KR20070056143A - 전자 광 섬유 또는 필라멘트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제 1 전극(6)과, 제 2 전극(8)과, 상기 제 1 및 제 2 전극들 사이에 적어도 부분적으로 위치되는 전자 광학적 활성 재료(10)를 포함하는 전자 광 섬유(4) 또는 필라멘트로서, 상기 제 2 전극은 복수의 이격된 세그먼트들(12)을 포함하고 각각의 세그먼트는 상기 섬유 또는 필라멘트의 길이를 따라 적어도 부분적으로 연장하는 최대 길이보다 길지않고 최소 길이보다 짧지않은 길이를 갖는, 상기 전자 광 섬유(4) 또는 필라멘트에 관한 것이다.
전자 광 섬유, 필라멘트, 전자 광학적 활성 재료, 커넥터 소자, 텍스타일, 직물
Description
본 발명은 섬유 또는 필라멘트, 특히 그에 포함된 하나 또는 그 이상의 표시자 디스플레이들을 갖는 직물 또는 의류에 포함하기에 적절한 섬유 또는 필라멘트에 관한 것이며, 그에 포함된 하나 또는 그 이상의 표시자 디스플레이들을 갖는 직물 또는 의류에 관한 것이다.
색상을 바꾸거나, 광을 방출하는 직물들을 생산하는 다양한 방법들이 공지되어 있다.
한 가지 공지된 방법 및 직물은 Visson IP LLC에 양도된 미국 특허 출원 US 2002/0187697 호에 개시되어 있다. 그에 개시된 직물은 섬유들의 제 1 및 제 2 세트들로부터 형성되며, 각각의 섬유는 세로의(longitudinal) 전도성 요소를 갖는다. 섬유들의 2개의 세트들은 매트릭스 구조의 접합들을 형성하고, 그 구조는 추가로 적어도 상기 제 1 세트의 섬유들을 부분적으로 코팅하는 전자 광학적 활성 물질을 포함한다. 전압차들은 상기 제 1 세트의 섬유들의 세로 전도성 요소들과 상기 제 2 세트의 세로 전도성 요소들 사이에 존재하고, 그 경우 각각의 세트로부터 섬유는 접합에 부합한다. 상기 제 2 세트들의 섬유와 함께 교차하는 상기 제 1 세트의 섬유에 의해 형성되는 접합은 전자 광학적 활성 재료를 활성화시켜 디스플레이 요소 를 생성한다.
기존 방법들 및 이러한 형태의 직물들이 갖는 문제점은 색상 변화 효과 또는 광 방출 효과일 수 있는 광학적 효과가 섬유들의 제 1 및 제 2 세트들의 접합들에서만 발생한다는 것이다. 이러한 영역은 상대적으로 좁을 수 있으며, 섬유들의 제 1 및 제 2 세트들을 형성하는 섬유들의 직경들의 단면에 의해 주로 결정된다. 그 직경들은 각각 5 um 내지 300 um의 범위에 따르는 것이 대표적이다.
국제 특허 출원 WO 03/005775 호에 개시되어 있는 또 다른 공지된 직물 및 방법은 광학적 효과가 전자 광 물질을 갖는 섬유들 사이에 위치되는 셀들을 충전함으로써 발생하는 좁은 영역을 갖는 문제점을 극복하려 하고 있다.
그러한 직물들 및 방법들의 단점은 짜여진 구조를 둘러싸는 추가적인 전도층들이 필요하다는 것이다.
본 발명의 목적은 이러한 문제점들을 극복하는 전자 광 섬유(electro-optical fibre) 또는 필라멘트와, 그러한 섬유 또는 필라멘트로부터 형성되는 직물을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 측면에 따라,
제 1 전극과,
제 2 전극과,
상기 제 1 및 제 2 전극들 사이에 적어도 부분적으로 위치되는 전자 광학적 활성 재료를 포함하는 전자 광 섬유 또는 필라멘트가 제공되며, 상기 제 2 전극은 복수의 이격된 세그먼트들을 포함하고 각각의 세그먼트는 상기 섬유 또는 전극의 길이를 따라 적어도 부분적으로 연장하는 최대 길이(Lmax)보다 길지않고 최소 길이(Lmin)보다 짧지않은 길이를 갖는다.
본 발명의 제 2 측면에 따라, 복수의 전자 광 섬유들 또는 필라멘트들을 포함하는 텍스타일 또는 직물이 제공되고, 상기 전자 광 섬유들 또는 필라멘트들의 각각은,
제 1 전극과,
제 2 전극과,
상기 제 1 및 제 2 전극들 사이에 적어도 부분적으로 위치되는 전자 광학적 활성 재료를 포함하며, 상기 제 2 전극은 복수의 이격된 세그먼트들을 포함하고 각각의 세그먼트는 그 세그먼트들이 상기 섬유의 길이를 따라 적어도 부분적으로 연장하는 최대 길이(Lmax)보다 길지않고 최소 길이(Lmin)보다 짧지않은 길이를 가지고 상기 텍스타일 또는 직물은 추가로 상기 복수의 전자 광 섬유들 또는 필라멘트들과 섞어 짜여지는 복수의 전도성 섬유들을 포함한다.
상기 복수의 전도성 섬유들이 상기 복수의 전자 광 섬유들 또는 필라멘트들과 섞어 짜여지기 때문에, 상기 전도성 섬유들의 각각은 상기 복수의 전자 광 섬유들 중 적어도 하나의 개별적 세그먼트와 접촉할 것이다.
따라서, 그 세그먼트와 접촉하는 전도성 섬유와 전자 광 섬유의 제 1 전극 사이의 전압차를 생성함으로써 전자 광 섬유들 또는 필라멘트들 중 하나의 개별적 세그먼트 형성 부분을 국소적으로 취급하는 것이 가능하다.
세그먼트에 의해 둘러싸이는 전자 광학적 활성 재료의 광 상태는 전도성 섬유와 전자 광 섬유 사이에 인가되는 전압차에 응답하여 변경될 수 있다. 전자 광 섬유의 이러한 부분에서 전자 광학적 활성 재료의 광 상태에 따른 변화는 전자 광학적 활성 재료가 광을 방출하는 것과 같을 수 있다. 광을 방출하는 섬유의 영역은 세그먼트의 치수들에 따라 결정될 것이다.
세그먼트들은 서로서로 물리적 및 전기적으로 격리되는 것이 바람직하다.
복수의 세그먼트들은 각각 서로 실질적으로 동일한 길이(L)를 가질 수 있거나, 그 세그먼트들 중 하나 또는 그 이상은 다른 세그먼트들 중 하나 또는 그 이상의 세그먼트들과 다른 길이를 가질 수 있다.
세그먼트들은 거리(d)만큼 서로 이격되는 것이 바람직하다.
전도성 섬유들은 복수의 전자 광 섬유들 또는 필라멘트들을 형성하는 세그먼트들의 길이(L)보다 작은 거리(I)만큼 서로 이격되는 것이 바람직하다.
세그먼트들의 길이가 변할 때, 전도성 섬유들은 세그먼트들의 최소 길이(Lmin)보다 작은 거리(I)만큼 이격되는 것이 바람직하다.
전도성 섬유들 사이의 거리(I)는 텍스타일 직물 내에서 실질적으로 일정할 것이다. 대안적으로, 인접한 전도성 섬유들 사이의 거리는 최대 거리(Imax) 및 최소 거리(Imin) 사이에서 변경될 수 있다.
그러한 일 실시예에 있어서, 인접한 전도성 섬유들 사이의 최대 거리(Imax)는 복수의 전자 광 섬유들 또는 필라멘트들의 제 2 전극들을 형성하는 세그먼트들의 최소 길이(Lmin)보다 더 작은 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 텍스타일 또는 직물은 복수의 제 1 전극들과 복수의 전도성 섬유들을 접촉하도록 구성되는 커넥터 소자를 추가로 포함하는 것이 유리하다.
상기 텍스타일 또는 직물은 세그먼트의 길이(L)보다 더 큰 거리(λ)만큼 서로 이격되는 복수의 커넥터 소자들을 포함한다.
세그먼트들의 길이(L)가 변하는 본 발명의 일 실시예에서, 접촉 커넥터들은 세그먼트들의 최대 길이(Lmax)보다 더 큰 거리(λ)만큼 이격된다.
본 발명에 따른 전자 광 섬유 또는 필라멘트는 실질적으로 원통형일 수 있거나, 실질적으로 평탄하거나 "리본" 모양일 수 있다.
전자 광 섬유 또는 필라멘트가 실질적으로 원통형일 때, 제 1 전극은 내부 전극을 포함하는 것이 바람직하고, 제 2 전극은 외부 전극을 포함하는 것이 바람직하다.
전자 광 섬유 또는 필라멘트가 실질적으로 평탄할 때, 제 1 전극은 내부 전극을 포함하는 것이 바람직하고, 제 2 전극은 제 1 외부 전극 및 제 2 외부 전극을 포함하는 것이 바람직하다. 전자 광학적 활성 재료는 제 1 전극과 제 1 외부 전극 사이에 위치되는 제 1 층과, 제 1 전극과 제 2 외부 전극 사이에 위치되는 제 2 층을 추가로 포함한다.
제 2 전극은 투명하거나 반투명한 것이 편리하다.
전자 광학적 활성 재료는 어떠한 편리한 물질일 수도 있고, 그의 광학 성질들은 전기적 자극에 의해 변경될 수 있다.
전자 광학적 활성 재료는 전자 발광 재료를 포함하는 것이 바람직하다. (예를 들어, Mn, Cu, Eu, 또는 Ce가 도핑된 ZnS 및 SrS와 같은) II-VI 화합물들과, 희귀한 지구상의 산화물들 및 산황화물과, 절연체들과 같은 큰 밴드 갭의 반도체들(large band gap semiconductors)이 채용되는 것이 바람직하다.
제 2 전극은 중합체 재료(polymeric material)를 포함하는 것이 유리하다. 유기적 전극 재료들의 제한적이지 않은 예들은 폴리아닐린 유도체들, 폴리피롤 유도체들, poly(3, 4-ethylenedioxythiophene): PEDT 또는 PEDOT와 같은 티오펜 유도체들과 같은 전도성 또는 반전도성 올리고머들 또는 폴리머들이다.
대안적으로, 제 2 전극은 ITO(indium tin oxide), 인듐 아연 산화물 또는 금의 얇은 층들, 구리, 은, 백금, 및 그것들의 유도체들과 같은 무기 재료들을 포함한다.
섬유 또는 필라멘트는 유전층이나, 스페이서 층이나, 보호 또는 배리어 층(barrier layer)이나, 외부 착색된 층이나, 액정들에 대한 배향층들(alignment layers)과 같은 하나 또는 그 이상의 추가적인 층들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 유전층들은 전자 광 재료가 전자 발광 층을 포함할 때 적용되는 것이 바람직할 수 있다. 높은 필드 세기들 때문에, 섬유 또는 필라멘트에서 어떠한 결함도 전자 발광 층상에 부정적인 효과를 가져올 것이다. 그러므로, 전류 제한 층들, 즉 절연체들 또는 유전체들은 신뢰성 있는 디바이스 구조를 생성하도록 전자 발광 층의 한 측상에 요구된다. 절연체들은 전자 발광 층으로의 최대의 효과적인 전류를 제한한다.
선택적인 부분적 또는 패턴화된 스페이서 층들은 전자 광 재료에 대한 양호하게 규정된 층 두께를 확립하도록 채용될 수 있다.
착색된 코팅들은 미적 효과를 제공할 수 있는 반면에, 보호층들은 예를 들어 (예로써, 처리를 향상시키기 위해) 섬유의 기계적 강도를 증가시키거나, 나쁜(harsh) 화학적 또는 물리적 환경들(예로써, 세척 조건들)에 대해 보호할 수 있다.
러빙된 폴리이미드 층들(rubbed polymide layers) 또는 광 배향층들과 같은 배향층들은 액정 기반 재료들과 같은 이방성 전자 광 재료들의 희망되는 방향을 유도하기 위해 선택적으로 활용될 수 있다.
본 발명의 제 3 측면에 따라, 전자 광 섬유 또는 필라멘트를 제조하는 방법으로서, 상기 전자 광 섬유 또는 필라멘트는 제 1 전극과,
제 2 전극과, 상기 제 1 및 제 2 전극들 사이에 적어도 부분적으로 위치되는 전자 광학적 활성 재료를 포함하며, 상기 제 2 전극은 상기 섬유 또는 필라멘트의 길이를 따라 적어도 부분적으로 연장하는 복수의 이격된 세그먼트들을 포함하는, 상기 전자 광 섬유 또는 필라멘트 제조 방법에 있어서,
a) 상기 제 1 전극을 상기 전자 광학적 활성 재료로 둘러싸는 단계와,
b) 상기 전자 광학적 활성 재료에 제 2 전극 재료를 적용하는 단계와,
c) 상기 제 2 전극을 상기 복수의 이격된 세그먼트들로 형성하는 단계를 포함하는, 상기 전자 광 섬유 또는 필라멘트 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 3 측면에 따른 바람직하고 유리한 특징들은 청구항 20 내지 26에 설명되어 있다.
본 발명의 제 4 측면에 따라, 복수의 전자 광 섬유들과 함께 복수의 전도성 섬유들을 섞어 짜는 단계들을 포함하는 텍스타일 또는 직물을 제조하는 방법으로서, 상기 전자 광 섬유들의 각각은,
제 1 전극과,
제 2 전극과,
상기 제 1 및 제 2 전극들 사이에 적어도 부분적으로 위치되는 전자 광학적 활성 재료를 포함하며, 상기 제 2 전극은 복수의 이격된 세그먼트들을 포함하고 각각의 세그먼트는 상기 섬유 또는 필라멘트의 길이를 따라 적어도 부분적으로 연장하는 최대 길이(Lmax)보다 길지않고 최소 길이(Lmin)보다 짧지않은 길이를 갖는, 상기 텍스타일 또는 직물 제조 방법이 제공된다.
본 발명은 이제부터 첨부된 도면들을 참조로 하여 단지 예로써 기술될 것이다.
도 1은 본 발명의 제 2 측면에 따른 직물의 개략적인 표현을 도시한 도면.
도 2는 도 1의 직물의 일부를 형성하고 전도성 섬유들의 위치를 나타내는 본 발명의 제1 측면에 따른 섬유 또는 필라멘트의 개략적인 표현을 도시한 도면.
도 3은 직물이 접촉 커넥터들을 추가로 포함하는 본 발명의 제 2 측면에 따 른 직물의 제 2 실시예의 개략적인 표현을 도시한 도면.
도 4는 전도성 섬유들 사이의 거리가 직물을 형성하는 본 발명의 제 1 측면에 따른 섬유들 또는 필라멘트들의 제 2 전극을 형성하는 세그먼트들의 길이보다 더 짧은 본 발명의 제 2 측면에 따른 직물의 제 3 실시예의 개략적인 표현을 도시한 도면.
도 5는 도 4의 텍스타일의 일부를 형성하고 전도성 섬유들의 위치를 나타내는 본 발명의 제 1 측면에 따른 섬유 또는 필라멘트를 나타내는 개략적인 표현을 도시한 도면.
도 6은 인접한 전도성 섬유들 사이의 공간이 직물에 걸쳐 변하는, 본 발명의 제 2 측면에 따른 직물의 제 4 실시예의 개략적인 표현을 도시한 도면.
도 7은 도 6의 텍스타일을 형성하고 전도성 섬유들의 위치를 나타내는 본 발명의 제 1 측면에 따른 섬유 또는 필라멘트를 나타내는 개략적인 표현을 도시한 도면.
도 8은 전자 광 섬유들 또는 필라멘트들의 제 2 전극들을 형성하는 세그먼트들의 길이가 직물 내에서 변하는, 도 4에 도시된 직물을 형성하도록 사용되는 본 발명의 제 1 측면에 따른 섬유 또는 필라멘트의 개략적인 표현을 도시한 도면.
도 9는 인접한 전도성 섬유들의 거리가 직물에 걸쳐 변하고, 전자 광 섬유들 또는 필라멘트들의 제 2 전극들을 형성하는 세그먼트들의 길이가 직물 내에서 변하는, 도 6에 도시된 직물을 형성하도록 사용되는 섬유 또는 필라멘트의 개략적인 표현을 도시한 도면.
도 1 및 도 2를 참조로 하면, 본 발명의 제 2 측면에 따른 텍스타일 또는 직물은 일반적으로 참조 번호(2)로 지정된다. 직물(2)은 참조 번호(4)로 일반적으로 지정되는 본 발명의 제 1 측면에 따른 전자 광 섬유로부터 형성된다. 섬유(4)는 전도성 코어의 형태의 제 1 전극(6) 및 제 2 전극(8)을 포함한다. 섬유(4)는 추가로 제 1 전극(6)과 제 2 전극(8) 사이에 적어도 부분적으로 위치되는 전자 광학적 활성 재료를 포함한다. 전자 광학적 활성 재료는 어떠한 물질일 수도 있고, 그것의 광학 성질들은 전기적 자극에 따라 변경될 수 있다.
제 2 전극(8)은 섬유(4)의 길이를 따라연장하는 복수의 세그먼트들(12)을 포함한다. 세그먼트들(12)의 각각은 서로 다른 세그먼트(12)로부터 물리적 및 전기적으로 분리된다.
세그먼트들(12)은 투명한 코팅을 각각 포함한다. 그 세그먼트들은 또한 반투명 코팅들 또는 섬유 내부로 방출되는 광이 섬유(4) 외부로 전달되도록 허용하는 코팅들의 다른 형태들을 포함할 수 있다.
인접한 세그먼트들(12)은 거리(d)만큼 서로 분리된다.
직물(2)은 복수의 전자 광 섬유들(4)과 함께 복수의 전도성 섬유들(14)을 섞어 짬(interweaving)으로써 형성된다. 전도성 섬유들 각각은 직경(Dcon)을 갖는다. 전압이 하나의 전도성 섬유(14) 및 제 1 전극(6) 사이에 인가될 때, 전도성 섬유(14)에 의해 접촉되는 세그먼트(12)로 둘러싸이는 섬유(4)의 섹션이 광학적 성질 들의 변화를 경험할 것이다. 다시 말해서, 세그먼트(12)로 둘러싸이는 섬유(4)의 일부는 광 상태의 변화를 갖는다. 이러한 부분은 "픽셀"(16)을 형성할 것이다.
그러므로, 본 발명에 의해 국소적으로 취급 가능한 직물이 획득되고, 그것의 "픽셀 사이즈"는 전자 광 섬유들(4)을 형성하는 세그먼트(12)의 사이즈에 따라 결정된다. 이것은 전도성 섬유(14) 및 전자 광 섬유(4) 사이의 접촉의 영역보다 현저하게 더 큰 영역이다.
전자 광 섬유들 및 전도성 섬유들을 포함하는 공지된 직물들에 있어서, 색상을 변화시키는 효과 또는 광을 방출하는 효과일 수 있는 광학적 효과는 전자 광 섬유들 및 전도성 섬유들의 접합들에서만 발생한다. 이러한 영역(A)은 상대적으로 좁을 수 있으며 다음에 따라 결정되고,
A = Dcon ·Deo
여기서 A는 광학적 효과를 포함하는 영역이고, Dcon 및 Deo는 각각 전도성 및 전자 광 섬유들의 직경이다.
그러나, 본 발명에 있어서 광 상태의 변화가 발생하는 영역(A)은,
Lmin < Li < Lmax 인 A = Dcon ·Li
에 따라 결정되며,
여기서 A는 광학적 효과의 변화가 발생하는 영역이고, Deo는 전자 광 섬유의 직경이고, Li는 이하 본 명세서에 보다 자세히 설명되는 바와 같이 Lmin와 Lmax 의 한 도내에서 변경될 수 있는 개별적 세그먼트(12)의 길이이다.
Li > Dcon인 것이 바람직하기 때문에, 영역(A)은 종래의 기술과 비교하여 현저히 증가될 것이고, 그것의 정확한 치수들은 주로 Li에 의해 결정된다. 더욱이, 전도성 섬유(14)의 직경은 전도성 섬유(14)와 세그먼트(12) 사이의 물리적 및 전기적 접촉이 확립되는 것으로 제공되는 영역(A)의 치수들과 관련되지 않는다.
이제 도 3으로 가서, 본 발명의 제 2 측면에 따른 직물의 제 2 실시예는 일반적으로 참조 번호(18)로 지정된다. 직물(2)의 일부들에 대응하는 직물(18)의 일부들에 참조하기 쉽도록 대응하는 참조 번호들이 주어진다. 직물(18)을 형성하도록 사용되는 전자 광 섬유들(4)은 도 1에 도시된 것들과 동일하다.
직물(18)은 접촉 커넥터들(20)을 추가로 포함한다. 각각의 커넥터 소자는 하나 이상의 전도성 섬유(14) 및 하나 이상의 제 1 전극(6)에 접촉한다. 커넥터 소자들은 거리(λ)만큼 서로 이격된다. 직물(18)의 "픽셀 사이즈"는 이제부터 각각의 커넥팅 소자(20)에 의해 접촉되는 제 1 전극들(6) 및 전도성 섬유들(14)의 수에 따라 결정되는 반면에, "픽셀"(16)의 강도는 픽셀(22) 내 세그먼트들(12)의 전체 영역에 따라 결정된다.
직물(18)은 예를 들어 고해상도들이 요구되는 디스플레이 애플리케이션들과는 반대로, 열등한 해상도들로 충분한 표시자 형태 애플리케이션들(indicator type applications)에 대해 적절할 것이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 실시예들 각각에 있어서, 전도성 섬유들(14)은 세 그먼트들(12)과 양호하게 정렬되야 한다. 이것은 인접한 전도성 섬유들(14) 사이의 공간이 실질적으로 각각의 세그먼트(12)를 분리하는 거리(d)와 각각의 세그먼트(12)의 길이를 더한 것과 같기 때문이다.
이제 도 4 및 도 5로 가서, 본 발명에 따른 직물의 추가적인 실시예는 참조 번호(24)로 지정된다. 직물(2)의 일부들에 대응하는 직물(24)의 일부들에 참조하기 쉽도록 대응하는 참조 번호들이 주어진다.
직물(24)을 형성하는 개별적 전도 섬유들(14) 사이의 거리는 각각의 세그먼트(12)의 길이보다 더 작도록 조정된다. 이것은 전자 광 섬유들(4)과 전도성 섬유들(14)을 정렬할 필요가 없다는 것을 의미한다.
이것은 직물(24)을 제조하는데 허용한계들을 차례대로 완화시킨다. 그러한 일 실시예에서, 커넥팅 소자들(20)은 라인 결점들을 초래하는 단락(short)들을 피하기 위해 서로 충분히 멀리 이격되는 것이 바람직하다. 다시 말해서, λ는 L보다 더 크도록 조정된다.
이제 도 6 및 도 7로 가서, 본 발명의 제 2 측면에 따른 직물의 추가적인 실시예는 일반적으로 참조 번호(26)로 지정된다. 직물(2)의 일부들에 대응하는 직물(26)의 일부들에 참조하기 쉽도록 대응하는 참조 번호들이 주어진다.
직물(26)을 형성하는 전도성 섬유들(14)은 일정하게 이격될 필요가 없다. 인접한 전도성 섬유들 사이에 제시된 스페이스(Ii)가 Imin보다 크고 Imax보다 작도록 인접한 전도성 섬유들(18) 사이의 거리에 따른 폭이 존재할 수 있으며, 그 경우에 Imax는 모든 기존 세그먼트들(12)로의 적절한 접속이 발생한다는 것을 보장하도록 L보다 작다.
접촉 커넥터들이 라인 결점들을 초래하는 단락들을 피하기 위해 서로 충분히 멀리 이격된다는 것을 보장하기 위해, 인접한 커넥팅 소자들(20) 사이의 공간은 세그먼트들(12)의 길이보다 더 커야한다.
이제 도 8 및 도 9로 가서, 본 발명에 따른 직물 또는 섬유의 추가적일 실시예가 제시된다. 직물은 참조 번호(28)로 지정되고, 도 1 및 도 2에 도시된 직물 및 섬유의 일부들에 대응하는 직물 및 섬유의 일부들에 참조하기 쉽도록 대응하는 참조 번호들이 주어진다. 전도성 섬유들(14)은 전자 광 섬유들 또는 필라멘트들(4)과 관련하여 정렬될 필요가 없다. 전자 광 섬유들(4)의 세그먼트들(12)은 동일한 사이즈일 필요가 없다. 세그먼트들(12)의 길이는 Lmin < Li < Lmax 의 한도내에서 변경될 수 있고, 여기서 Li는 개별 세그먼트(12)의 길이이다.
전도성 섬유들(14)은 서로와 관련하여 정렬될 필요가 없다. 이러한 환경들 하에서, 다음의 조건들을 적용한다.
1. 전도성 섬유들(14) 사이의 최대 거리(Imax)는 섬유들(4)의 세그먼트들(12)의 최소 길이(Lmin)보다 작아야하고, 즉 Imax는 Lmin보다 작다.
2. "픽셀"(16)은 제 1 전극들(6)의 수에 따라 결정되는 바와 같이, 전자 광 섬유들(4) 및 전도성 섬유들(14) 사이의 몇 개의 접합들에 의해 형성되며, 전도 성 섬유들(14)은 커넥팅 소자들(20)에 의해 접촉된다. 그렇게 형성된 "픽셀"(16)은 전도성 섬유들(14) 및 전자 광 섬유들(4) 사이 각각의 평균 거리보다 현저하게 더 크다. 추가로, 커넥팅 소자들(20)은 라인 결점들을 초래하는 단락들을 피하기 위해 서로 충분히 멀리 이격되는 것이 바람직하다. 다시 말해서, 접촉 커넥터들 사이의 공간(λ)은 Lmax보다 더 크다.
추가로, 전자 광 섬유들(4)은 등거리에 있을 필요가 없다.
결과적인 직물은 상대적으로 높은 제조 허용한계들을 갖는 것이고, 그 이유는 전도 섬유들(14), 전자 광 섬유들(4)을 정확하게 위치시키거나, 세그먼트들(12)을 정확한 크기로 만들 필요가 더 이상 없기 때문이다.
추가로, 결과적인 직물은 불연속의 세그먼트들(12)로 인해 보다 견고하고 유동적일 것이다.
상기 기술된 실시예들 중 어느 것에 따른 세그먼트들(12)을 형성하는 재료는 유기물이거나 무기물일 수 있다. 무기물의 투명한 전도 재료의 예는 ITO(indium tin oxide)와, 인듐 아연 산화물 또는 금의 얇은 반투명 층들, 구리와, 그것들의 유도체들이다. 전도성 유기 재료들의 예들은 poly(3, 4-ethylenedioxythiophene):PEDT 또는 PEDOT와 같은 티오펜 유도체들, 폴리피롤 유도체들, 및 폴리아닐린 유도체들과 같은 전도성 또는 반전도성 올리고머들이나 폴리머들이다.
세그먼트들(12)이 유기 재료로부터 형성되는 경우, 그 세그먼트들은 전자 광 학적 활성 재료 위에 연속적인 층으로 중합 재료의 막을 초기에 적용함으로써 형성된다. 상기 막은 스퍼터링(sputtering), 증착(evaporation), 딥 코팅(dip coating), 섬유 코팅 등등과 같은 공지된 테크닉들을 사용하여 침착될 수 있다.(deposited)
추가로, 중합 재료의 막은 미리 결정된 간격들에서 불연속으로 적용될 수 있으므로, 결과적인 막에 물리적 및 전기적 단절들을 일으킨다.
상기 재료는 리소그래피 테크닉들을 사용하여 세그먼트들(12)로 패턴화될 수 있다. 리소그래피는 기판상에 미리 결정된 마스터 패턴을 복제(예로써, 마스크를 사용하여)하기 위한 다수의 방법을 갖는 것을 특징으로 한다. 패턴의 복제는 일반적으로 방열에 민감한 폴리머 막(radiation-sensitive polymer film)(레지스트)을 갖는 기판을 우선적으로 코팅함으로써 이루어지고, 그에 따라 패턴 유사 방식(pattern wise manner)의 방열로 그 막을 노출시킨다. 결과로 나타나는 방열 화학 작용은 막의 노출된 영역들의 물리적 또는 화학적 성질들을 변경하고, 그것들이 차후의 이미지 개발 단계에서 차별화될 수 있는 것과 같다. 가장 공통적으로, 막의 용해도는 (전개 후에 마스크의 양의 이미지를 나타내는) 노출된 영역들의 용해도를 증가시키거나 마스크의 음의 톤을 나타내도록 용해도를 감소시키는 방열 화학 작용을 통해 수정된다. 이것은 세그먼트들(12)로 형성되는 정리된 제 2 전극(a patterned out second electrode)을 나타낸다.
세그먼트들(12)이 ITO와 같은 과민한(brittle) 전도성 재료로부터 형성되는 경우, 용도는 세그먼트들(12)을 규정하는 양호하게 규정된 크랙 패턴(crack pattern)을 만들기 위해 그 재료의 과민한 성질들로 구성될 수 있다. 양호하게 규정된 크랙 패턴을 만들기 위해, 과민한 재료는 보다 순응적인 기판에 적용되고, 그 기판 및 막 시스템은 평면 정렬 방향(in-plane direction)으로 균일한 단축 장력으로 로딩된다. 이것은 크랙들이 장력의 방향에 수직인 방향으로 과민한 막에서 나타나도록 할 것이다. 크랙들 사이의 거리는 상당히 일정하고, 막의 파손 성질들, 막의 두께, 막과 기판 사이의 점착성, 막의 탄성/플라스틱 성질들, 및 특히 인가된 응력/압력에 의해 결정된다.
이것은 섬유들(4)의 전자 광 재료(10) 및 제 1 전극(4)이 ITO보다 더욱 순응적일 때, 섬유 방향(4)에 수직인 크랙들의 일정한 패턴이 장력에 따라 섬유를 로딩함으로써 획득될 수 있고, 세로의 세그먼트들이 형성된다. 크랙들 사이의 거리는 세그먼트들(12)의 길이를 결정하며, 재료들 및 구조를 적절히 선택하고 인가된 장력을 제어함으로써 튜닝될 수 있다. 장력의 제거 후에 크랙들의 폐쇄를 방지하기 위해, 전극(6)에 대해 로딩 동안 성형적으로 변형할 필요가 있고, 그것은 적절한 재료 선택 및 전극(6)의 두께/직경의 적절한 선택에 의해 제어될 수 있다.
제 2 전극이 유체 코팅으로 적용되는 경우, 용도는 유체 불안정성으로 구성될 수 있다. 원통형 표면을 덮는 유체 막이 불안정하고, 그러한 유체 막이 어떠한 시간 후에 세로로 드롭들(drops)로 사라질 것이다. 이러한 불안정성은 액체 표면 장력에 의해 다뤄진다. 섬유의 길이에 걸쳐 어떠한 주기성을 갖는 드롭들이 형성되고, 드롭들이 형성할 타임스케일 뿐만 아니라 주기성도 유체 성질들(표면 장력, 점성도)를 튜닝하는 것 뿐만 아니라 프로세스 상태들(코팅 속도, 온도)을 튜닝함으로 써 제어될 수 있다. 드롭들의 형성 후에 유체의 경화는 세그먼트화된 전도성 코팅을 초래할 것이다.
사용될 수 있는 다른 테크닉들로는 마이크로콘택트 프린팅 또는 다른 소프트 리소그래피 접근방식들이 있다. 패턴은 차후의 현상 단계 및 더 많은 적절한 "잉크들" 중 하나를 사용하여 패턴화된 스탬프를 갖는 마이크로콘텐트 프린팅에 의해 기판으로 전달될 수 있고, 따라서 에칭 프로세스들을 통해 기판 재료로 프린팅된 패턴을 전달한다. 현상 프로세스의 결과는 사용된 잉크들의 유형에 의존하는 스탬프의 양 또는 음의 이미지일 수 있다.
섬유들(14) 사이의 평균 거리가 세그먼트(12)의 길이와 같거나 그보다 더 작은 한, 전도성 섬유들(14) 사이의 거리가 일정할 필요는 없다.
Claims (29)
- 전자 광 섬유(electro-optical fibre; 4) 또는 필라멘트로서,제 1 전극(6)과,제 2 전극(8)과,상기 제 1 및 제 2 전극들 사이에 적어도 부분적으로 위치되는 전자 광학적 활성 재료(10)를 포함하며,상기 제 2 전극은 복수의 이격된 세그먼트들(12)을 포함하고 각각의 세그먼트는 상기 섬유 또는 필라멘트의 길이를 따라 적어도 부분적으로 연장하는, 최대 길이(Lmax)보다 길지않고 최소 길이(Lmin)보다 짧지않은 길이를 갖는, 전자 광 섬유(4) 또는 필라멘트.
- 제 1 항에 있어서,상기 세그먼트들(12)은 서로 전기적 및 물리적으로 격리되는, 전자 광 섬유(4) 또는 필라멘트.
- 제 1 항에 있어서,상기 세그먼트들(12)은 거리(d)만큼 서로 이격되는, 전자 광 섬유(4) 또는 필라멘트.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 2 전극(8)은 투명한, 전자 광 섬유(4) 또는 필라멘트.
- 제1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 전극(6)은 내부 전극을 포함하고, 상기 제 2 전극(8)은 외부 전극을 포함하는, 전자 광 섬유(4) 또는 필라멘트.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,실질적으로 원통형인, 전자 광 섬유(4) 또는 필라멘트.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,실질적으로 평탄한, 전자 광 섬유(4) 또는 필라멘트.
- 제 7 항에 있어서,상기 제 1 전극(6)은 내부 전극을 포함하고, 상기 제 2 전극(8)은 제 1 외부 전극 및 제 2 외부 전극을 포함하고, 상기 전자 광학적 활성 재료(10)는 상기 제 1 전극과 상기 제 1 외부 전극 사이에 위치되는 제 1 층과 상기 제 1 전극과 상기 제 2 외부 전극 사이에 위치되는 제 2 층을 포함하는, 전자 광 섬유(4) 또는 필라멘트.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전자 광학적 활성 재료(10)는 전자 발광 재료를 포함하는, 전자 광 섬유(4) 또는 필라멘트.
- 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 전자 광학적 활성 재료(10)는 큰 밴드 갭 반도체들을 포함하는, 전자 광 섬유(4) 또는 필라멘트.
- 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 2 전극(8)은 중합체 재료(polymeric material)를 포함하는, 전자 광 섬유(4) 또는 필라멘트.
- 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 2 전극(8)은 전도성 또는 반전도성 올리고머들(oligomers) 또는 폴리머들을 포함하는, 전자 광 섬유(4) 또는 필라멘트.
- 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 2 전극(8)은 인듐 주석 산화물을 포함하는, 전자 광 섬유(4) 또는 필라멘트.
- 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 전자 광 섬유 또는 필라멘트를 포함하고, 상기 복수의 전자 광 섬유들 또는 필라멘트들과 섞여 짜여진(interweaving) 복수의 전도성 섬유들(14)을 더 포함하는, 텍스타일(textile) 또는 직물(2).
- 제 14 항에 있어서,상기 복수의 전도성 섬유들(14)은 상기 세그먼트들의 최소 길이(Lmin)보다 더 작은 거리(I)만큼 서로 이격되는, 텍스타일 또는 직물(2).
- 제 12 항 또는 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,복수의 제 1 전극들(6)과, 복수의 전도성 섬유들(14)을 접촉하는 커넥터 소자(20)를 더 포함하는, 텍스타일 또는 직물(2).
- 제 16 항에 있어서,복수의 제 1 전극들(6)과 거리(λ)만큼 서로 이격되는 복수의 커넥터 소자들(20)을 포함하며,상기 커넥터 소자들의 각각은 복수의 전도성 섬유들(14)과 접촉하는, 텍스타일 또는 직물(2).
- 제 17 항에 있어서,상기 복수의 커넥터 소자들(20)은 상기 세그먼트들의 최대 길이(Lmax)보다 더 큰 거리(λ)만큼 서로 이격되는, 텍스타일 또는 직물(2).
- 전자 광 섬유(4) 또는 필라멘트를 제조하는 방법으로서, 상기 전자 광 섬유 또는 필라멘트는,제 1 전극(6)과,제 2 전극(8)과,상기 제 1 및 제 2 전극들 사이에 적어도 부분적으로 위치되는 전자 광학적 활성 재료(10)를 포함하며,상기 제 2 전극은 상기 섬유 또는 필라멘트의 길이를 따라 적어도 부분적으로 연장하는 복수의 이격된 세그먼트들(12)을 포함하는, 상기 전자 광 섬유(4) 또는 필라멘트 제조 방법에 있어서,a) 상기 제 1 전극을 상기 전자 광학적 활성 재료로 둘러싸는 단계와,b) 상기 전자 광학적 활성 재료에 제 2 전극 재료를 적용하는 단계와,c) 상기 제 2 전극을 상기 복수의 이격된 세그먼트들로 형성하는 단계를 포함하는, 전자 광 섬유 또는 필라멘트 제조 방법.
- 제 19 항에 있어서,상기 제 2 전극 재료는 유기체이고, 단계 b)는 스퍼터링(sputtering), 증착, 딥 코팅(dip coating), 또는 유체 코팅 중 하나를 포함하는, 전자 광 섬유 또는 필라멘트 제조 방법.
- 제 20 항에 있어서,상기 제 2 전극 재료는 불연속적으로 적용되는, 전자 광 섬유 또는 필라멘트 제조 방법.
- 제 20 항 또는 제 21 항에 있어서,단계 c)는,d) 실질적으로 연속적인 막의 형태로 상기 제 2 전극(8)에 레지스트(resist)를 적용하는 단계와,e) 상기 전극의 커버되지 않는 영역들을 남기기 위해 상기 막의 노출된 영역들의 물리적 또는 화학적 성질들을 국소적으로 변경하도록 마스크를 통해 상기 레지스트에 조명(illuminating)하는 단계와,f) 상기 전극 재료를 에칭하는 단계와,g) 상기 레지스트를 제거하는 하위 단계를 포함하는, 전자 광 섬유 또는 필라멘트 제조 방법.
- 제 19 항에 있어서,상기 제 2 전극 재료는 ITO(indium tin oxide)를 포함하는, 전자 광 섬유 또는 필라멘트 제조 방법.
- 제 19 항에 있어서,성형적으로 변형가능한 재료로부터 상기 제 1 전극(6)을 형성하는 초기 단계를 포함하고,단계 c)는,h) 상기 복수의 세그먼트들(12)을 형성하도록 상기 전자 광 섬유(4) 또는 필라멘트를 장력으로(in tension) 로딩하는 하위 단계를 포함하는, 전자 광 섬유 또는 필라멘트 제조 방법.
- 제 19 항에 있어서,상기 제 2 전극 재료는 유체를 포함하는, 전자 광 섬유 또는 필라멘트 제조 방법.
- 복수의 전자 광 섬유들(4)과 복수의 전도성 섬유들(14)을 섞어 짜는 단계들을 포함하는 직물 또는 텍스타일 또는 직물(2)을 제조하는 방법에 있어서,상기 전자 광 섬유들의 각각은,제 1 전극(6)과,제 2 전극(8)과,상기 제 1 및 제 2 전극들 사이에 적어도 부분적으로 위치되는 전자 광학적 활성 재료(10)를 포함하며, 상기 제 2 전극은 복수의 이격된 세그먼트들(12)을 포함하고 각각의 세그먼트는 상기 섬유 또는 필라멘트의 길이를 따라 적어도 부분적으로 연장하는, 최대 길이(Lmax)보다 길지않고 최소 길이(Lmin)보다 짧지않은 길이를 갖는, 텍스타일 또는 직물(2) 제조 방법.
- 상기 첨부된 도면들을 참조로 하여 이전에 기술된 바와 실질적으로 같은, 섬유(4) 또는 필라멘트.
- 상기 첨부된 도면들을 참조로 하여 이전에 기술된 바와 실질적으로 같은, 방법.
- 상기 첨부된 도면들을 참조로 하여 이전에 기술된 바와 실질적으로 같은, 직물(2) 또는 텍스타일.
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