WO2004100111A2 - Afficheur textile - Google Patents

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WO2004100111A2
WO2004100111A2 PCT/FR2004/000937 FR2004000937W WO2004100111A2 WO 2004100111 A2 WO2004100111 A2 WO 2004100111A2 FR 2004000937 W FR2004000937 W FR 2004000937W WO 2004100111 A2 WO2004100111 A2 WO 2004100111A2
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WO
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display
sources
control
light
track
Prior art date
Application number
PCT/FR2004/000937
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English (en)
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WO2004100111A3 (fr
Inventor
Emmanuel Deflin
Emeric Mourot
Michel Remy
Original Assignee
France Telecom
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Filing date
Publication date
Application filed by France Telecom filed Critical France Telecom
Publication of WO2004100111A2 publication Critical patent/WO2004100111A2/fr
Publication of WO2004100111A3 publication Critical patent/WO2004100111A3/fr

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    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F21/00—Mobile visual advertising
    • G09F21/02—Mobile visual advertising by a carrier person or animal
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F13/00—Illuminated signs; Luminous advertising
    • G09F13/20—Illuminated signs; Luminous advertising with luminescent surfaces or parts
    • G09F13/22—Illuminated signs; Luminous advertising with luminescent surfaces or parts electroluminescent
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/038—Textiles
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007—Types of components
    • H05K2201/10106—Light emitting diode [LED]

Definitions

  • the present invention relates to the field of flexible displays and more particularly flexible displays that can be integrated into textile supports, for example clothing. This is called “foldable" displays.
  • the applications relate, among other things, to the advertising, security, leisure and even events of an event nature. They relate in particular to the dissemination of visual information on a person's clothing, and allow this information to be perceived by people located in the immediate vicinity of the display.
  • An object of the present invention is to provide a flexible display which is less affected by the above limitations.
  • the invention proposes a flexible display comprising:
  • a display according to the invention has high flexibility or wrinkle characteristics, since it is designed from a fabric support.
  • the fabric support can be woven according to a conventional textile weaving, from textile threads and conductive threads which are used to route the supply and control signals towards the light sources. The weaving is done using conventional looms and according to a precise weaving weave to allow the feeding and the control of the light sources.
  • a display according to the invention can therefore be produced using tools known in the textile field.
  • the light-emitting sources are welded to the conductor wires in a matrix arrangement.
  • the support comprises at least a first conductive track extending in a weft direction.
  • Each first track includes a plurality of substantially parallel conducting wires.
  • the discrete electroluminescent sources comprise at least one control and supply electrode welded to the conductive wires of a first track.
  • an electroluminescent source may have a single or all of its electrodes welded on respective first tracks.
  • Each track makes it possible to route a control or supply signal from the control means to the electroluminescent sources.
  • each track is made up of several conductive wires makes it possible to distribute the energy between the different wires and to avoid thermal problems. It will be noted that each track could also consist of a single wire having characteristics capable of supporting the transport of the signal without inconvenience.
  • the support may further comprise at least a second conductive track extending in a chain direction, each second track including a plurality of substantially parallel conductive wires.
  • the discrete electroluminescent sources comprise at least one control and supply electrode welded to the conducting wires of a second track.
  • the conducting wires are woven in the warp and weft directions and form a mesh armor for supplying and controlling the electroluminescent sources. It is understood that the terms weft and warp, relating to weaving looms, can replace one another in this document.
  • each light-emitting source can thus be placed at the intersection of one of the first tracks and one of the second tracks. It comprises at least a first control electrode welded to a conductive wire of said first track and a second control electrode welded to a conductive wire of said second track.
  • control and supply means comprise first control and supply means arranged along an edge of the display parallel to the chain direction and connected to each first track. They also comprise second control and supply means disposed along an edge of the display parallel to the frame direction and connected to each second track. Each of the control means supplies the signals to control the sources located on the tracks in the warp direction, respectively frame.
  • each first track is connected to the control and supply means arranged along an edge of the display parallel to the weft direction via a respective supply line including several conductive wires and s 'extending in a chain direction.
  • These supply lines have the function of routing the control and supply signals to the first tracks (similarly, this could be done to the second tracks: it is recalled that the terms warp and weft can be reversed).
  • each second track is connected to the control and supply means arranged along said edge and parallel to the weft direction.
  • control and electrical supply means comprise means for addressing the sources by multiplexing electrical signals to the conductive wires of the tracks.
  • control and electrical supply means comprise means for addressing the sources to the conductive wires of a first track in series.
  • the light-emitting sources comprise light-emitting diodes (LED or "Light Emitting Diode").
  • the invention provides a textile structure comprising a display according to the invention.
  • the integration of the latter into the textile structure can be done using conventional textile integration tools (sewing, heat sealing ).
  • FIG. 2 shows a display according to the invention in a second embodiment
  • FIG. 3 shows a display according to the invention in a third embodiment
  • FIG. 4 shows a display according to the invention in a fourth embodiment
  • FIG. 5 shows a display according to the invention comprising a diffusing element and a covering element
  • - Figure 6 is a cross section of the display of Figure 6;
  • FIG. 7 shows a textile structure according to the invention.
  • FIG. 1 represents a flexible display 1 according to the invention comprising a support 2 produced from woven threads.
  • these threads are electrically conductive threads 3 woven in a mixture with other textile threads.
  • the support 2 is woven for example a weave of the canvas type, with a sufficiently loose mesh (openwork) to be able to leave the conductive wires visible by segments.
  • the wires used have a sufficiently high titration (or fineness) to give the fabric a good surface condition, sufficient to be able to serve as a support for soldering using soldering tools on conventional printed circuits (roughness less than 0.15 mm)
  • the textile threads are, for example, electrically insulating and resistant to physical constraints, in particular from temperatures imposed by welding. They are for example made of cotton, polyester or polyamide.
  • the conducting wires 3 can be made of copper, tinned copper, silver copper, or golden copper, and are sheathed by a polymer resin (for example polyester) which electrically insulates them from each other.
  • These conductive threads 3 are woven in a precise weaving weave in order to be able to constitute conductive tracks each carrying a signal from control and supply boxes 4 and 5 to discrete light-emitting sources 6 distributed spaced apart on the support. in fabric 2 and connected to the tracks.
  • These conductive tracks each comprise one or more conductive wires, in order to distribute the energy transported.
  • the weaving model used defines an arrangement of three tracks 7 in a first weft direction T and three tracks 8 in a warp direction C.
  • the light emitting sources 6 are for example CMS type LEDs ("Surface Mounted Component") directly addressable placed at the intersection of tracks 7 extending along the frame and tracks 8 extending along the chain .
  • the lit LEDs are shown in hatched lines and the unlit LEDs in white.
  • These LEDs 6 comprise a first control electrode 9 welded to a track 7 and a second control electrode 10 welded to a track 8. This welding is done in a very short period of time and at a temperature sufficient to be able to very quickly clear the electrical wires of their insulating protection, which melts under the heat and weld these wires, without however damaging the rest of the fabric.
  • no electrical contact is made, since the wires 3 constituting the tracks, although being in contact by weaving, are electrically isolated from each other by polymer cladding.
  • the wires 3 can be soldered in the same way to rigid printed circuits contained in the control boxes 4 and 5. These wires can also be connected to "self-stripping" connectors located in these boxes.
  • the two boxes 4 and 5 are for example electronic boxes for control by multiplexing. They control the lighting of the LEDs and send them an electric current directly according to the display intensities desired for each of them, via tracks 7 and 8.
  • the box 4 controls for example the warp tracks 8. It is connected to the assembly of one of the ends of the warp tracks 8 and therefore extends along one of the edges of the support 2 parallel to the weft direction T.
  • the box 5 controls, for example, the weft tracks 7. It is connected to the assembly of one of the ends of the weft tracks 7 and therefore extends along one of the edges of the support 2 parallel to the warp direction.
  • the LEDs 6 are controlled for example according to a time scanning or flickering principle.
  • the control unit 5 successively connects the weft tracks 7 to a supply terminal. This time scan is not perceptible to the human eye.
  • an LED is effectively supplied and radiates if it is also connected to the other supply terminal via a chain track 8 by the box 4.
  • This selection LED by LED by the box 4 is obtained for example using switches arranged at the input of each chain track 8.
  • FIG. 2 illustrates another embodiment of the display according to the invention. Only the main differences between the embodiments of FIG. 1 and of FIG. 2 will be detailed below. In the figures, identical references designate similar elements.
  • the difference with the embodiment considered in FIG. 1 lies mainly in the fact of being able to control and supply the display 1 from only one of its sides by a single control and supply box 4 ′, which replaces the boxes previously considered. 4 and 5, and ensures the combined functions.
  • This arrangement gives the display a maximum of degrees of freedom and flexibility, as well as ease of setting up. works at the level of the control electronics, by grouping. This aspect is particularly important for the integration of displays according to the invention in textile structures.
  • FIG. 3 represents an embodiment of a display 1 according to the invention making it possible to further reduce the area covered by the control and supply means.
  • the light sources used are electronic modules 19 directly addressable in series comprising an LED, a shift register and an amplifier, called LEDs below.
  • Each LED 19 comprises two power supply electrodes and several electrodes relating to the data, for example two, connected to modules of the LED relating to the supply, respectively to the data (data, clock, or update) defining the intensity value to be given to each LED.
  • the control and supply means for the LEDs 19 are in the form of a control box 13 controlling and supplying several tracks, in this case four in number (two supply for example 14 'and 17' and two of data, for example 15 ′ and 16 ′) extending in the chain direction C in a grouped fashion.
  • This set of 4 tracks 14 ', 15', 16 'and 17' relays the four signals corresponding to sets 18 each consisting of 4 tracks respectively 14, 15, 16 and 17 arranged in the weft direction T.
  • the electrical continuity between two tracks, for example 14 and 14 ′ is ensured by a welding point 12.
  • the LEDs 19 are distributed in a matrix arrangement along the sets 18 of tracks.
  • Each of the four electrodes of an LED is welded to one of the tracks 14, 15, 16 or 17.
  • Another advantage of such a structure "several weft tracks and one warp track" is to be able to produce this fabric on standard weaving looms, while obtaining a high surface uniformity and a flatness necessary for SMD welding.
  • This set can be woven in one piece on a loom type
  • only the weft tracks can be woven on a traditional loom with the rest of the flexible fabric support, while the warp tracks will be woven separately on a ribbon type loom, the assembly being assembled subsequently. by means of welding points and / or possibly one or more clothing lines (sewing, thermo welding ).
  • FIG. 4 shows another embodiment of the display 1 according to the invention, using LEDS 19 of a similar nature to the LEDs shown in FIG. 3.
  • the LEDs are controlled in series by control boxes 29, 30.
  • Each electrode 190 of an LED is welded to a respective track 14, 15, 16 or 17.
  • the support is a textile ribbon 20, comprising a single set of 4 tracks 14, 15, 16 and 17 of frame, furnished with LEDs 19 homogeneously distributed along this set of tracks.
  • the textile ribbon 20 can be folded, thus creating a matrix arrangement of the LEDs 19.
  • FIG. 5 presents a display 22 according to the invention, comprising for example a display 1 of a type similar to the display represented in FIG. 1, comprising a flexible support 2.
  • a matrix of 7 ⁇ 5 LEDs 6 spaced one of the the other is soldered on a connector for transmitting control signals and supplying LEDs from a control box. The latter and the connections are not shown in FIG. 5.
  • the display 22 further comprises a diffusing element 23 covering the LEDs 6 so as to diffuse the light coming from two adjacent LEDs to produce a substantially continuous light display on one face 23a of the diffusing element 23 opposite the LEDs.
  • the display 1 and the diffusing element 23 are shown in a manner which is not completely superimposed for the sole purpose of being able to highlight the contribution of each of the components taken individually.
  • This diffusing element 23 increases the visibility of each LED by multiplying its emission surface beyond the emission surface of the LED. It performs an artificial continuous join of two adjacent LEDs lit on the face 23a.
  • the flexible display 22 also comprises a non-diffusing covering element 24 (shown in a non-superimposed manner as for the diffusing element 23) to provide a specific covering for the display 22, by means of textile materials. , of different colors and weaving or knitting patterns, which thus facilitates integration into a textile support.
  • This covering element 24 also brings new physical properties to the display 1, for example sealing or impact resistance.
  • diffusing element 23 could itself integrate the characteristics presented here by the covering element 24.
  • the diffusing element 23 is flexible and can be a foam, a fabric or a mesh structure.
  • the diffusing element 23 and the covering element 24 are for example assembled by lamination.
  • FIG. 6 is a cross section of the display of FIG. 5, at the level of the last line at the bottom of the display 22.
  • the diffusing element 23 shown in Figure 6 can be made of a foam type material. It allows positioning the cover element 24 to desired distance from the LEDs 6.
  • the surface of the light spot or pixel visible from the display 22 according to the invention considered, will therefore be a function of the angle of the emission cone ⁇ of an LED 6, of the thickness d of the diffusing element 23, as well as of the spacing e between the LEDs ⁇ .
  • the LEDs 6 are also embedded in a flexible resin 28, which allows the display 1 to withstand the mechanical stresses linked to bending.
  • the display 22 can be diffused and diffracted inside a diffusing element consisting of transparent encapsulating cells, before being projected onto the covering element 24.
  • a diffusing element consisting of transparent encapsulating cells, before being projected onto the covering element 24.
  • These cells may advantageously not be integral with each other, and the cover element 24 not being integral with the cells, which guarantees maximum flexibility on the display.
  • the light emitted by the LEDs is diffused directly in a diffusing element further ensuring the functions of covering element made of a material having specific characteristics of light conduction, either by the nature of the material used (polyester, polyamide, etc.), or by - or in combination with - its use (fabric, mesh structure, non-woven fabric, foam, etc.).
  • One of the main advantages of a display according to the invention is to be able to adapt the elements constituting it according to the desired effect or in particular the constraints of flexibility imposed.
  • the diffusing element it is possible to generate, on the surface of the display 22, more or less large pixels, and therefore to use more or less light sources, with equal image definition. We can thus adapt the flexibility of the display, which depends in particular on the number of light sources, according to the desired flexibility.
  • the fabric support lined with light sources, a diffusing element and possibly a covering element can be assembled by gluing.
  • the flexible support and the diffusing element can be glued, the covering element being simply placed on the diffusing element, in order to allow the sliding of one over the other. This sliding effect has the advantage of reducing the flexural strength of the entire display.
  • the diffusing element and the covering element can be assembled by gluing or sewing, then can be placed on the support furnished with light sources with, in this case also, a possibility of sliding.
  • This assembly must guarantee perfect contact between the various components of the display: support fitted with light sources, diffusing element and covering element to be able to ensure a size as well as a uniform visibility of the pixels on the screen surface.
  • Another aspect of the invention relates to a textile structure comprising a display according to the first aspect of the invention.
  • the display can be assembled, definitively or not, to the rest of the textile structure in different ways; using conventional donrdashery systems such as zippers, Velcro straps, press studs or even sewing.
  • the display or some of the elements constituting it can also be inserted into a suitable pocket through an opening.
  • This pocket can have a simple holding function with transparency, or also include, as detailed below, a diffusing element and / or a covering element. This pocket can in particular allow the display to be removed from the textile structure.
  • a diffusing element and / or a covering element can be made in the textile structure itself. They can, for example be part of a holding pocket, as mentioned above and as shown in FIG. 7.
  • a shirt 25 has a pocket 26.
  • An upper part 27 of the pocket 26, of substantially rectangular shape, is made up of a diffusing element and a covering element, for example sewn together, the covering element being arranged so as to cover the face of the diffusing element opposite to the LEDs, once the display inserted in the pocket as indicated below.
  • This upper part is sewn, with the exception of one of the sides, on the rest of the textile structure, thus delimiting, on the rest of the textile structure, a lower part of the pocket, and a housing between the lower part and the upper part 10 of dimensions making it possible to accommodate a display 1 there for example the display described in FIG. 1.
  • This support can be inserted by sliding in the pocket 26 as shown in FIG. 7.
  • the pocket is provided a closure system 11, for example a zipper 31.
  • the cover element on the upper part 27 can be adapted so as not to present a visible demarcation with respect to the rest of the surface of the jacket 25 when the display is off.
  • a display according to the invention has many advantages, in particular in terms of flexibility thanks to the relative freedom which is available in the number of light sources to be used, in terms of display quality due to pixelation made continuous by the use of 'a diffusing element, size, weight and simplicity of implementation. It allows the creation of a communicating textile structure, guaranteeing both quality display and wearing comfort.

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Abstract

Un afficheur souple (1) comporte un support en tissu (2) comportant des fils tissés incluant des fils électriquement conducteurs (3), des sources électroluminescentes discrètes (6) soudées sur les fils conducteurs, des moyens de commande et d'alimentation électrique (4,5) des sources électroluminescentes pour alimenter, par l'intermédiaire des fils conducteurs, les sources électroluminescentes (6) sélectionnables individuellement.

Description

AFFICHEUR TEXTILE
La présente invention concerne le domaine des afficheurs souples et plus particulièrement les afficheurs souples intégrables dans des supports textiles, par exemple vestimentaires. On parle alors d'afficheurs "pliables". Les applications concernent entre autres les secteurs de la publicité, de la sécurité, des loisirs ou encore des manifestations à caractères événementiels. Elles portent notamment sur la diffusion d'informations visuelles sur les vêtements d'une personne, et permettent que ces informations soient perçues par les personnes situées dans un voisinage immédiat de l'afficheur.
Les technologies actuelles d'afficheurs souples présentent de gros inconvénients, qui empêchent leur intégration dans les supports textiles. Ces inconvénients sont par exemple une rigidité trop importante de l'afficheur, des caractéristiques d'encombrement, de rigidité due à l'intégration de systèmes électroniques « hardware » dans du textile. La consommation électrique requise ou le poids ou encore l'impossibilité de personnaliser l'esthétique de l'écran en fonction du support textile cible également peuvent être incompatibles avec le type d'application souhaitée. La réalisation peut être également difficile et donc coûteuse.
Un but de la présente invention est de proposer un afficheur souple qui soit moins affecté par les limitations ci-dessus. Ainsi suivant un premier aspect, l'invention propose un afficheur souple comportant :
- un support en tissu comportant des fils tissés incluant des fils électriquement conducteurs,
- des sources électroluminescentes discrètes soudées sur les fils conducteurs,
- des moyens de commande et d'alimentation électrique des sources électroluminescentes pour alimenter, par l'intermédiaire des fils conducteurs, des sources sélectionnables électroluminescentes individuellement. Les moyens de commande seront par exemple disposés le long d'au moins un côté du support en tissu. Un afficheur selon l'invention présente des caractéristiques de souplesse ou de froissabilité élevées, puisqu'il est conçu à partir d'un support en tissu. Le support en tissu peut être tissé selon un tissage textile classique, à partir de fils textiles et de fils conducteurs qui servent à acheminer les signaux d'alimentation et de commande en direction des sources lumineuses. Le tissage se fait à l'aide de métiers classiques et selon une armure de tissage précise pour permettre l'alimentation et la commande des sources lumineuses. Un afficheur selon l'invention peut donc être réalisé à l'aide d'outils connus dans le domaine du textile. Avantageusement, les sources électroluminescentes sont soudées sur les fils conducteurs dans une disposition matricielle.
Dans un mode de réalisation préféré, le support comporte au moins une première piste conductrice s'étendant dans une direction de trame. Chaque première piste inclut une pluralité de fils conducteurs sensiblement parallèles. Les sources électroluminescentes discrètes comportent au moins une électrode de commande et d'alimentation soudée aux fils conducteurs d'une première piste. Selon les modes de réalisation, une source électroluminescente pourra avoir une seule ou l'ensemble de ses électrodes soudées sur des premières pistes respectives. Chaque piste permet d'acheminer un signal de commande ou d'alimentation depuis les moyens de commande jusqu'aux sources électroluminescentes. Le fait que chaque piste soit constituée de plusieurs fils conducteurs permet de répartir l'énergie entre les différents fils et d'éviter des problèmes thermiques. On notera que chaque piste pourrait également être constituée d'un seul fil présentant des caractéristiques de nature à supporter le transport du signal sans désagréments.
Le support peut comporter en outre au moins une seconde piste conductrice s'étendant dans une direction de chaîne, chaque seconde piste incluant une pluralité de fils conducteurs sensiblement parallèles. Les sources électroluminescentes discrètes comportent au moins une électrode de commande et d'alimentation soudée aux fils conducteurs d'une seconde piste. Dans ce cas, les fils conducteurs sont tissés selon les directions chaîne et trame et dessinent une armure maillée d'alimentation et de commande des sources électroluminescentes. Il est entendu que les termes de trame et chaîne, relative aux métiers à tisser, peuvent se substituer l'un à l'autre dans le présent document.
Avantageusement, chaque source électroluminescente peut ainsi être placée à l'intersection d'une des premières pistes et d'une des secondes pistes. Elle comporte au moins une première électrode de commande soudée à un fil conducteur de ladite première piste et une deuxième électrode de commande soudée à un fil conducteur de ladite seconde piste.
Dans un mode de réalisation particulier, les moyens de commande et d'alimentation comportent des premiers moyens de commande et d'alimentation disposés le long d'un bord de l'afficheur parallèle à la direction de chaîne et reliés à chaque première piste. Ils comportent en outre des seconds moyens de commande et d'alimentation disposés le long d'un bord de l'afficheur parallèle à la direction de trame et reliés à chaque seconde piste. Chacun des moyens de commande fournit les signaux pour piloter les sources situées sur les pistes selon la direction chaîne, respectivement trame.
Avantageusement, chaque première piste est reliée aux moyens de commande et d'alimentation disposés le long d'un bord de l'afficheur parallèle à la direction de trame par l'intermédiaire d'une ligne d'alimentation respective incluant plusieurs fils conducteurs et s'étendant dans une direction de chaîne. Ces lignes d'alimentation ont pour fonction d'acheminer les signaux de commande et d'alimentation vers les premières pistes (de façon similaire, ceci pourrait être fait vers les secondes pistes : on rappelle que les termes chaîne et trame peuvent être intervertis).
Avantageusement, chaque seconde piste est connectée aux moyens de commande et d'alimentation disposés le long dudit bord et parallèle à la direction de trame.
Dans un mode de réalisation préféré, les moyens de commande et d'alimentation électrique comprennent des moyens d'adressage des sources par multiplexage de signaux électriques vers les fils conducteurs des pistes. Dans un autre mode de réalisation, les moyens de commande et d'alimentation électrique comprennent des moyens d'adressage en série des sources vers les fils conducteurs d'une première piste. Avantageusement, les sources électroluminescentes comprennent des diodes électroluminescentes (LED ou "Light Emitting Diode").
Suivant un deuxième aspect, l'invention propose une structure textile comportant un afficheur selon l'invention. De par la nature de l'afficheur, l'intégration de ce dernier dans la structure textile peut se faire à l'aide d'outils d'intégration textile classique (couture, thermosoudure...).
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 présente un afficheur selon l'invention dans un premier mode de réalisation ;
- la figure 2 présente un afficheur selon l'invention dans un second mode de réalisation ;
- la figure 3 présente un afficheur selon l'invention dans un troisième mode de réalisation ;
- la figure 4 présente un afficheur selon l'invention dans un quatrième mode de réalisation ;
- la figure 5 présente un afficheur selon l'invention comportant un élément diffusant et un élément de couverture ; - la figure 6 est une coupe transversale de l'afficheur de la figure 6 ;
- la figure 7 représente une structure textile selon l'invention.
La figure 1 représente un afficheur souple 1 selon l'invention comportant un support 2 réalisé à partir de fils tissés. Parmi ces fils figurent des fils électriquement conducteurs 3 tissés en mélange avec d'autres fils textiles. Le support 2 est tissé par exemple une armure de type toile, avec un maillage suffisamment lâche (ajouré) pour pouvoir laisser apparents par segments les fils conducteurs. Les fils employés ont un titrage (ou une finesse) suffisamment élevé pour conférer au tissu un bon état de surface, suffisant pour pouvoir servir de support à la soudure en utilisant des outils de soudure sur circuits imprimés classiques (rugosité inférieure à 0,15mm)
Les fils textiles sont par exemple isolants sur le plan électrique et résistant aux contraintes physiques, notamment de températures imposées par la soudure. Ils sont par exemple en coton, polyester ou polyamide. Les fils conducteurs 3 peuvent être en cuivre, en cuivre étamé, en cuivre argenté, ou en cuivre doré, et sont gainés par une résine polymère (par exemple polyester) qui les isole électriquement entre eux. Ces fils conducteurs 3 sont tissés suivant une armure de tissage précise afin de pouvoir constituer des pistes conductrices transportant chacune un signal depuis des boîtiers de commande et d'alimentation 4 et 5 jusqu'à des sources électroluminescentes discrètes 6 réparties de façon espacée sur le support en tissu 2 et connectées aux pistes.
Ces pistes conductrices comprennent chacune un ou plusieurs fils conducteurs, afin de répartir l'énergie transportée.
Dans le mode de réalisation représenté en figure 1 , le modèle de tissage utilisé définit une disposition de trois pistes 7 selon une première direction de trame T et trois pistes 8 selon une direction de chaîne C.
Les sources électroluminescentes 6 sont par exemple des LEDs de type CMS ("Composant Monté en Surface") directement adressables placées à l'intersection des pistes 7 s'étendant le long de la trame et des pistes 8 s'étendant le long de la chaîne. On représente en hachuré les LEDs allumées et en blanc les LEDs éteintes. Ces LEDs 6 comportent une première électrode de commande 9 soudée sur une piste 7 et une seconde électrode de commande 10 soudée sur une piste 8. Cette soudure est faite dans un laps de temps très court et à une température suffisante pour pouvoir très rapidement débarrasser les fils électriques de leur protection isolante, qui fond sous la chaleur et souder ces fils, sans toutefois détériorer le reste du tissu. Par ailleurs, aux intersections entre les pistes 7 et 8 selon la trame et selon la chaîne, aucun contact électrique ne se fait, puisque les fils 3 constituant les pistes, bien qu'étant en contact par le tissage, sont isolés électriquement entre eux par le gainage polymère.
Les fils 3 peuvent être soudés de la même manière à des circuits imprimés rigides contenus dans les boîtiers de commande 4 et 5. Ces fils peuvent également être reliés à des connecteurs "auto dénudants" situés dans ces boîtiers.
Enfin, en vue de protéger mécaniquement l'afficheur, un ennoblissement textile avoir été appliqué, en noyant les LEDs dans une résine souple comme par exemple une pulvérisation ou une enduction polymère (par exemple de silicone). Une fois réticulée, cette protection conservera une bonne souplesse et maintiendra les LEDs 6 sur le tissu, tout en garantissant l'étanchéité de l'ensemble Les deux boîtiers 4 et 5 sont par exemple des boîtiers électroniques de commande par multiplexage. Ils commandent l'éclairage des LEDs et leur envoie directement un courant électrique en fonction des intensités d'affichage voulues pour chacune d'elle, par l'intermédiaire des pistes 7 et 8.
Le boîtier 4 pilote par exemple les pistes de chaîne 8. Il est connecté à l'ensemble d'une des extrémités des pistes de chaîne 8 et s'étend donc le long d'un des bords du support 2 parallèle à la direction de trame T.
Le boîtier 5 pilote par exemple les pistes de trame 7. Il est connecté à l'ensemble d'une des extrémités des pistes de trame 7 et s'étend donc le long d'un des bords du support 2 parallèle à la direction de chaîne C. Le pilotage des LEDs 6 se fait par exemple selon un principe de balayage temporel ou scintillement. Par exemple, le boîtier de commande 5 relie successivement les pistes de trame 7 à une borne d'alimentation. Ce balayage temporel n'est pas perceptible par l'œil humain. Pour une piste de trame 7 adressé par le boîtier 5, une LED est effectivement alimentée et rayonne si elle est également reliée à l'autre borne d'alimentation par l'intermédiaire d'une piste de chaîne 8 par le boîtier 4. Cette sélection LED par LED par le boîtier 4 est obtenue par exemple à l'aide d'interrupteurs disposés à l'entrée de chaque piste de chaîne 8.
La figure 2 illustre un autre mode de réalisation de l'afficheur selon l'invention. Seules les principales différences entre les modes de réalisation de la figure 1 et de la figure 2 vont être détaillées ci-dessous. Sur les figures, des références identiques désignent des éléments similaires.
La différence avec le mode de réalisation considéré en figure 1 réside principalement dans le fait de pouvoir commander et alimenter l'afficheur 1 depuis un seul de ses côtés par un unique boîtier de commande et d'alimentation 4', qui remplace les boîtiers précédemment considérés 4 et 5, et en assure les fonctions réunies. Cette disposition confère à l'afficheur un maximum de degrés de liberté et de souplesse, ainsi qu'une facilité de mise en oeuvre au niveau de l'électronique de commande, par regroupement. Cet aspect est particulièrement important pour l'intégration d'afficheurs selon l'invention dans des structures textiles.
Pour ce faire, les pistes de trame 7 sont relayées et reliées à l'unique boîtier électronique de commande 4' par l'intermédiaire de lignes d'alimentation constituées de fils conducteurs, pistes additionnelles 11 parallèles aux pistes de chaîne 7. La continuité électrique est assurée en venant appliquer des points de soudure 12 aux deux ensembles de pistes à connecter. La figure 3 représente un mode de réalisation d'un afficheur 1 selon l'invention permettant de diminuer encore la superficie couverte par les moyens de commande et d'alimentation. Les sources lumineuses utilisées sont des modules électroniques 19 directement adressables en série comportant une LED, un registre à décalage et un amplificateur, nommés LED ci-après. Chaque LED 19 comporte deux électrodes d'alimentation en énergie et plusieurs électrodes relatives aux données, par exemple deux, connectées à des modules de la LED relatifs à l'alimentation, respectivement aux données (data, horloge, ou mise à jour) définissant la valeur d'intensité à conférer à chaque LED. Les moyens de commande et d'alimentation des LEDs 19 se présentent sous la forme d'un boîtier de commande 13 commandant et alimentant plusieurs pistes, dans le cas présent au nombre de quatre (deux d'alimentation par exemple 14' et 17' et deux de données par exemple 15' et 16') s'étendant selon la direction chaîne C de façon groupée. Cet ensemble de 4 pistes 14', 15', 16' et 17' relaye les quatre signaux correspondants à des ensembles 18 constitués chacun de 4 pistes respectivement 14, 15, 16 et 17 disposées selon le sens trame T. De la même façon que pour le cas considéré en figure 2, la continuité électrique entre deux pistes, par exemple 14 et 14', est assurée par un point de soudure 12. Les LEDs 19 sont réparties selon une disposition matricielle le long des ensembles 18 de pistes. Chacune des quatre électrodes d'une LEDs est soudée sur une des pistes 14, 15, 16 ou 17. Un autre avantage d'une telle structure "plusieurs pistes de trame et une seule piste de chaîne" est de pouvoir produire ce tissu sur des métiers à tisser standards, tout en obtenant une grande uniformité de surface et une planéité nécessaire à la soudure CMS. Cet ensemble peut être tissé d'un seul tenant sur un métier de type
Jacquard. Dans un autre mode de réalisation, seules les pistes de trames peuvent être tissées sur un métier traditionnel avec le reste du support souple en tissu, tandis que les pistes de chaîne seront tissées séparément sur un métier de type rubans, l'ensemble étant assemblé ultérieurement au moyen de points de soudure et/ou d'éventuellement une ou plusieurs lignes de confection (couture, thermo soudure...).
La figure 4 présente un autre mode de réalisation de l'afficheur 1 selon l'invention, utilisant des LEDS 19 de nature similaire aux LEDs représentées sur la figure 3. Les LEDs sont pilotées en série par des boîtiers de commande 29,30. Chaque électrode 190 d'une LED est soudée à une piste respective 14, 15, 16 ou 17. Le support est un ruban textile 20, comportant un unique ensemble de 4 pistes 14, 15, 16 et 17 de trame, garnies de LEDs 19 réparties de façon homogène le long de cet ensemble de pistes.
Le ruban textile 20 peut être plié, en créant ainsi une disposition matricielle des LEDs 19.
Ces segments de ruban peuvent ensuite être maintenus en place par collage ou par couture avec un autre support textile 21. Cette technique permet en outre de pouvoir constituer différentes formes d'écrans avec un même ruban textile. La figure 5 présente un afficheur 22 selon l'invention, comportant par exemple un afficheur 1 d'un type similaire à l'afficheur représenté en figure 1 , comportant un support souple 2. Une matrice de 7x5 LEDs 6 espacées l'une de l'autre est soudée sur une connectique de transmission de signaux de commande et d'alimentation des LEDs depuis un boîtier de commande. Ce dernier et la connectique ne sont pas représentés sur la figure 5.
L'afficheur 22 comprend en outre un élément diffusant 23 recouvrant les LEDs 6 de façon à diffuser la lumière provenant de deux LEDs adjacentes pour produire un affichage lumineux sensiblement continu sur une face 23a de l'élément diffusant 23 opposée aux LEDs. L'afficheur 1 et l'élément diffusant 23 sont représentés de façon non complètement superposée dans le seul but de pourvoir mettre en évidence la contribution de chacun des composants pris unitairement. Cet élément diffusant 23 accroît la visibilité de chaque LEDs en démultipliant sa surface d'émission au-delà de la surface d'émission de la LED. Il réalise une jointure continue artificielle de deux LEDs adjacentes allumées sur la face 23a.
Avantageusement, l'afficheur souple 22 comprend en outre un élément de couverture non-diffusant 24 (représenté de façon non superposée comme pour l'élément diffusant 23) pour apporter un habillage spécifique à l'afficheur 22, par l'intermédiaire de matières textiles, de couleurs et de motifs de tissage ou de tricotage variés, qui facilite ainsi l'intégration dans un support textile. Cet élément de couverture 24 apporte en outre de nouvelles propriétés physiques à l'afficheur 1 par exemple d'étanchéité ou de résistances aux chocs.
A noter que l'élément diffusant 23 pourrait lui-même intégrer les caractéristiques présentées ici par l'élément de couverture 24.
L'élément diffusant 23 est souple et peut être une mousse, un tissu ou une structure en maille. L'élément diffusant 23 et l'élément de couverture 24 sont par exemple assemblés par contre-collage.
L'un des avantages d'un afficheur avec un élément diffusant est de permettre la réalisation d'un affichage de dimensions importantes, possédant une très bonne lisibilité, en utilisant un nombre limité de LEDs par unité de surface. En effet, il permet d'espacer les sources lumineuses (ce qui a pour but de fournir un écran très souple), la jointure entre les points lumineux étant réalisée par l'élément diffusant. Parmi les avantages de l'afficheur 22 selon l'invention, il figure également une réalisation aisée et une puissance de fonctionnement proportionnelle limitée, car proportionnelle au nombre de sources lumineuses. La figure 6 est une coupe transversale de l'afficheur de la figure 5, au niveau de la dernière ligne en bas de l'afficheur 22.
L'élément diffusant 23 représenté sur la figure 6 peut être constitué d'un matériau de type mousse. Il permet de positionner l'élément de couverture 24 à distance souhaitée des LEDs 6. La surface de la tâche lumineuse ou pixel visible depuis l'afficheur 22 selon l'invention considéré, sera donc fonction de l'angle du cône d'émission α d'une LED 6, de l'épaisseur d de l'élément diffusant 23, ainsi que de l'écartement e entre les LEDs β. Les LEDs 6 sont par ailleurs noyées dans une résine souple 28, qui permet à l'afficheur 1 de résister aux contraintes mécaniques liées à la flexion.
Il existe de nombreux autres modes de réalisation possibles de l'afficheur 22 selon l'invention, en fonction notamment du type d'élément diffusant 23 choisi. Par exemple, la lumière émise par les LEDs 6 peut être diffusée et diffractée à l'intérieur d'un élément diffusant constitué de cellules encapsulantes transparentes, avant d'être projetée sur l'élément de couverture 24. Ces cellules peuvent avantageusement ne pas être solidaires entre elles, et l'élément de couverture 24 ne pas être solidaire des cellules, ce qui garantit un maximum de flexibilité à l'afficheur.
Dans un autre mode de réalisation d'un afficheur selon l'invention avec écran diffusant, la lumière émise par les LEDs est diffusée directement dans un élément diffusant assurant en outre les fonctions d'élément de couverture réalisé en un matériau présentant des caractéristiques spécifiques de conduction de la lumière, soit par la nature du matériau employé (polyester, polyamide..), soit par - ou en combinaison avec - sa mise en oeuvre (tissu, structure maille, non-tissé, mousse...).
L'un des principaux avantages d'un afficheur selon l'invention est de pouvoir adapter les éléments le constituant en fonction de l'effet recherché ou des contraintes de souplesses notamment imposées.
En effet, selon le choix notamment de l'élément diffusant, on peut générer à la surface de l'afficheur 22 des pixels plus ou moins grands, et donc utiliser plus ou moins de sources lumineuses, à définition d'image égale. On peut ainsi adapter la souplesse de l'afficheur, qui dépend notamment du nombre de sources lumineuses, en fonction de la souplesse souhaitée.
Le support en tissu garni des sources lumineuses, un élément diffusant et éventuellement un élément de couverture peuvent être assemblés par collage. Dans un autre mode de réalisation, le support souple et l'élément diffusant peuvent être collés, l'élément de couverture étant simplement posé sur l'élément diffusant, afin de permettre le glissement de l'un sur l'autre. Cet effet de glissement présente l'avantage de diminuer la résistance à la flexion de l'ensemble de l'afficheur.
Dans un autre mode de réalisation, l'élément diffusant et l'élément de couverture peuvent être assemblés par collage ou couture, puis peuvent être posés sur le support garni de sources lumineuses avec dans ce cas encore, une possibilité de glissement. Cet assemblage devra garantir un parfait maintien en contact des différentes composantes de l'afficheur : support garni de sources lumineuses, élément diffusant et élément de couverture pour pouvoir assurer une taille ainsi qu'une visibilité homogène des pixels à la surface de l'écran.
Un autre aspect de l'invention se rapporte à une structure textile comportant un afficheur selon le premier aspect de l'invention. L'afficheur peut être assemblé, définitivement ou non, au reste de la structure textile de différentes manières ; au moyen de systèmes de mercerie classiques comme des fermetures éclair, des bandes Velcro, des boutons pression ou encore par couture. Dans un autre mode de réalisation, l'afficheur ou certains des éléments le constituant (par exemple le seul support en tissu garni de sources lumineuses, ou encore ce dernier recouvert d'un 'élément diffusant et/ou d'un élément de couverture), peut également être inséré dans une poche adéquate par l'intermédiaire d'une ouverture. Cette poche peut avoir une simple fonction de maintien avec transparence, ou inclure en outre, comme détaillé plus loin, un élément diffusant et/ou un élément de couverture. Cette poche peut en particulier permettre de retirer l'afficheur de la structure textile.
Comme indiqué ci-dessus, un élément diffusant et/ou un élément de couverture peuvent être confectionnés dans la structure textile elle-même. Ils peuvent, par exemple faire partie d'une poche de maintien, comme évoqué plus haut et comme représenté en figure 7. Une chemise 25 présente une poche 26. Une pièce supérieure 27 de la poche 26, de forme sensiblement rectangulaire est constituée d'un élément diffusant et d'un élément de couverture par exemple cousus ensemble, l'élément de couverture étant disposé de façon à recouvrir la face de l'élément diffusant opposée aux LEDs, une fois l'afficheur introduit dans la poche comme indiqué ci-dessous. La périphérie de cette pièce supérieure est cousue, à l'exception d'un des côtés, sur le reste de la structure textile, en délimitant ainsi, sur le reste de la structure textile, une pièce inférieure de la poche, et un logement entre la pièce inférieure et la pièce supérieure 10 de dimensions permettant d'y loger un afficheur 1 par exemple l'afficheur décrit en figure 1. Ce support peut être inséré par glissement dans la poche 26 comme représenté sur la figure 7. La poche est pourvue d'un système de fermeture 11 , par exemple une fermeture- éclair 31.
L'élément de couverture sur la pièce supérieure 27 peut être adapté pour ne pas présenter de démarcation visible par rapport au reste de la surface de la chemise 25 lorsque l'afficheur est éteint.
Les différentes possibilités d'assemblage entre le support en tissu garni de LEDs, un élément diffusant et un élément de couverture présentées dans le cas de l'afficheur selon l'invention sont bien entendu applicables dans le cas de la structure textile selon l'invention.
Ainsi un afficheur selon l'invention présente de nombreux avantages notamment en terme de souplesse grâce à la relative liberté dont on dispose sur le nombre de sources lumineuses à utiliser, de qualité d'affichage de par une pixellisation rendue continue grâce à l'emploi d'un élément diffusant, d'encombrement, de poids et de simplicité de réalisation. Il permet la réalisation de structure textile communicante, garantissant à la fois un affichage de qualité, et un confort de port.

Claims

REVENDICATIONS
1. Afficheur souple (1 ) comportant :
- un support en tissu (2) comportant des fils tissés incluant des fils électriquement conducteurs (3) ;
- des sources électroluminescentes discrètes soudées (6,19) sur les fils conducteurs (3) ;
- des moyens de commande et d'alimentation électrique (4,4',5, 13,29,30) des sources électroluminescentes pour alimenter, par l'intermédiaire des fils conducteurs, les sources sélectionnables individuellement.
2. Afficheur (1) selon la revendication 1 , dans lequel les sources électroluminescentes (6,19) sont soudées sur les fils conducteurs dans une disposition matricielle.
3. Afficheur (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le support (2) comporte au moins première piste conductrice (7,14,15,16,17) s'étendant dans une direction de trame, chaque première piste incluant une pluralité de fils conducteurs (3) sensiblement parallèles, et dans lequel les sources électroluminescentes discrètes (6) comportent au moins une électrode de commande et d'alimentation (9) soudée aux fils conducteurs (3) d'une première piste.
4. Afficheur (1) selon la revendication 3, dans lequel le support (2) comporte en outre au moins une ou des seconde piste conductrice (8) s'étendant dans une direction de chaîne, chaque seconde piste incluant une pluralité de fils conducteurs (3) sensiblement parallèles et dans lequel les sources électroluminescentes discrètes (6) comportent au moins une électrode de commande et d'alimentation (10) soudée aux fils conducteurs d'une seconde piste.
5. Afficheur (1) selon la revendication 4, dans lequel les moyens de commande et d'alimentation comportent des premiers moyens de commande et d'alimentation (5) disposés le long d'un bord de l'afficheur parallèle à la direction de chaîne et reliés à chaque première piste (7) et des seconds moyens de commande et d'alimentation (4) disposés le long d'un bord de l'afficheur parallèle à la direction de trame et reliés à chaque seconde piste (8).
6. Afficheur (1 ) selon la revendication 3 ou 4, dans lequel chaque première piste (7,14,15,16,17) est reliée aux moyens de commande et d'alimentation (4', 13) disposés le long d'un bord de l'afficheur parallèle à la direction de trame par l'intermédiaire d'une ligne d'alimentation respective et s'étendant dans une direction de chaîne.
7. Afficheur selon chacune des revendications 4 et 6 dans lequel chaque seconde piste (8) est connectée aux moyens de commande et d'alimentation disposés le long dudit bord parallèle à la direction de trame
(5,4').
8. Afficheur (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, dans lequel les moyens de commande et d'alimentation électrique (4,5,4', 13) comprennent des moyens d'adressage des sources (6) par multiplexage de signaux électriques vers les fils conducteurs (3) des pistes (7,8).
9. Afficheur (1) selon la revendication 3, dans lequel les moyens de commande et d'alimentation électrique comprennent des moyens d'adressage en série (13,29,30) des sources (19) vers les fils conducteurs des premières pistes (14,15,16,17).
10. Afficheur (1 ) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les sources électroluminescentes (6,19) comprennent des diodes électroluminescentes.
11. Afficheur souple (22) selon l'une quelconque des revendications précédentes comportant un élément diffusant (23) recouvrant les sources lumineuses (6,19) de façon à diffuser la lumière provenant de deux sources lumineuses discrètes adjacentes pour produire un affichage lumineux sensiblement continu sur une face (23a) de l'élément diffusant (23) opposée aux sources lumineuses (6,19).
12. Afficheur (22) selon la revendication 11 comportant un élément de couverture (24) de ladite face (23a) de l'élément diffusant.
13. Afficheur (1 ,22) selon les revendications 10 à 12, dans lequel les diodes électroluminescentes (6,19) sont noyées dans une résine souple (28).
14. Structure textile (25) comportant un afficheur (1 ,22) selon l'une des revendications précédentes.
15. Structure textile (25) selon la revendication 14 présentant une poche (26) pourvue d'une pièce inférieure et d'une pièce supérieure (27) laissant passer la lumière, entre lesquelles sont maintenus au moins le support en tissu (2) et la pluralité de sources lumineuses discrètes (6,19) de l'afficheur (1 ,22).
16. Structure textile (25) selon la revendication 15 dans laquelle la poche (26) comporte des moyens (31) pour extraire l'afficheur (1 ,22).
17. Structure textile (25) selon les revendications 14 à 16 dans laquelle la pièce supérieure (27) incorpore l'élément diffusant (23) de l'afficheur (22).
18. Structure textile (25) selon l'une quelconque des revendications 14 à 17 dans laquelle la pièce supérieure (27) comporte en surface un élément de couverture (24) de ladite face (23a) de l'élément diffusant.
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