專利名稱：蜂窩狀柔性顯示結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及柔性電光顯示器，尤其涉及基于由柔性纖維制成的結(jié)構(gòu)的顯示器。
背景技術(shù)：
電光顯示器是這樣一種裝置，其被設(shè)計得當(dāng)向其施加某種電場或電磁場時，它的光學(xué)狀態(tài)將改變。這種顯示器上的可視圖像由多個包括電光激活(EOA)物質(zhì)的顯示單元來形成。術(shù)語“EOA物質(zhì)”指滿足如下條件的任何物質(zhì)當(dāng)遭遇電場或電磁場變化時，該物質(zhì)將改變其顏色、透明度、反射或其它光學(xué)性質(zhì)，或者能夠發(fā)光，從而適合顯示圖像。柔性電光顯示器可以由柔性聚合物膜來制成，其中，EOA物質(zhì)和電極的圖案以薄層鋪置在聚合物基板上，或者可以基于由柔性纖維或窄帶編織或針織成的織物或紡織材料，其中，電極位于組成的纖維中。由于編織顯示器可以利用公知的不限制其長度的編織技術(shù)來生產(chǎn)，所以編織顯示器具有特定的優(yōu)點(diǎn)。與一體的薄膜顯示器相比，編織顯示器更為柔軟和結(jié)實(shí)。
US 5,962,967和JP 2001-034195公開了由兩組交叉纖維制成的編織顯示器，所述纖維包括縱向的導(dǎo)體和發(fā)光物質(zhì)或其它EOA物質(zhì)的敷層。獨(dú)立可控的顯示單元(像素)形成在一組中的纖維與另一組中的纖維相交疊處的每個交叉點(diǎn)處。這種顯示器上的可視圖像由多個像素形成?？梢岳斫獾氖牵@種像素中的光學(xué)激活(發(fā)光)區(qū)具有纖維直徑的大小。
US 3,803,437公開了一種顯示器，包括一組導(dǎo)線，其與一橫向組的絕緣纖維相交織，并且覆蓋有一層熒光體。電壓施加在每兩個相鄰的導(dǎo)體之間，從而獲得連續(xù)的發(fā)光面，而沒有顯示單元。在該結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)線之間的間隔必須具有取決于熒光體特征的預(yù)定寬度。
US 3,571,647公開了一種編織顯示器，包括集成有熒光體的承載非導(dǎo)電織物；第一(公共)電極，以柔性導(dǎo)電層的形式鋪置在所述織物的背面；以及第二電極，以絕緣線的形式縫入所述織物中。可以按各種花樣來縫制第二電極，以形成用于靜態(tài)圖像或圖片的顯示單元。每個單元的發(fā)光區(qū)位于絕緣線針腳的窄鄰域中。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種電光顯示器，其包括多條纖維，優(yōu)選地被編織或針織，它們中的一些包括導(dǎo)線。所述纖維形成了具有限定在它們之間的網(wǎng)格的柔性承載柵網(wǎng)。一EOA物質(zhì)層填充所述網(wǎng)格，并且第一導(dǎo)電層覆蓋所述承載柵網(wǎng)的一側(cè)。該導(dǎo)電層是透明的或半透明的，并且與導(dǎo)線電接觸。第二導(dǎo)電層覆蓋所述柵網(wǎng)的另一側(cè)，但與所述導(dǎo)線絕緣。電光激活區(qū)(EOA區(qū))形成在第一與第二導(dǎo)電層之間，其中，所述導(dǎo)線用于為第一透明導(dǎo)電層供電。第二導(dǎo)電層也可以是透明的。
根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，EOA物質(zhì)以分離點(diǎn)或以具有不同電光性質(zhì)的點(diǎn)來填充承載柵網(wǎng)網(wǎng)格。這些點(diǎn)構(gòu)成可以被整體控制的顯示單元，從而形成所謂的靜態(tài)可視圖像。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，第二導(dǎo)電層以分離點(diǎn)鋪置在所述柵網(wǎng)上，從而將EOA區(qū)分成多個獨(dú)立可控的顯示單元。因此可以形成動態(tài)的或活動的可視圖像。
根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，顯示器的纖維被組織成兩組或更多組。第一組包括具有大致互相平行的導(dǎo)線的纖維。第一透明導(dǎo)電層以平行于該第一組的纖維的分離縱向窄條來鋪置。每一窄條都與所述第一組中的一條或更多條導(dǎo)線電接觸，但每條導(dǎo)線僅接觸一條窄條。第二導(dǎo)電層以橫過所述縱向窄條的分離平行窄條來鋪置，從而形成獨(dú)立可控的顯示單元或像素的動態(tài)矩陣，每個像素被限定在一縱向窄條與一橫向窄條的交疊區(qū)域中。每個像素中的EOA物質(zhì)可以具有不同的電光性質(zhì)。這樣，可以特殊地獲得RGB或CMYK彩色顯示。
根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，電光顯示器可以在其有些部分中具有一獨(dú)立可控像素的動態(tài)矩陣，在其又有些部分中具有動態(tài)的或活動的圖像，而在該相同顯示器的再有些部分中具有靜態(tài)圖像。
根據(jù)本發(fā)明最后的實(shí)施例，電光顯示器可以包括多條纖維，包括布置在一柔性承載柵網(wǎng)中的縱向?qū)щ妴卧?；EOA物質(zhì)，用于填充網(wǎng)格；以及導(dǎo)電層，用于覆蓋所述柵網(wǎng)的一側(cè)，并與所述導(dǎo)電單元絕緣。在該情況下EOA區(qū)形成在與所述導(dǎo)電單元和所述導(dǎo)電層相鄰的“小格”中。
本發(fā)明的電光顯示器基于在其兩側(cè)都具有導(dǎo)電層的蜂窩狀柵網(wǎng)，該蜂窩狀柵網(wǎng)提供了用于可靠地容納EOA物質(zhì)的結(jié)實(shí)而又柔軟的結(jié)構(gòu)。在這些顯示器中，EOA物質(zhì)的全部都可用來產(chǎn)生光效應(yīng)，并且在一個顯示器中，靜態(tài)圖片可以與諸如運(yùn)動文字或動畫的動態(tài)圖像相組合。在使用高電壓的編織顯示器中，例如電致發(fā)光(EL)顯示器中，可以避免由導(dǎo)電纖維的敷層中的缺陷而引起的電擊穿。本發(fā)明的其它重要優(yōu)點(diǎn)在于所述承載柵網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以利用公知的高效編織或針織方法來生產(chǎn)，所述透明導(dǎo)電層可以由具有有限的導(dǎo)電率的聚合物來制成，具有任意形狀和大小的顯示單元或矩陣像素可以利用印刷技術(shù)來獲得。


為了理解本發(fā)明并且為了弄清可以怎樣來實(shí)施本發(fā)明，下面參照附圖僅借助于非限制性的示例來說明優(yōu)選的實(shí)施例，圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的電光顯示結(jié)構(gòu)的透視剖開視圖；圖2是圖1所示結(jié)構(gòu)的示意性的橫截面視圖；圖3A和3B是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的動畫顯示結(jié)構(gòu)的正視平面圖和后視平面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例的電光顯示結(jié)構(gòu)的透視剖開視圖；圖5A和5B是根據(jù)本發(fā)明再一實(shí)施例的組合電光顯示結(jié)構(gòu)的正視平面圖和后視平面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明另一方面的簡化顯示結(jié)構(gòu)的示意性橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式
參照圖1和2，電光顯示結(jié)構(gòu)10包括多條導(dǎo)電纖維(線)12，和非導(dǎo)電纖維14。所述纖維形成柔性承載柵網(wǎng)16，其可以由編織或針織制成，具有限定在纖維之間的網(wǎng)格18。一電光激活(EOA)物質(zhì)層20填充所述網(wǎng)格18。沒有任何限制，圖中的柵網(wǎng)示出為正交的，并且EOA物質(zhì)示出為電致發(fā)光的(EL)。透明或半透明導(dǎo)電層22鋪置在承載柵網(wǎng)的一側(cè)，并與導(dǎo)線12電接觸。絕緣層26覆蓋柵網(wǎng)16的另一側(cè)，而第二導(dǎo)電層28覆蓋該絕緣層26。當(dāng)把合適的電信號施加給導(dǎo)線12和第二導(dǎo)電層28時，限定在第一導(dǎo)電層22與第二導(dǎo)電層28之間的電光激活區(qū)(EOA區(qū))30將發(fā)光。
可以理解，在圖1所示的情況中，形成在連續(xù)的導(dǎo)電層22與28之間的EOA區(qū)將包圍整個顯示器。這種顯示器將是一連續(xù)的發(fā)光板。對于使用高電壓的編織EL顯示器，形成在所述導(dǎo)電層之間的EOA區(qū)與現(xiàn)有技術(shù)中已知的形成在交叉纖維之間的EOA區(qū)相比，更不易于發(fā)生由導(dǎo)電纖維的敷層中的缺陷所引起的電擊穿。
顯然，EOA物質(zhì)20可以按照具有不同電光性質(zhì)(例如不同顏色)的點(diǎn)(未示出)或按照空間分離的點(diǎn)來鋪置。因此，發(fā)光板可以顯示靜態(tài)圖像。
第二導(dǎo)電層28也可以按照如圖2所示的分離點(diǎn)28a、28b、28c來鋪置，從而形成顯示單元29a、29b、29c，其可以通過合適的布線來獨(dú)立地控制。在圖2中，單元29b被點(diǎn)亮，而單元29a和29c未點(diǎn)亮。這樣該發(fā)光板可以顯示動態(tài)圖片和動畫。
圖3A(正視圖)和3B(后視圖)顯示了彩色動畫圖片的示例。顯示結(jié)構(gòu)30包括承載柵網(wǎng)，由導(dǎo)線12和非導(dǎo)電纖維14制成，并且具有其間的網(wǎng)格，類似于圖1的結(jié)構(gòu)。一EOA物質(zhì)層32填充所述網(wǎng)格，但它以具有不同顏色的點(diǎn)32a、32b、……、32h鋪置在所述柵網(wǎng)上。透明導(dǎo)電層22鋪置在所述承載柵網(wǎng)的正面?zhèn)龋⑴c導(dǎo)線12電接觸。絕緣層26覆蓋所述柵網(wǎng)的背面?zhèn)?，而第二?dǎo)電層34覆蓋該絕緣層26。該第二導(dǎo)電層不象圖1中那樣是連續(xù)的，而是按照由間隙或絕緣體36相分隔的點(diǎn)34a、34b、……、34h來鋪置。在平面圖中，導(dǎo)電點(diǎn)34大致與相應(yīng)的EOA物質(zhì)點(diǎn)32相重合，從而在每個導(dǎo)電點(diǎn)34與導(dǎo)電層22之間形成具有EOA區(qū)的顯示單元。使用合適的布線和控制器，可以按希望的次序來接通和斷開各顯示單元。應(yīng)該理解，在EOA物質(zhì)點(diǎn)32的邊界與第二導(dǎo)電層34的點(diǎn)的邊界不重合的情況下，顯示結(jié)構(gòu)30也將工作。
參照圖4，本發(fā)明的另一實(shí)施例示出為電光顯示結(jié)構(gòu)40，其在基于具有網(wǎng)格的柔性承載柵網(wǎng)方面類似于圖1中所示的結(jié)構(gòu)，并且具有填充所述網(wǎng)格的相同EOA層20和所述柵網(wǎng)下的一絕緣層26。不過，在這種情況下，所有導(dǎo)電纖維(線)42都被組織在沿一個方向排列的大致互相平行的一組纖維中，而非導(dǎo)電纖維44可以既橫穿導(dǎo)線42，又平行于導(dǎo)線42。一透明導(dǎo)電層以平行于導(dǎo)線42的分離縱向窄條52鋪置在結(jié)構(gòu)40中。每一窄條52與至少一條導(dǎo)線42電接觸，而每條導(dǎo)線42僅與一條窄條52相接觸。顯然，如果第二連續(xù)導(dǎo)電層28鋪置在絕緣層26上(照圖1中那樣)，那么就將獲得EOA區(qū)，其由限定在窄條52與第二導(dǎo)電層28(圖4中未示出)之間的多個獨(dú)立可控的窄條顯示單元來組成。
在圖4中，所示出的第二導(dǎo)電層以橫穿縱向窄條52的分離平行窄條58鋪置在絕緣層26上。這樣就形成了獨(dú)立可控像素的動態(tài)矩陣。例如，像素60限定在縱向窄條52a與橫向窄條58a之間的交疊區(qū)域中。所獲得的像素的大小不象現(xiàn)有技術(shù)中那樣受纖維直徑或柵網(wǎng)網(wǎng)格大小的限制。事實(shí)上，所述承載柵網(wǎng)僅確定了EOA層的厚度，其與纖維直徑相當(dāng)，而通過以窄條印刷導(dǎo)電層可以創(chuàng)建任意大尺寸的顯示單元。相鄰像素中的EOA物質(zhì)可以具有不同類型，例如產(chǎn)生紅色、綠色和藍(lán)色的類型，從而形成彩色顯示器。
例如，為了獲得雙面顯示器，第二導(dǎo)電層58和絕緣層26也可以是透明的。在這種情況下，通過印刷與窄條58相接觸的窄金屬導(dǎo)電窄條62，可以提供橫向窄條58a、58b等的更好的導(dǎo)電率。
參照圖5A(正視圖)和5B(后視圖)，本發(fā)明的又一實(shí)施例示出為顯示結(jié)構(gòu)70，其將靜態(tài)和動態(tài)顯示組合在一個單元組中。組合顯示結(jié)構(gòu)70包括承載柵網(wǎng)，具有填充有EOA物質(zhì)的多個網(wǎng)格和沿一個方向取向的導(dǎo)電纖維42。透明導(dǎo)電層22覆蓋所述柵網(wǎng)的正面?zhèn)?，絕緣層26覆蓋所述柵網(wǎng)的背面?zhèn)龋诙?dǎo)電層28覆蓋該絕緣層。顯示結(jié)構(gòu)70被分割成兩種類型的兩個或更多個區(qū)域。區(qū)域I按類似于圖3的方式組織一EOA物質(zhì)層以分離點(diǎn)或具有不同電光性質(zhì)的點(diǎn)72、74、76和78鋪置。透明導(dǎo)電層22作為一個連續(xù)點(diǎn)來覆蓋區(qū)域I，而第二導(dǎo)電層以分離點(diǎn)28a、28b、28c來鋪置，從而，區(qū)域I構(gòu)成具有很多靜態(tài)圖片的顯示。
區(qū)域II按照類似于圖4的方式來組織。透明導(dǎo)電層以平行于導(dǎo)線42并與它們電接觸的縱向窄條52來鋪置。第二導(dǎo)電層以橫穿縱向?qū)щ娬瓧l52的窄條58來鋪置。從而，在區(qū)域II中形成了獨(dú)立可控像素60的動態(tài)矩陣。區(qū)域II中的EOA物質(zhì)可以是統(tǒng)一的，用于產(chǎn)生單色矩陣顯示；或者所述像素可以具有不同的顏色，用于產(chǎn)生彩色顯示。因此，一個柔性顯示器既可以含有諸如徽標(biāo)、裝飾發(fā)光板的靜態(tài)圖片，又可以含有諸如動畫和/或運(yùn)動文字的動態(tài)圖像。
在圖6中示出了本發(fā)明的不同的方面，其顯示了顯示結(jié)構(gòu)80的橫截面視圖，對圖1的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡化，在所述承載柵網(wǎng)的正面?zhèn)葲]有透明導(dǎo)電層。它包括多條導(dǎo)電纖維12和非導(dǎo)電纖維14，這些形成了具有限定在所述纖維之間的網(wǎng)格的柔性承載柵網(wǎng)。一EOA物質(zhì)層20填充所述網(wǎng)格。該結(jié)構(gòu)具有絕緣層26，用于覆蓋所述柵網(wǎng)的背面?zhèn)?；和?dǎo)電層28，用于覆蓋絕緣層26，該導(dǎo)電層28可以按照點(diǎn)28a、28b、28c來鋪置。該顯示器可以具有鋪置在所述柵網(wǎng)上的可選透明層82，以保護(hù)和/或密封EOA層。在這種情況下，多個EOA區(qū)84形成在與導(dǎo)電纖維12和導(dǎo)電層28相鄰的“小格”中。不過，這些EOA區(qū)比利用圖1的透明導(dǎo)電層22所形成的EOA區(qū)更小。
應(yīng)該明白，導(dǎo)電纖維每條都具有它們自己的絕緣層(如圖6中標(biāo)號86下面所示)，該結(jié)構(gòu)可以在沒有絕緣層26的條件下工作。另外，圖1至5中所示的具有正面透明導(dǎo)電層的顯示結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)為沒有這種層，如圖6中所示。
盡管已經(jīng)對具體實(shí)施例進(jìn)行了說明，但是，在不偏離本發(fā)明的范圍的條件下，預(yù)期可以進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種電光顯示器，其包括多條纖維，它們中的至少一部分包括縱向?qū)щ妴卧?，所述纖維形成具有限定在其間的多個網(wǎng)格的柔性承載柵網(wǎng)；一電光激活(EOA)物質(zhì)層，用于填充所述網(wǎng)格；第一導(dǎo)電層，用于在所述承載柵網(wǎng)的一側(cè)覆蓋該承載柵網(wǎng)，所述導(dǎo)電層是透明的或半透明的，并且與所述導(dǎo)電單元的至少一部分電接觸；以及第二導(dǎo)電層，用于在所述承載柵網(wǎng)的另一側(cè)覆蓋該承載柵網(wǎng)，并與所述承載柵網(wǎng)相絕緣，從而形成所述第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層之間的電光激活區(qū)(EOA區(qū))。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電光顯示器，其中所述纖維以編織或針織方式被互鎖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電光顯示器，其中所述第二導(dǎo)電層是透明的或半透明的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電光顯示器，其中所述EOA物質(zhì)以分離點(diǎn)或以具有不同電光性質(zhì)的點(diǎn)填充所述承載柵網(wǎng)網(wǎng)格，所述點(diǎn)構(gòu)成顯示單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的電光顯示器，其中，所述第二導(dǎo)電層以分離點(diǎn)鋪置，從而將所述EOA區(qū)分成多個獨(dú)立可控的顯示單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的電光顯示器，其中，所述纖維被組織成至少兩組，第一組至少包括具有縱向?qū)щ妴卧睦w維，該第一組的纖維大致互相平行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的電光顯示器，其中，所述第一透明導(dǎo)電層以平行于所述第一組的纖維的分離縱向窄條來鋪置，每一窄條與所述第一組中的導(dǎo)電單元中的至少一個電接觸，所述導(dǎo)電單元中的每個僅與所述窄條中的一個接觸，從而將所述EOA區(qū)分成限定在所述窄條與所述第二導(dǎo)電層之間的多個獨(dú)立可控的窄條顯示單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的電光顯示器，其中，所述第二導(dǎo)電層以橫穿所述縱向窄條的分離平行窄條來鋪置，從而形成獨(dú)立可控顯示單元或像素的矩陣，每個顯示單元被限定在一縱向窄條與一橫向窄條之間的交疊區(qū)域中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的電光顯示器，其中，所述EOA物質(zhì)以具有不同電光性質(zhì)的點(diǎn)來填充所述承載柵網(wǎng)網(wǎng)格，所述點(diǎn)大致與所述像素重合。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的電光顯示器，其中，所述第二導(dǎo)電層以橫穿所述縱向窄條的分離平行窄條鋪置在所述顯示器的至少一部分上，從而形成所述一部分上的獨(dú)立可控顯示單元或像素的矩陣；所述第二導(dǎo)電層以具有任意形狀的分離點(diǎn)鋪置在所述顯示器的另一部分上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的電光顯示器，其中，所述顯示器的所述另一部分中的所述EOA物質(zhì)以分離點(diǎn)或以具有不同電光性質(zhì)的點(diǎn)填充所述承載柵網(wǎng)網(wǎng)格。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的電光顯示器，包括與所述第二導(dǎo)電層相接觸的多個拉長的導(dǎo)電單元，從而增強(qiáng)了所述第二導(dǎo)電層的導(dǎo)電率。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的電光顯示器，其中，所述第二導(dǎo)電層與所述導(dǎo)電單元由鋪置在所述柵網(wǎng)與所述第二導(dǎo)電層之間的絕緣層來絕緣。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的電光顯示器，其中，所述第二導(dǎo)電層與所述導(dǎo)電單元由鋪置在每個所述導(dǎo)電單元上的絕緣體來絕緣。
15.一種電光顯示器，其包括多條纖維，它們中的至少一部分包括縱向?qū)щ妴卧?，所述纖維形成具有限定在其間的多個網(wǎng)格的柔性承載柵網(wǎng)；一電光激活(EOA)物質(zhì)層，用于填充所述網(wǎng)格；以及導(dǎo)電層，用于在所述柵網(wǎng)的一側(cè)覆蓋該柵網(wǎng)，所述導(dǎo)電單元與所述導(dǎo)電層絕緣，從而形成與所述導(dǎo)電單元和所述導(dǎo)電層相鄰的電光激活區(qū)(EOA區(qū))。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的電光顯示器，其中，所述纖維以編織或針織方式被互鎖。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的電光顯示器，其中，所述導(dǎo)電層是透明的或半透明的。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的電光顯示器，其中，所述EOA物質(zhì)以分離點(diǎn)或以具有不同電光性質(zhì)的點(diǎn)來填充所述承載柵網(wǎng)網(wǎng)格，所述點(diǎn)構(gòu)成顯示單元。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的電光顯示器，其中，所述導(dǎo)電層以分離點(diǎn)鋪置在所述承載柵網(wǎng)上，從而將所述EOA區(qū)分成多個獨(dú)立可控的顯示單元。
全文摘要
一種電光顯示器，包括兩組纖維，其中一組包括導(dǎo)電纖維(12)，用于形成具有多個網(wǎng)格(18)的柔性承載柵網(wǎng)(16)；一電光激活(EOA)物質(zhì)層(20)，填充所述網(wǎng)格；第一透明導(dǎo)電層(22)，用于覆蓋所述承載柵網(wǎng)的一側(cè)，并與所述導(dǎo)線電接觸；第二導(dǎo)電層(28)，用于覆蓋所述柵網(wǎng)(16)的另一側(cè)，并與所述導(dǎo)線絕緣(26)，從而形成第一導(dǎo)電層(22)與第二導(dǎo)電層(28)之間的電光激活區(qū)。EOA物質(zhì)(20)和第二層可以按照形成顯示單元和圖片的點(diǎn)來鋪置。第一導(dǎo)電層(22)可以按照平行于所述導(dǎo)線的分離窄條來鋪置，而第二導(dǎo)電層(28)可以按照橫向窄條來鋪置，從而形成限定在交疊窄條之間的像素矩陣。
文檔編號G09F9/30GK1541505SQ02813461
公開日2004年10月27日 申請日期2002年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月5日
發(fā)明者拉斐爾·托佩博格, 拉斐爾 托佩博格 申請人:文森Ip公司