中的织物层12的上表面50上形成接触垫的图案被织造。部件26可具有接触垫诸如垫56。焊料或其他导电材料54可用于将垫56耦接到由纱线22’的部分22”所形成的垫。在图10的示例性构型中，已通过(例如使用三维织机)在区域52中将纬纱22’选择性地抬高到表面50来形成垫22’。如果需要，经纱或织物12中的其他合适的材料股线可用于形成接触垫22’。例如，如图11所示，浮置经纱20的部分20’可用于形成织物12的表面50上的接触垫(并且纱线20的其余部分可被剪掉)。压印技术(例如使用缝纫设备来将导电纱线结合到织物12中的技术)也可用于形成织物12中的织物接触垫。如果需要，透明纱线或具有其他期望属性的纱线同样可被图案化以形成表面结构诸如图11的垫22’(例如形成用于下面部件26的透明窗口)。使用编织技术和其他图案化技术来形成焊垫仅为示例性的。
如图12所示，如果需要，支撑结构40上的部件26可嵌入在材料层诸如层60内。层60可为弹性体材料诸如弹性聚合物(例如硅树脂、聚氨酯、丙烯酸、或可拉伸而不解体的其他低模量聚合物)。如果需要，聚合物或其他材料的珠粒诸如珠粒42和/或44可被形成在部件26上方和/或下方(例如，以帮助封装部件26、调节部件26附近的材料的光学特性等)。层60可覆盖珠粒42和/或珠粒44。层40可由织物(例如具有使用如图10和图11所示的导电纱线形成的接触垫的织物)形成，可为柔性印刷电路层，或者可为其他合适的支撑层。层60可被形成在支撑结构40的上表面和下表面上(例如在覆盖珠粒42和/或44的布置中)，可仅被形成在结构40的上表面上(如图13所示)，或者可仅被形成在结构40的下表面上(如图14所示)。
部件26的阵列可被安装到柔性和/或可拉伸的织物层或其他材料层(参见例如图9的结构46)。如结合图9所述，窗口可与部件26对准地设置在部件26被安装到的材料中(如果需要的话)，或者可从结构46省略窗口(例如在其中结构46具有合适的属性诸如所期望的透光水平等的构型中)。
为了适应部件26被安装在柔性和/或可拉伸的材料层内的构型，可能期望使用柔性和/或可拉伸结构来形成支撑结构40。如果需要，可通过在结构40中形成开口来增强支撑结构40的柔性和/或拉伸性。如图15所示，完全或部分地穿过支撑结构40的开口可被形成在支撑结构40的位于电子部件26之间的区域诸如区域62中。利用一个示例性构型，支撑结构40为柔性印刷电路(例如，聚酸亚胺层或者其他柔性印刷电路聚合物片材)，并且开口62在阵列中被组织，以提供具有带有增强的柔性和拉伸性的网格形状的印刷电路层。
图15还示出了支撑结构40可如何包括金属迹线70。金属迹线70可用于将部件26互连以及在部件26和物品10中的其他电路之间路由信号。金属迹线70的部分可用于在结构40的上表面和/或下表面上形成接触垫诸如垫68。焊料57可用于将垫68耦接到物品10中的其他结构上的匹配垫(例如织物接触垫、印刷电路接触垫、部件接触垫诸如垫56等)。
具有由开口62的阵列形成的网格形状的支撑结构(例如印刷电路衬底或其他衬底层)的透视图在图16中示出。如图16所示，开口62的阵列可具有部件26被安装到的区域40-1(有时被称为岛、岛区域、或部件支撑区域)(例如参见图4、图5和图6的部件26)。区域40-1可由支撑结构40的细长部分诸如区段40-2互连。区段40-2可在开口62之间延伸，并且可为直的，可为弯曲的，或者可具有笔直部分和弯曲部分两者。在图16的示例性构型中，区段40-2具有蜿蜒形状，以帮助增强结构40的柔性和拉伸性，而不损坏结构40或部件26。如果需要，可使用其他网格形状的支撑结构(例如，具有圆形开口、三角形开口的网格衬底，具有圆形开口和正方形开口的组合的网格图案，具有非规则图案的开口的网格等)。
如图17所示，利用部件26的阵列被填充的网格形状的柔性印刷电路或其他支撑结构40可被耦接到织物层12。织物层12可包含垫诸如垫64的阵列。垫64可使用导电纱线(例如导电经纱或纬纱)形成，或者可由其他导电垫结构形成。垫64可在与结构40的下表面上的印刷电路垫(诸如图15的垫68)的对应阵列匹配的阵列中被图案化。焊料可用于在图17的方向66上移动结构40时接合结构40的垫、以及垫64。如可选层60所示的，结构40、部件26、和/或层12可比嵌入在聚合物层或其他柔性和可拉伸材料层内。层60可为透光的、半透明的、不透明的，可具有白色光散射颗粒，可具有有色光散射颗粒，或者可具有其他合适的光学属性、电子属性、以及机械属性。
如结合图9所述，部件26可被安装在结构诸如结构46(例如物品10中的壁或其他材料层，带圈或条带的一部分等)中。结构46例如可为用于形成物品10中的一个或多个最外材料层或物品10的其他柔性和可拉伸部分的柔性和可拉伸层。网格形状(网格图案化)柔性印刷电路衬底或其他支撑层40可被层压到织物层、塑料层、金属层、和/或其他材料层，以形成多层柔性和可拉伸结构诸如结构46。
图18中示出了这种类型的柔性和可拉伸结构的横截面侧视图。如图18所示，柔性和可拉伸层46可包括结构40。结构40可为网格形状的柔性印刷电路(例如由具有开口62的阵列的聚酸亚胺或其他聚合物的图案化层形成的网格，具有部件26上的垫被焊接到或以其他方式使用导电材料被耦接到的垫的岛40-1、以及耦接相应岛40-1的细长部分诸如蜿蜒区段40-2)。部件26可使用焊料、各向异性导电粘合剂、各向同性导电粘合剂、或其他导电材料而被安装在结构40上。聚合物的可选珠粒可被设置在结构40上，诸如部件26上方的珠粒42。珠粒42可包含光散射颗粒(例如，珠粒42可为半透明的光散射材料，诸如包含二氧化钛颗粒或对由部件26所发射的光进行散射的其他光散射颗粒的聚合物)。
弹性体层诸如可选的弹性体聚合物层60可被形成在结构40上方和下方(即，结构40可被嵌入在层60内)。层60可为透光可拉伸聚合物或其他合适的材料。织物层或其他材料层可被附接到结构40。在图18的示例中，结构46具有由外织物层12A形成的外表面，并且具有由内织物层12B形成的内表面。层12A可具有窗口80。窗口80可由纱线密度降低的区域、纱线透明度增强的区域、具有不同类型纱线的区域、织物12A中已形成穿孔或其他开口的区域、透光聚合物或其他聚合物已被嵌入到织物12A中的区域(例如，具有与在织物12A的相邻部分中嵌入的聚合物不同的所嵌入的聚合物的区域)、或其他窗口结构形成。如果需要，可省略窗口80(例如，在织物12A足够透明以允许来自部件26的光穿过或者具有其他期望属性的构型中)。粘合剂层82可用于将织物12A附接到层60(并且由此将织物12A安装到结构40)。粘合剂层76可用于将织物12B(或其他材料(诸如聚合物片材)层等)附接到层60(并且由此将织物12B安装到结构40)。
粘合剂层诸如层82和76可为压敏粘合剂层、液体粘合剂、或其他合适的粘合剂。如果需要，聚合物层60可从结构40的一侧或两侧省略，聚合物珠粒42可被省略，附加聚合物珠粒44可被包括，和/或一个或多个中间材料层和粘合剂层可被插置在图18的层之间和/或以其他方式被附接到结构46。图18的构型仅为示例性的。
根据一个实施方案，提供了一种基于织物的物品，该基于织物的物品包括：被安装在柔性衬底上的电子部件阵列；聚合物层，该电子部件阵列和柔性衬底被嵌入在该聚合物层中；以及织物层，聚合物层被附接到该织物层。
根据另一实施方案，该柔性衬底包括具有开口阵列的柔性印刷电路。
根据另一实施方案，该电子部件包括发光二极管，并且该聚合物层包括透光聚合物层。
根据另一实施方案，该基于织物的物品包括覆盖电子部件中的每个电子部件的半透明聚合物珠粒。
根据另一实施方案，该半透明聚合物珠粒被嵌入在透光聚合物层内。
根据另一实施方案，该基于织物的物品包括不透明聚合物珠粒，该不透明聚合物珠粒中的每个不透明聚合物珠粒被电子部件中的相应一个电子部件重叠。
根据另一实施方案，该基于织物的物品包括插置在织物层和聚合物层之间的粘合剂层。
根据另一实施方案，该柔性衬底包括具有开口阵列的衬底层和形成焊垫的金属迹线，并且该电子部件具有被焊接到衬底层上的焊垫的焊垫。
根据另一实施方案，该电子部件中的每个电子部件包括多个半导体裸片被安装到的内插器。
根据另一实施方案，该柔性衬底层包括织物衬底。
根据另一实施方案，该织物衬底具有电子部件被电耦接到的接触垫。
根据另一实施方案，该织物衬底的接触垫由织物衬底中的导电纱线形成，并且该基于织物的物品包括焊料，该织物衬底的接触垫利用焊料而被焊接到电子部件中的焊垫。
根据另一实施方案，提供了一种装置，该装置包括：被安装在具有开口阵列的衬底上的电子部件阵列；以及被附接到该衬底的织物层。
根据另一实施方案，该衬底包括具有电子部件被焊接到的部分并且具有在电子部件被焊接到的部分之间延伸的蜿蜒区段的柔性印刷电路。
根据另一实施方案，该电子部件包括发光二极管。
根据另一实施方案，该装置包括覆盖发光二极管的半透明聚合物。
根据另一实施方案，该装置包括被插置在织物层和具有开口阵列的衬底之间的粘合剂层。
根据另一实施方案，该电子部件包括致动器。
根据另一实施方案，该电子部件包括传感器。
根据一个实施方案，提供了一种基于织物的物品，该基于织物的物品包括织物层、材料层、电子部件、以及该电子部件被安装到的柔性印刷电路，该柔性印刷电路具有多个开口并被安装在织物层和材料层之间。
根据另一实施方案，该材料层包括织物。
根据另一实施方案，该电子部件被焊接到柔性印刷电路，该基于织物的物品包括：织物层和柔性印刷电路之间的第一粘合剂层；以及材料层和柔性印刷电路之间的第二粘合剂层。
根据另一实施方案，该基于织物的物品包括包含光散射颗粒并且与电子部件重叠的聚合物。
根据另一实施方案，该电子部件包括致动器和传感器。
根据一个实施方案，提供了一种基于织物的物品，该基于织物的物品包括：第一织物层；第二织物层；电子部件；该电子部件被附接到的柔性印刷电路，该柔性印刷电路具有开口阵列并被安装在织物层和材料层之间；第一织物层和柔性印刷电路之间的第一粘合剂层；以及第二织物层和柔性印刷电路之间的第二粘合剂层。
根据另一实施方案，该电子部件被焊接到柔性印刷电路并且包括传感器，该基于织物的物品包括包含光散射颗粒并且与电子部件重叠的聚合物。
前述内容仅为示例性的，并且本领域的技术人员可在不脱离所述实施方案的范围和实质的情况下作出各种修改。前述实施方案可单独实施或可以任意组合实施。

Claims (20)

1.一种装置，包括：
衬底，所述衬底具有开口阵列；
电子部件阵列，所述部件元件阵列安装在所述衬底上；和
织物层，所述织物层附接在所述衬底上，其中所述衬底包括柔性印刷电路，所述柔性印刷电路具有附接有电子部件的部分并且具有在附接有电子部件的部分之间延伸的区段，并且其中所述区段中的每个区段具有弯曲部分。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述电子部件包括发光二极管。
3.根据权利要求2所述的装置，还包括覆盖所述发光二极管的半透明聚合物。
4.根据权利要求3所述的装置，还包括粘合剂层，所述粘合剂层被插置在所述织物层和具有开口阵列的所述衬底之间。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述电子部件包括致动器。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述电子部件包括传感器。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述电子部件被焊接到所述电子部件附接到的部分。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述衬底包括在所述电子部件阵列之间路由信号的金属迹线。
9.一种基于织物的物品，包括：
电子部件阵列，所述电子部件阵列安装在柔性衬底上；
聚合物层，所述聚合物层覆盖电子部件阵列；和
织物层，所述聚合物层附接到所述织物层，其中所述织物层具有多个窗口，并且其中每个窗口与相应的电子部件对准。
10.根据权利要求9所述的基于织物的物品，还包括：
第一粘合剂层，所述第一粘合剂将所述聚合物层附接到所述织物层；
附加聚合物层，其中所述柔性衬底被插置在所述聚合物层和所述附加聚合物层之间；
附加织物层，所述附加聚合物层附接到所述附加织物层；和
第二粘合剂层，所述第二粘合剂层将所述附加聚合物层附接到所述附加织物层。
11.根据权利要求9所述的基于织物的物品，其中每个窗口具有的纱线密度低于所述织物层的其余部分的纱线密度。
12.根据权利要求9所述的基于织物的物品，其中每个窗口比所述织物层的其余部分更透明。
13.根据权利要求9所述的基于织物的物品，其中每个窗口包括一个或多个穿孔。
14.根据权利要求9所述的基于织物的物品，其中透明聚合物材料被嵌入在每个窗口中的织物层中。
15.根据权利要求9所述的基于织物的物品，其中所述柔性衬底包括具有开口阵列的柔性印刷电路。
16.根据权利要求9所述的基于织物的物品，其中所述电子部件包括选自由以下组成的组的部件：发光二极管、致动器、传感器和内插器。
17.根据权利要求9所述的基于织物的物品，还包括覆盖所述电子部件中的每个电子部件的半透明聚合物珠，其中所述聚合物层是透明聚合物层，并且所述半透明聚合物珠被嵌入在所述透明聚合物层内。
18.一种基于织物的物品，包括：
发光二极管阵列，所述发光二极管阵列安装在柔性衬底上；
透明聚合物层，所述透明聚合物层覆盖发光二极管阵列；和
织物层，所述织物层覆盖所述透明聚合物层和发光二极管阵列，其中所述织物层具有多个窗口，并且其中每个发光二极管通过多个窗口中的一个窗口发射光。
19.根据权利要求18所述的基于织物的物品，其中每个窗口的纱线密度低于所述织物层的其余部分的纱线密度。
20.根据权利要求18所述的基于织物的物品，其中每个窗口比所述织物层的其余部分更透明。
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