Результат интеллектуальной деятельности: СВЕТОИЗЛУЧАЮЩАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ ТКАНЬ С УЛУЧШЕННЫМ СВЕТОРАССЕИВАНИЕМ

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к светоизлучающей электронной ткани и способу изготовления такой светоизлучающей электронной ткани.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

С помощью интеграции источников света, таких как светоизлучающие диоды (LED-диоды), в тканевые, и тем самым создания светоизлучающих электронных тканей, могут быть достигнуты привлекательные визуальные эффекты.

В настоящее время, в целом, светоизлучающие электронные ткани имеют довольно низкое разрешение, то есть относительно велик промежуток между смежными источниками света.

Кроме того, было установлено, что конечные потребители зачастую предпочитают, чтобы светоизлучающая электронная ткань создавала впечатление, что источники света не являются изолированными пятнами света.

По этой причине предлагаемые в настоящее время светоизлучающие электронные ткани могут быть снабжены рассеивающим элементом, расположенным поверх источников света для достижения более равномерного выхода света от светоизлучающей электронной ткани.

WO 2006/129246 раскрывает рассеивающий элемент, образованный двумя слоями нетканой материи материала с различной плотностью, для еще большего улучшения равномерности светового выхода свето-излучающей электронной ткани раскрываемой выше.

Однако, по-прежнему, как представляется, еще есть возможность улучшения в стремлении к достижению светоизлучающей электронной ткани, которая обладает механическими свойствами, подобными ткани, таким образом, обеспечивая хорошую равномерность светового выхода, и проста в изготовлении.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

С учетом вышеупомянутых и других недостатков предшествующего уровня техники общей задачей настоящего изобретения является представление улучшенной светоизлучающей электронной ткани.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предусматривается светоизлучающая электронная ткань, содержащая гибкий держатель компонентов, имеющий множество источников света, расположенных на нем; покровную ткань, приспособленную для прохождения через покровную ткань света, излучаемого источниками света; и светорассеивающий элемент, расположенный между источниками света и покровной тканью, светорассеивающий элемент состоит из слоистой структуры, образуемой множеством светорассеивающих слоев, причем смежные светорассеивающие слои в слоистой структуре разнесены по меньшей мере в частях светорассеивающего элемента, соответствующих положениям источников света.

Гибкий держатель компонентов может, например, содержать гибкую печатную плату или тканевую подложку, содержащую проводящие линии. Такая тканевая подложка может, например, быть образована с использованием переплетенных проводящих и непроводящих нитей.

Настоящее изобретение основано на осуществлении того, что светоизлучающая электронная ткань, демонстрирующая выход равномерного света, равно как и механические свойства, подобные ткани, может быть получена посредством рассеивания светового выхода источников света, содержащихся в светоизлучающей электронной ткани с использованием многослойной рассеивающей структуры, в которой смежные светорассеивающие слои разнесены.

Из-за поверхности раздела между светорассеивающими слоями и воздухом может быть достигнуто очень эффективное рассеивание света при использовании меньшего количества светорассеивающего материала, чем в известных светоизлучающих электронных тканях. Использование меньшего количества светорассеивающего материала может снизить поглощение и обратное рассеивание, происходящее в светорассеивающем элементе, что повышает эффективность выхода светоизлучающей электронной ткани.

Кроме того, промежуток между смежными светорассеивающими слоями облегчает относительное движение между смежными светорассеивающими слоями, что обеспечивает больше механических свойств, подобных ткани, светоизлучающей электронной ткани.

Промежуток между смежными светорассеивающими слоями в слоистой структуре преимущественно может быть достигнут посредством конфигурации слоистой структуры, содержащейся в светорассеивающем элементе, так что, по меньшей мере, один из светорассеивающих слоев искривлен таким образом, что смежные светорассеивающие слои в точках вдоль линии, проходящей через слоистую структуру, обладают взаимно различными радиусами кривизны. Тем самым характерная эластичность светорассеивающего слоя (слоев) приведет к упругой силе, действующей для удерживания разнесенными смежных светорассеивающих слоев. Эта конфигурация слоистой структуры, содержащаяся в светорассеивающем элементе, может быть достигнута различными путями. Ниже будут предоставлены несколько различных вариантов осуществления, в которых смежные светорассеивающие слои обнаруживают взаимно различные радиусы кривизны в точках вдоль прямой, проходящей через все светорассеивающие слои слоистой структуры практически перпендикулярно светорассеивающему элементу.

Согласно различным вариантам осуществления, слоистая структура может успешно быть образована посредством гибкого полотна, сложенного вокруг себя хотя бы один раз. Этот путь предоставления слоистой структуры очень хорошо подходит для обычного производства ткани, что делает возможной низкую стоимость производства и широкий выбор потенциального производственного оборудования.

Кроме того, слоистая структура может быть образована по меньшей мере двумя гибкими частями полотна, соединенными вместе, по меньшей мере, одним соединителем, расположенным вдоль их соответствующих границ.

Очевидно, что гибкие части полотна могут быть соединены вместе с помощью любой техники присоединения, известной специалистам, например с помощью шитья, сварки, наплавки и т.д.

Согласно одному из примеров, по меньшей мере, одно соединение может быть расположено между смежными светорассеивающими слоями в слоистой структуре, содержащейся в светорассеивающем элементе.

Более того, по меньшей мере две гибкие части полотна, соединенные вместе, могут быть разного размера. Соединяя части полотна разного размера таким образом, можно получить выпуклость, в результате чего соседние светорассеивающие слои могут быть разнесены без использования дополнительных структур, таких как разделяющие элементы.

Кроме того, по меньшей мере один светорассеивающий слой может быть слоем ткани. В частности, слоистая структура может быть образована полотном ткани, сложенным вокруг себя хотя бы один раз, или, по меньшей мере, двумя различных размеров гибкими частями полотна, соединенными вместе вдоль соответствующих их границ, где по меньшей мере одна из гибких частей полотна является частью полотна ткани.

Под «тканью» в контексте настоящего приложения следует понимать материал или продукт, который полностью или частично изготовлен из текстильного волокна. Ткань может, например, быть изготовлена с помощью тканья, плетения, вязания, вязания крючком, стежки или валяния. В частности, ткань может быть тканой или нетканой.

Светорассеивающий элемент может предпочтительно содержать, по меньшей мере, одно полотно нетканого тканевого материала, поскольку нетканые тканевые материалы хорошо подходят для обеспечения сочетания эффективного рассеивания света и желаемых подобных ткани механических свойств светоизлучающей электронной ткани.

Для обеспечения высокой степени устойчивости разнесения между смежными светорассеивающими слоями в частях светорассеивающего элемента, соответствующих положениям источников света, смежные светорассеивающие слои в слоистой структуре могут быть преимущественно разнесены на расстояние, соответствующее, по меньшей мере, одной четверти толщины одного из смежных светорассеивающих слоев по меньшей мере где-либо в слоистой структуре.

Для обеспечения даже более высокой степени устойчивости промежутка между смежными светорассеивающими слоями в частях светорассеивающего элемента, соответствующего положению источников света, смежные светорассеивающие слои в слоистой структуре могут быть преимущественно разнесены на расстояние, соответствующее, по меньшей мере, половине толщины одного из смежных светорассеивающих слоев по меньшей мере где-либо в слоистой структуре.

В этом контексте следует отметить, что светорассеивающие слои, изготовленные из различных светорассеивающих материалов, такие как нетканая ткань, могут иметь волокна, выходящие за ее поверхность. Такие волокна, торчащие из поверхности, не следует рассматривать как входящие в толщину светорассеивающего слоя.

Согласно различным вариантам осуществления, покровная ткань может, кроме того, быть приспособлена для охвата гибкого держателя компонентов и светорассеивающего элемента. В частности, покровная ткань может быть выполнена с возможностью сжимать светорассеивающий элемент, при этом может быть получен надежный и равномерный промежуток между смежными светорассеивающими слоями в слоистой структуре.

Кроме того, покровная ткань может содержать отражающую часть покровной ткани и пропускающую часть покровной ткани чехла, вышеупомянутая отражающая часть покровной ткани обладает более высоким оптическим отражением и меньшим оптическим пропусканием, чем пропускающая часть покровной ткани. За счет использования этой конфигурации, свет, излучаемый источниками света может рассеиваться даже больше, и выход света от светоизлучающей электронной ткани может направляться на те ее части, где желателен выход света.

С этой целью, часть пропускающей ткани чехла может предпочтительно быть выполнена для приема света, прошедшего непосредственно через рассеивающий элемент непосредственно из, по меньшей мере, от одного из источников света.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения, предлагается способ производства светоизлучающей электронной ткани, содержащий этапы: предоставления гибкого держателя компонентов, имеющего множество источников света, расположенных на нем; предоставления светорассеивающего элемента, содержащего слоистую структуру, сформированную множеством светорассеивающих слоев поверх источников света; охвата гибкого держателя компонентов и светорассеивающего элемента покровной тканью таким образом, что смежные светорассеивающие слои в слоистой структуре разнесены, по меньшей мере, в частях светорассеивающего элемента, соответствующих расположению источников света.

Этап охвата может включать в себя следующие этапы: предоставление покровной ткани в виде преимущественно тканевой структуры в форме трубы, а также введение гибкого держателя компонентов и светорассеивающего элемента в ткань преимущественно структурой в форме трубы.

Кроме того, варианты осуществления и эффекты, связанные с этим вторым аспектом изобретения, во многом аналогичны тем, которые предусмотрены выше первым аспектом настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие аспекты настоящего изобретения будут описаны более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, показывающие предпочтительные в настоящее время варианты осуществления изобретения, в которых:

Фиг. 1 схематически иллюстрирует примерное применение для различных вариантов осуществления светоизлучающей электронной ткани согласно настоящему изобретению;

Фиг. 2 представляет собой увеличенный вид в перспективе светоизлучающей электронной ткани на Фиг. 1;

Фиг. 3 представляет собой схематический разрез примерного варианта осуществления светоизлучающей электронной ткани на Фиг. 1;

Фиг. 4 представляет собой схематический разрез другого примерного варианта осуществления светоизлучающей электронной ткани на Фиг. 1;

Фиг. 5 представляет собой схематический разрез дополнительного примерного варианта осуществления светоизлучающей электронной ткани на Фиг. 1;

Фиг. 6 представляет собой блок-схему, схематически иллюстрирующую способ производства согласно варианту осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

В следующем описании настоящее изобретение описано со ссылкой на светоизлучающую электронную ткань, в которой светорассеивающий элемент состоит из одного или нескольких полотен нетканого текстильного материала, охваченный трубчатой покровной тканью.

Следует отметить, что это никоим образом не ограничивает объем изобретения, которое в равной степени применимо и к другим светоизлучающим электронным тканям, в которых покровная ткань обеспечена по-другому, например как одностороннее покрытие, прикрепленное к гибкому держателю компонентов. Кроме того, светорассеивающий элемент может быть образован слоистой структурой любой другой подходящей конфигурации, образованной множеством светорассеивающих слоев, таких как слои тканой ткани, слои пены или слои различных светорассеивающих материалов, пригодных для использования в светоизлучающей электронной ткани.

Фиг. 1 схематически иллюстрирует примерное применение для различных вариантов осуществления светоизлучающей электронной ткани согласно настоящему изобретению; в виде пары брюк 1 со светоизлучающей электронной тканью 2 в виде полосы, проходящей по всей длине штанины брюк 1. Как схематично указано на Фиг. 1, светоизлучающая электронная ткань 2 излучает свет, как может показаться, постоянно меняющегося цвета. Такой внешний вид стал возможным благодаря распространению света, упомянутому в настоящем документе, как рассеивание света, светорассеивающим элементом, входящим в состав светоизлучающей электронной ткани 2.

Как указано на рисунке, Фиг. 2 схематично показывает частичный разрез в перспективе увеличенной части светоизлучающей электронной ткани 2 на Фиг. 1. Ссылаясь на Фиг. 2, светоизлучающая электронная ткань 2 содержит гибкий держатель 3 компонентов, имеющий множество источников света 4a-d, размещенных на нем; покровную ткань 5, выполненную для охвата гибкого держателя компонентов и светорассеивающего элемента 6, расположенного между источниками света 4a-d и покровной тканью 5.

В примере осуществления, показанном на Фиг. 2, гибкий держатель компонентов приводится в виде тканевой ленты 3 с множеством светодиодов 4a-d, расположенных на ней. Светодиоды 4а-d, хотя и это и не видно на Фиг. 2, электрически соединены с проводящими нитями, проходящими по длине тканевой ленты 3.

Светорассеивающий элемент 6 содержит слоистую структуру, в которой, по меньшей мере, один из светорассеивающих слоев искривлен таким образом, что смежные светорассеивающие слои обладают взаимно различными радиусами кривизны в точках вдоль линии, проходящей через слоистую структуру светорассеивающего элемента 6. Типовой светорассеивающий элемент 6, видимый на Фиг. 2, приводится в виде полотна нетканой ткани 7, то есть сложенной дважды вокруг себя, чтобы сформировать два воздушных зазора 8а-б. Такая конфигурация светорассеивающего элемента 6 будет более подробно описана ниже со ссылкой на фиг. 3, которая является разрезом примера осуществления светоизлучающей электронной ткани 2 в соответствии с изобретением.

Со ссылкой на Фиг. 3, схематически показан вариант осуществления светоизлучающей электронной ткани 2 на Фиг. 1, имеющей практически ту же конфигурацию, как и указанная на Фиг. 2. В варианте осуществления, показанном на Фиг. 3, однако, покровная ткань 5 имеет отражающую часть 10а покровной ткани и пропускающую часть 10b покровной ткани. Отражающая часть 10a покровной ткани имеет отражающую поверхность, обращенную к гибкому держателю 3 компонентов. Отражающая поверхность, например, может быть получена за счет предоставления отражающей части 10a покровной ткани, сделанной из отражающих волокон, таких как стекловолокно, посредством обеспечения внутренней поверхности отражающей части 10а покровной ткани с отражающим покрытием или крепления гибкого отражателя, например отражающей фольги, на отражающую часть 10а покровной ткани.

Обращаясь снова к Фиг. 3, световое рассеивание, полученное через слоистую структуру светорассеивающего элемента 6, будет теперь описано путем частичного отслеживания отдельного светового луча, излучаемого светодиодом 4а. Как можно видеть на Фиг. 3, световой луч 11, излучаемый светодиодом 4а, сначала попадает на первый светорассеивающий слой 12а, образованный сложенным вокруг себя нетканым текстильным полотном 7. В первом светорассеивающем слое 12а световой луч рассеивается, то есть распространяется вне, как это схематически показано пунктирными стрелками на Фиг. 3. Затем, как можно видеть на Фиг. 3, рассеянные световые лучи проходят через воздушные зазоры 8а-b между разнесенными светорассеивающими слоями 12а-с и через второй 12b и третий 12c светорассеивающие слои и далее распространяются вне. Как можно понять, изучая Фиг. 3, может быть достигнуто очень эффективное рассеивание света с помощью относительно небольшого количества светорассеивающего материала.

Кроме того, светорассеивающие слои 12а-с могут свободно перемещаться, по меньшей мере, в некоторой степени относительно друг друга, когда светоизлучающая электронная ткань 2 согнута, что вызывает ощущение ткани светоизлучающей электронной ткани 2.

Как схематически показано на Фиг. 3, часть света, специально показанная в виде светового луча 13 на Фиг. 3, будет направлена на отражающую часть 10а покровной ткани, где световой луч 13 отражается и дальше рассеивается перед выходом из светоизлучающей электронной ткани 2 через пропускающую часть 10b покровной ткани.

Как было упомянуто кратко выше в связи с Фиг. 2, смежные светорассеивающие слои 12а-с разнесены с помощью упругой силы в результате складывания нетканого текстильного полотна 7. Как схематически показано на Фиг. 3, смежные светорассеивающие слои, в данном случае, верхний светорассеивающий слой 12с и средний светорассеивающий слой 12b, оба, искривлены таким образом, что они обладают взаимно различными радиусами кривизны R1, R2 в точках P1, P2 вдоль линии 14, проходящей через слоистую структуру светорассеивающего элемента 6.

Фиг. 4 представляет собой схематический разрез другого примера осуществления светоизлучающей электронной ткани на Фиг. 1. Этот вариант осуществления отличается от описанного со ссылкой на Фиг. 3 тем, что светорассеивающий элемент 6 содержит слоистую структуру, образованную двумя гибкими частями 16а-b полотна, которые соединяются вместе соединителем 17, расположенным между светорассеивающими слоями, образованными двумя гибкими частями 16а-b полотна. Как схематически показано на Фиг.4, такое размещение соединителя 17 приводит к тому, что смежные светорассеивающие слои 16а-b оба искривлены таким образом, что они обладают взаимно различными радиусами кривизны R1, R2 в точках P1, P2 вдоль линии 14, проходящей через слоистую структуру светорассеивающего элемента 6.

Фиг. 5 представляет собой схематический разрез другого примера осуществления светоизлучающей электронной ткани на Фиг. 1. Этот вариант осуществления отличается от описанного со ссылкой на Фиг. 4 тем, что светорассеивающий элемент 6 содержит слоистую структуру, образованную тремя разного размера гибкими частями 19a-c полотна, которые соединены вместе вдоль своих границ соединителем 20. Снова данная конфигурация приводит к тому, что смежные светорассеивающие слои 19а-b оба искривлены таким образом, что они обладают взаимно различными радиусами кривизны R1, R2 в точках P1, P2 вдоль линии 14, проходящей через слоистую структуру светорассеивающего элемента 6.

Следует отметить, что стрелки, обозначающие R1, R2 и т.д., на Фиг. 3-5 просто указывают общие направления между связанными точками пересечения P1, P2 и их соответствующими центрами кривизны.

Вариант осуществления способа изготовления светоизлучающей электронной ткани согласно вариантам осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылкой на блок-схему на Фиг. 6 и Фиг. 2.

На первом шаге 601 предусматривается гибкий держатель компонентов, имеющий множество источников света 4а-d, расположенных на нем. Далее, светорассеивающий элемент 6, содержащий слоистую структуру, образованную множеством светорассеивающих слоев, обеспечен поверх гибкого держателя 3 компонентов для того, чтобы покрыть источники света 4а-d на шаге 602. Светорассеивающий элемент может предпочтительно быть присоединен к гибкому держателю компонентов, например, с помощью фиксации поверхности светорассеивающего элемента к произвольным точкам на поверхности гибкого держателя 3 компонентов или с помощью какого-либо элемента сцепления, такого как клей или разъем для механического соединения. Покровная ткань 5 преимущественно структурой в форме трубы предусматривается на шаге 603, и, наконец, гибкий носитель 3 компонентов и светорассеивающий элемент 6 вводятся в покровную ткань 5 на шаге 604.

Кроме того, изменения к раскрываемым вариантам осуществления могут быть понятны и осуществлены специалистами при применении на практике заявленного изобретения, после изучения чертежей, раскрытия информации и формулы изобретения. В формуле изобретения слово "содержащий" не исключает и других элементов или этапов, употребляемых в единственном числе, не исключает множественности. Единственный процессор или другое устройство может выполнять функции нескольких элементов, изложенных в формуле изобретения. Тот факт, что некоторые признаки излагаются во взаиморазличных зависимых пунктах, не означает, что сочетание этих признаков не может быть использовано с выгодой.