JP2010524013A - 表示装置に対する織物被覆層 - Google Patents

Abstract

少なくとも１つの発光光学装置１０１を収容する基板１００と、前記少なくとも１つの発光電気光学装置１０１により発せられた光の少なくとも一部を受けるように前記基板１００上に配置された織物層１０２とを有する表示装置が提供される。前記織物層の裏側１０３は、少なくとも１つの自己支持型凹部を備え、前記織物層１０２は、前記少なくとも１つの凹部１０４が前記少なくとも１つの発光電気光学装置１０１の前に配置されるように配置される。ギャップ１０８は、前記少なくとも１つの凹部１０４内で前記織物層から前記少なくとも１つの発光電気光学装置１０１を分離する。

Description

本発明は、少なくとも１つの発光電気光学装置を収容する基板、及び前記少なくとも１つの発光電気光学装置により発せられた光の少なくとも一部を受けるように前記基板上に配置された織物層を有する表示装置に関する。

フレキシブル表示装置の応用は、現在、増加している。例えば、フレキシブル表示装置は、一体化されたディスプレイを持つ衣類及び家具のような織物照明システムを形成するように織物に一体化されている。

織物製品における一体化に適した表示装置は、典型的には、光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用した。ＬＥＤは、本質的に点源を構成し、しばしば、半球パターンにおいて発光する。

カーテン及び壁掛け物等として使用する織物に一体化される照明装置の一例は、ＵＳ２００６／００８２９８７Ａ１（Dorsey他）において開示され、これは、少なくとも１つの発光ダイオード及び前記少なくとも１つの発光ダイオードを覆う少なくとも１枚の織物を開示し、前記少なくとも１つの発光ダイオードから発せられた光は、前記少なくとも１枚の織物を通って輝くことができる。

ＵＳ２００６／００８２９８７Ａ１の装置において、織物の第１の層は、前記ＬＥＤから発せられた光を拡散し、前記装置の柔らかい感触を提供するために直接的に前記発光ダイオード上に配置される。しかしながら、このような装置の光出力は、圧力、折り曲げ及び引き延ばし力のような機械的作用を受ける場合に急激に変化する。拡散織物層は、容易に圧縮され、この結果、例えば、拡散作用が減少される。したがって、このような照明装置は、定期的に機械的力を受ける着用可能アプリケーション等に適していない。更に、良好な拡散に対して、前記発光ダイオードから特定の距離に拡散材料を持つことが望ましい。

したがって、光学特性が機械的力によりより少ない影響を受ける着用可能アプリケーションに適した表示装置に対する要望が当技術分野に存在する。

本発明の目的は、上述の問題を少なくとも部分的に克服することであり、拡散された照明を提供する、織物製品に組み込むのに適した表示装置を提供することである。

本発明のこの及び他の目的は、ここに記載され、添付の請求項において規定される表示装置により達成される。

したがって、第１の態様において、本発明は、少なくとも１つの発光電気光学装置を収容する基板と、前記少なくとも１つの発光電気光学装置により発せられた光の少なくとも一部を受けるように前記基板上に配置された織物層とを有する表示装置を提供する。前記織物層は、前記基板に面する裏側を有し、前記裏側は、少なくとも１つの自己支持型凹部（self-supporting recess）を備える。更に、前記織物層は、前記少なくとも１つの凹部が、前記少なくとも１つの発光電気光学装置の前に配置され、ギャップが、前記少なくとも１つの凹部内で織物材料から前記少なくとも１つの発光電気光学装置を分離するように構成される。

例えば発光ダイオードのような発光電気光学装置は、典型的には、球又は半球パターンで発光する点状光源である。したがって、単一のこのような電気光学装置により照らされる面積は、前記電気光学装置に対する距離とともに増加する。多くのアプリケーションにおいて、対象の本質的に均一な照明を得ることが望ましく、前記表示装置が、更に、織物の外観を持つべきであるアプリケーションにおいて、織物は、発光する織物の錯覚を作成するように照らされるために前記発光電気光学装置の前に配置されることができる。

前記発光電気光学装置と前記照らされる織物との間の特定の距離、ギャップを保証することにより、照らされる面積は、前記光源のサイズより著しく大きい。これは、特に複数の分離した及び離間された光源が織物層を照らすのに使用される場合に、織物照明の均一性を増加する。

更に、織物層は、前記発光電気光学装置により発せられた光を拡散し、この結果、拡散光は、前記表示装置を出る。

前記基板上に配置された前記織物層に自己支持型凹部を備え、前記凹部が前記対応する発光電気光学装置の真っすぐ前に配置されるように前記基板上で前記織物を調整することにより、上述の所望の距離、前記ギャップが得られる。

典型的には、前記裏側の反対の前記織物層の前側は、少なくとも１つの突起部を有し、前記突起部の場所は、前記裏側における前記少なくとも１つの凹部に対応する。

本発明の実施例において、前記織物層の凹部形成領域の繊維密度は、前記凹部形成領域に隣接した前記織物層の領域の繊維密度と異なることができる。

前記織物層が編まれた織物層である本発明の実施例において、前記織物層の凹部形成領域における針経路、ループ長及び縫い目密度の少なくとも１つは、前記凹部形成領域に隣接した前記織物層の領域におけるものと異なることができる。

本発明の実施例において、半透明材料が、前記少なくとも１つの凹部における前記織物層と前記少なくとも１つの発光電気光学装置との間の前記ギャップに配置されることができる。

半透明材料は、更に、特に機械的力が前記織物層に加えられうる場合に、前記光源と前記織物層との間の所望の距離を保証するのに使用されることができる。

前記半透明材料は、本発明の実施例において、光散乱要素を有する。

前記半透明材料が、光散乱要素を有する場合、光は、前記織物層に到達する前に更に散乱され、これにより前記光の均一性を更に向上させる。

本発明の実施例において、前記基板は、少なくとも１つの方向に折り曲げられるように構成されたフレキシブル基板であることができる。

前記発光電気光学装置と前記織物層との間の距離が、フレキシブル表示装置の折り曲げ中にも維持されるので、前記自己支持型凹部を持つ前記織物層は、このようなフレキシブル表示装置の場合に大幅に有利である。

本発明の実施例において、前記基板は、反射部分を有することができる。

光使用効率を増加するために、前記基板は、前記基板に入射する光を前記織物層に向けて反射するために反射材料を有することができる。

本発明の実施例において、前記表示装置は、前記基板上にパターンに配置された複数の離間した発光電気光学装置を有することができ、前記織物層の前記裏側は、凹部の各々が前記発光電気光学装置の別個のものの前に配置されるように前記発光電気光学装置の前記パターンに対応するパターンに配置された複数の凹部を有する。

第２の態様において、本発明は、埋め込まれた本発明の少なくとも１つの発光装置を有する織物製品に関する。

第３の態様において、本発明は、本発明の表示装置の製造の方法に関し、前記方法は、少なくとも１つの発光電気光学装置を収容する基板を提供するステップと、少なくとも１つの自己支持型凹領域が配置される織物層を提供するステップと、前記少なくとも１つの自己支持型凹領域が前記少なくとも１つの発光電気光学装置の前に配置されるように前記基板上に前記織物層を配置するステップとを有する。

本発明のこの及び他の態様は、本発明の現在好ましい実施例を示す添付図面を参照して、より詳細に記載される。

本発明の表示装置の断面図を示す。

本発明は、織物製品に組み込む又は構成するのに適した表示装置に関する。

本発明による表示装置の模範的実施例は、図１に示され、複数の発光ダイオード（ここではＬＥＤと略される）１０１、１０１'を収容する基板１００を有する。前記基板上には、基板１００に面する裏側１０３を持つ織物層１０２が配置される。

複数の自己支持型凹部１０４、１０４'は、織物層１０２の裏側１０３に配置される。織物層１０２及び基板１００は、複数の自己支持型凹部１０４、１０４'の各々が、複数のＬＥＤ１０１、１０１'の別個のものの前（典型的には前記基板表面の法線に沿って、前記ＬＥＤからの発光の主方向において考慮される）に配置されるように相互に揃えられる。対応する発光ダイオード１０１の前に配置された凹部１０４の面積は、典型的には、前記発光ダイオードの面積より大きく、この結果、前記発光ダイオードは、前記凹部内に収容される。前記ＬＥＤにより順方向に、すなわち基板１００から離れる方向に発せられた光の主要部分は、前記ＬＥＤの前に配置された前記凹部の内壁に向けて発せられる。

しばしば、前記織物層は、とても薄く、したがって、織物層１０２の裏側１０３における自己支持型凹部１０４、１０４'は、織物層１０２の前側１０５における対応する突起部１０６に帰着することができる。

ＬＥＤ１０１、１０１'を収容する基板１００は、表示装置に使用する基板として適した基板であることができる。典型的には、これは、前記ＬＥＤを駆動する導通線（図示されない）を備えた誘電材料を有する。

前記ＬＥＤは、典型的には、前記導通ラインを介して駆動ユニット（図示されない）に接続される又は接続可能であり、当該駆動ユニットは、基板１００上に配置されてもよく、又は基板１００から分離されてもよい。

本発明の実施例において、特に前記表示装置がフレキシブル表示層として意図される場合、基板１００は、少なくとも１つの方向に曲げられるように構成され、典型的には破壊せずに曲げられるように構成されるフレキシブル基板である。

このようなフレキシブル基板に適切な材料の例は、当業者に既知であり、織物ベースの基板（例えば前記導通線が、刺繍又は印刷のように前記織物上に、又は前記織物内に糸を編みこむように前記織物材料内に配置されることができる）及び高分子材料に基づく基板を含む。

ＬＥＤ１０１、１０１'により発せられた光の一部は、例えば織物層１０２又は前記ＬＥＤと前記織物層との間に配置された材料を用いて、散乱される又は基板１００に向かって反射し戻されることができる。

光使用効率性を増加するために、前記基板表面の少なくとも一部が反射性であり、前記基板表面に入射する光が前方に反射し戻されることは有利でありうる。

例えば選択した基板材料に依存して、反射性質は、異なる態様で達成されることができる。例えば、本質的に反射性の基板材料が選択されてもよく、前記基板材料は、反射性質を得るように処理されてもよく、又は代替的には、反射材料が、前記基板表面上に配置されてもよい。

例えば、織物基板が選択される場合、高光沢繊維（絹、ビスコース）が使用されることができ、繊維長、滑らかさ、断面形状（例えば円形ではなく平ら）は、適切に選択されることができ、織物仕上げが実行されることができる。

反射性質に帰着する光沢向上仕上げは、光沢、シレー（ホットグレイズド）又はシュライナー仕上げのように織物全体にわたり使用されることができる。このタイプの仕上げは、モアレ及びエンボス仕上げのように局所的に使用されることもできる。これらの仕上げは、カレンダリングにより使用される。異なるカレンダは、前記表面上に異なる効果を生成する。樹脂加工と併せて使用すると、この効果は永久的にされることができる。他の例は、（レーヨン織物における）ゼラチン加工の使用であり、これは、自然な光沢を向上させる透明な材料である。

現在記載されている実施例において、前記表示装置は、発光電気光学装置として発光ダイオード（ＬＥＤ）１０１、１０１'を有する。この出願の文脈において、用語"発光ダイオード"は、発光無機ＬＥＤ、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）及び高分子ＬＥＤを含むがこれらに限定されない現在及び未来で既知のタイプの全ての種類を包含すると意図される。レーザダイオードも、総称発光ダイオードにより包含される。一般に、"発光電気光学装置"は、電流が通過される場合に光を発する装置である。

現在記載されている実施例において、複数の発光ダイオード１０１、１０１'は、基板１００上に所定のパターンで配置される。しかしながら、本発明は、１つの発光電気光学装置のみが単一基板上に配置される場合にも関する。ＬＥＤ１０１、１０１'により発せられる光は、典型的には、半球パターンで発せられる。織物層１０３は、基板−ＬＥＤ集合体上に配置される。織物層１０３は、前記ＬＥＤから特定の距離に配置され、前記ＬＥＤからの光の前記織物層に対する投影は、拡大される。

前記織物層は、前記ＬＥＤを含む層と前記ユーザ（観察の視点から又は上層が前記ユーザ、例えば前記ユーザの肌と接触しているアプリケーションから）との間に間隔を提供することができる。本発明によると、この間隔は、織物層１０２を前記基板上に配置することにより達成されることができ、ここで自己支持型凹部１０４、１０４'が前記織物層の裏側１０３に配置される。前記織物層は、例えば 織布又は不織布、単一又はマルチレイヤ横及び／又は縦編み織物、並びにスペーサ織物からなることができる。

本発明における使用に適した織物材料は、天然及び合成繊維並びに天然繊維及び合成繊維の混合物に基づく織物を含むが、これらに限定されない。

織物層１０２における表面構造（すなわち前記裏側における前記自己支持型凹所及び前記前側におけるオプションの対応する突起部）１０４、１０４'は、複数の異なる態様で得られることができる。

例えば、編まれた織物におけるドームは、前記織物層に挿入される／前記織物層の一部であることができる。針経路を操作することにより、ループ長、縫い目密度、ドームのような様々な３次元表面は、編まれることができる。

代替的には、前記表面構造は、仕上げ（テクスチャリング（texturing））により生成されることができる。テクスチャリングの様々な方法は、上層として機能する前記織物層における局所的に上昇された部分を生成することができる。例は、様々なエンボス方法（例えば局所的な苛性ソーダ誘発収縮が収縮しない領域における前記構造の上昇を引き起こすパッカリング又はプリセ（plisse））である。

更に代替的には、前記表面構造は、張力を受けている弾性糸を前記織物に組み込むことにより得られることができ、前記弾性糸の張力が解放される場合に、前記糸は収縮し、所望の表面構造をもたらす。

ここで使用される用語"自己支持型凹部"は、前記凹部が前記織物の固有の本質的に永久的なフィーチャであることを示す。前記凹部は、前記織物自体の製造中又は製造後の加工ステップとしてのいずれかで、前記基板上に配置される前に前記織物において形成される。

上述のように、前記織物層において前記自己支持型凹部を得る多くの方法が存在する。これらの方法の幾つかにより、繊維密度は、前記織物層の凹部形成領域とこのような凹部形成領域に隣接した領域との間で異なる。例えば、前記繊維密度は、例えば高い光拡散性質を提供するために、前記凹部形成領域においてより高いことができるか、又は代替的には、高い光スループットを提供するように前記凹部形成領域においてより低いことができる。前記凹部形成領域におけるより低い繊維密度及びこれらの間の領域のより高い繊維密度は、更に、隣接した凹部の下に配置される隣接した光源からの光の混合を防ぐのに使用されることができる。

更に、前記繊維密度、前記針経路、前記ループ長及び／又は前記縫い目密度は、凹部ごとに異なることもできる。したがって、光出力性質は、前記織物層の異なる部分において異なることができる。

許容可能な光使用効率性を維持するために、前記織物層の繊維は、好ましくは、典型的には可視光の範囲である関心の波長領域の小さな範囲のみで非吸収又は吸収性である。

構成された表面を持つ前記織物層が、前記基板上に配置される場合、発光ダイオードから前記発光ダイオードの直接前に配置された前記凹部形成領域における前記織物材料までに距離、ギャップが存在する。

前記発光ダイオードと前記拡散材料（すなわち前記織物層）との間のこの距離、ギャップのために、前記ＬＥＤからの光円錐は、広がり、前記ＬＥＤの面積より本質的に大きい前記織物の面積を照射する。（前記織物層の前面を見る）前記装置の外側から、これは、実際のサイズより大幅に大きい各発光ダイオードの錯覚を作成する。

前記織物層における前記凹部は、自己支持型であるので、前記ＬＥＤと前記凹部との間のこのギャップ、及びこのギャップに関連した効果は、明確である。更に、前記ギャップは、前記光源が折り曲げられた又は引き延ばされた後、並びに折り曲げ及び引き延ばし作用の間でさえ、保持される。これは、通常の動作中に折り曲げられ、引き延ばされる織物製品、特に着用可能製品になる場合に非常に望ましい。基板１００と織物層１０２との間には、オプションとして、発光ダイオード１０１、１０１'を覆う半透明材料１０７が配置されることができる。

半透明材料１０７は、目的としてＬＥＤ１０１、１０１'を機械的衝撃から保護しなければならず、したがって前記表示装置の機械的耐性を増加する。

半透明材料１０７は、特に機械的衝撃、折り曲げ及び引き延ばし等の間に、前記ＬＥＤと前記織物層との間の上述のギャップを維持することを援助することもできる。

半透明材料１０７は、例えば、前記表示装置がフレキシブル表示装置として意図される場合に特に有利であるエラストマ材料であることができる。適切なこのようなエラストマ材料の例は、ＰＤＭＳ（ポリ（ジメチルシロキサン））及び他のシリコンベースのエラストマを含むが、これらに限定されない。代替的には、前記半透明材料は、半透明である繊維材料であることができる。他の適切な半透明材料は、当業者に既知である。

半透明材料１０７は、前記織物層に衝突する前に前記ＬＥＤからの光を事前に散乱するために、光散乱要素を有することができるか、又は前記材料自体が散乱性質を持つことができる。このような散乱材料は、典型的には、反射性である又は半透明材料１０７とは異なる屈折率を持つ材料の小さな粒子からなる。このような散乱要素の例は、前記発せられた光の波長を変換するのに使用されることができる蛍光体粒子及び酸化チタンの小さな粒子を含むが、これらに限定されない。他の適切な散乱要素は、当業者に既知である。

当業者は、本発明が、決して上記の好適な実施例に限定されないことに気付く。それどころか、多くの修正例及び変形例が、添付の請求項の範囲内で可能である。例えば、前記発光電気光学装置は、１より多いグループを各々含む複数のグループに一緒にグループ分けされることができる。前記織物層における前記凹部の各々は、この場合、発光電気光学装置のこれらのグループの別個の１つの前に配置されることができる。例えば、前記発光電気光学装置のグループが、ＬＥＤのリニアアレイのように行に配置される場合、前記織物層における前記凹部は、前記行の方向に伸ばされ、前記織物層における伸ばされた溝を形成する。

本発明の表示装置は、照明システムとして又は照明システムにおいて使用されることができる。特に、本発明の表示装置は、家庭における又は動いている動的な内部照明システムのような織物製品（例えば家具用掛け布、カーテン、カーペット）、着用可能な通信ディスプレイ（例えばバッグ、ジャケット内）、光子療法装置（幼児黄疸寝袋、にきび治療Ｔシャツ及びアクセサリ、創傷治癒ばんそうこう等）において使用されることができる。

Claims (11)

1. 少なくとも１つの発光電気光学装置を収容する基板と、前記少なくとも１つの発光電気光学装置により発せられた光の少なくとも一部を受けるように前記基板上に配置された織物層とを有する表示装置において、
   前記織物層が、前記基板に面する裏側を有し、前記裏側が、少なくとも１つの自己支持型凹部を備え、
   前記織物層は、前記少なくとも１つの凹部が前記少なくとも１つの発光電気光学装置の前に配置されるように配置され、
   ギャップが、前記少なくとも１つの凹部内で前記織物材料から前記少なくとも１つの発光電気光学装置を分離する、
   表示装置。
2. 前記織物層が、前記裏側の反対に前側を有し、前記前側が、少なくとも１つの突起部を有し、前記少なくとも１つの突起部の場所が、前記裏側における前記少なくとも１つの凹部に対応する、請求項１に記載の表示装置。
3. 前記織物層の凹部形成領域における繊維密度が、前記凹部形成領域に隣接した前記織物層の領域における繊維密度と異なる、請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記織物層が、編まれた織物層であり、前記織物層の凹部形成領域における針経路、ループ長及び縫い目密度の少なくとも１つが、前記凹部形成領域に隣接した前記織物層の領域におけるものと異なる、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の表示装置。
5. 半透明材料が、前記少なくとも１つの凹部における前記織物層と前記少なくとも１つの発光電気光学装置との間の前記ギャップ内に配置される、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の表示装置。
6. 前記半透明材料が、光散乱要素を有する、請求項５に記載の表示装置。
7. 前記基板が、少なくとも１つの方向において折り曲げられるように構成されるフレキシブル基板である、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の表示装置。
8. 前記基板が、反射部分を有する、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の表示装置。
9. 前記表示装置が、パターンに配置された複数の離間された発光電気光学装置を有し、前記織物層の前記裏側が、前記発光電気光学装置の前記パターンに対応するパターンに配置された複数の凹部を有し、前記凹部の各々が、前記発光電気光学装置の別個の発光電気光学装置の前に配置される、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の表示装置。
10. 埋め込まれた請求項１ないし９のいずれか一項に記載の少なくとも１つの発光装置を有する織物製品。
11. 請求項１に記載の表示装置の製造方法において、
    少なくとも１つの発光電気光学装置を収容する基板を提供するステップと、
    少なくとも１つの自己支持型凹領域が配置される織物層を提供するステップと、
    前記少なくとも１つの自己支持型凹領域が前記少なくとも１つの発光電気光学装置の前に配置されるように前記基板上に前記織物層を配置するステップと、
    を有する方法。

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