JP4768602B2 - フレキシブルディスプレイ - Google Patents

Description

本発明は、フレキシブルディスプレイの分野に関し、具体的には、繊維支持体、例えば衣服に組み込まれるフレキシブルディスプレイに関する。これらのディスプレイは、柔軟性をもつといわれる。応用は、とりわけ広告、安全、レジャー分野あるいは特別なイベントに関連する。特に、人が着る衣服上の視覚的情報の普及に関係し、この情報は、そのディスプレイのすぐそばにいる人々によって感知され得る。

フレキシブルディスプレイに用いられる現在の技術は、大きな欠点をもっている。これらの欠点によって、繊維支持体への組み込みは、妨げられており、あるいは大きな障害をもっている。これらの欠点には、例えば、ディスプレイの過度な剛性、バルクがあり、所望のタイプの応用とは両立できない電力消費量あるいは重量があり、さらには目的の繊維支持体に従って画面の美的特性をカスタマイズすることが不可能なことがあげられる。

本発明の目的は、前述の制限にあまり影響を受けないフレキシブルディスプレイを提供することである。

したがって、第１の態様によると、本発明は、
フレキシブル支持体と、
間隔をあけてフレキシブル支持体に固定された、複数の個別の光源と、
光源給電／制御手段と、
フレキシブル支持体に含まれ、前記光源給電／制御手段と前記複数の個別の光源との間で、前記複数の個別の光源に対する給電／制御信号を伝送する伝送手段と、
２つの隣接する個別の光源から来る光源を拡散し、光源に対向する拡散要素の一つの面上に実質的に連続する発光ディスプレイを形成する、光源をカバーする拡散要素と
を備えるフレキシブルディスプレイ
を提供する。

拡散要素によって、個別の各光源の視認性を増大させることが可能となる。一方、発光領域を小さくできる。このディスプレイの利点の一つは、単位領域当りの限定された数の光源を用いて、大きく非常に読みやすいディスプレイの製品を製造することを可能にすることである。これは、光源が間隔をあけて配置されることができるからである。これによって、非常にフレキシブルな画面が提供され、ここでは光源間の結合は、拡散要素によって形成される。本発明によるディスプレイの利点には、製造容易なこと、及び光源の数に比例するが、限られた電力による動作も含まれる。

好適実施形態では、光源は、フレキシブル支持体に、マトリクス配置で、固定されている。

さらに、ディスプレイは、拡散要素の表面をカバーし、光は透過するカバー要素を含む。このカバー要素は、特定の美的カバーを提供し、繊維支持体に組み込むのをより容易にする。

光源は、個別に制御して発光させることができるのが好ましい。

フレキシブル支持体は、ポリマーのフィルムあるいは基体とすることができる。例えば、商標名「カプトン」で知られている材料からなる。また、仏国特許出願０１／０２６２３で提案されているような、光学ファイバーのリボンからなっていてもよい。好ましい実施形態では、フレキシブル支持体は、繊維でつくられ、織り糸を含み、給電／制御信号を伝送するために用いられる導電性ワイヤを含む。さらに、個別の発光源は、導電性ワイヤに半田づけ可能である。

第２の態様によれば、本発明は、本発明によるディスプレイを含む繊維構造体を提供する。

好適には、例えば衣服あるいはリュックサックである繊維構造体は、下部ピースと光が透過する上部ピースをもつポケットを有し、少なくともディスプレイの複数の個別の光源と、フレキシブルディスプレイとは、前記下部ピース及び上部ピースの間に配置されて保持される。

ポケットは、ディスプレイを取り出す手段を備えている。この特徴によって、例えば、ディスプレイに危険を与えることなく繊維構造体を洗うために、ディスプレイを取り去ることができ、また、一つの繊維構造体から他の繊維構造体へディスプレイを移動することとができる。

そのポケットの上部ピースは、ディスプレイの拡散要素を組み込むこともできる。さらに、その表面に、拡散要素の表面をカバーするカバー要素を備えるようにもできる。

本発明の他の特徴と利点は、以下の説明を読むことによりより明らかになるであろう。これは、純粋に説明のためであり、添付の図面に関連して読まなければならない。

図１に、本発明の一実施形態のフレキシブルディスプレイ１の各種のコンポーネントを示す。これらのコンポーネントは、各コンポーネントの寄与を明らかにするために、重ね合わせることなく示されている。このフレキシブルディスプレイ１は、フレキシブル支持体２を備える。７×５の間隔の空いた個別の光源３からなるマトリクスは、フレキシブル支持体２に固定されている。この支持体は、後述する給電／制御手段から、光源３に給電し光源３を制御する目的の接続システムを備えている。フレキシブルディスプレイ１は、さらに光源３をカバーする拡散要素４を備える。この拡散要素４は、各光源の視認性を向上させる一方、光源の発光領域を超えて発光領域を減少させる。それにより、光源とは反対側にある、一方の面４ａ上で発光する２つの隣接する光源の間で人工的連続的結合を提供する。図では、ハッチングで示す光源が点灯であり、ブランクで示す光源は消灯している。さらに、フレキシブルディスプレイ１は、カバー要素を有しており、カバー要素は、さまざまな繊維材料、色彩、織りパターンあるいは編みパターンにより、ディスプレイ１に固有のカバーを提供することができる。このカバー要素５はさらに、例えばシール特性あるいは衝撃力特性のような新しい物理的特性を、ディスプレイ１に提供する。

なお、拡散要素４はそれ自体で、本明細書ではカバー要素５によって表される特徴を組み込むこともできる。

当該特定の実施形態では、フレキシブル支持体２は例えば、織物からなる。これは、前述のタイプであってもよい。光源３は、ＳＭＣ（表面実装素子）技術により、支持体２に直接載置され、はんだ付けされた複数のＬＥＤ（発光ダイオード）である。拡散要素４は、フレキシブルであり、発泡構造体、織物構造体あるいは編物構造体でもよい。拡散要素４とカバー要素５とは、例えば積層によって作られている。

図２に、糸織物で製造された織物製のフレキシブル支持体２を示す。これらの糸の間には、導電性の織られたワイヤ２１が、他の織物用糸に混入している。支持体２１は、例えば平面的な織り方で織られていて、導電ワイヤ２１がセグメントに分かれて見えるように、十分にゆるい（空きがある）メッシュ構造をもつ。使用されたワイヤの細さは、十分細く、良好に表面仕上げされた織物（０．１５ｍｍより小さい粗さ）を提供でき、さらにはんだ付け工具を用いて、従来のプリント回路にワイヤをはんだ付けする作業の間、十分に支持体として働くことができる。

この織物は、例えば電気的な観点からは絶縁され、かつ物理的応力、特にはんだ付けの温度に対して抵抗力をもっている。例えば、これらは、綿、ポリエステルあるいはポリアミドから作られている。

導電ワイヤ２１は、銅、錫メッキ銅、銀メッキ銅あるいは金メッキ銅からなり、お互いに電気的に絶縁するポリマ（例えばポリエステル）樹脂で覆われている。これらの導電ワイヤは、正確な織りパターンで織られていて、グループ分けすることにより、導電トラックを構成することができ、給電／制御モジュール２２、２３から、トラック上に配置されたＬＥＤ３まで、信号を伝送することができる。

導電トラックはそれぞれ、１以上の実質的に平行な導電ワイヤを有し、伝送される電力を分配できるようになっている。

図２に示すように、用いられる織りデザインによって、第１の横糸方向Ｔに沿った３つのトラック２４と、縦糸方向Ｃに沿った３つのトラック２５との配置が規定される。

直接配置されるＳＭＣタイプのＬＥＤは、横糸方向に沿ったトラック２４と、縦糸方向に沿ったトラック２５との交差部に配置される。これらのＬＥＤ３は、トラック２４にはんだ付けされる第１の制御電極２６と、トラック２５にはんだ付けされる第２の制御電極２７をもつ。このはんだ付けは、非常に短い時間で、かつ十分な高温で行われるので、絶縁被膜を熱で溶かして、導電ワイヤの保護絶縁被膜を非常にすばやく取り除くことができ、繊維の残余の部分にダメージを与えることなく、これらのワイヤをはんだ付けすることができる。さらに、横糸及び縦糸方向に沿った、トラック２４とトラック２５との交差部では、、トラックを構成するワイヤ２１は、織物工程を通じて接触しているが、ポリマー被覆（sheath)によってお互いに電気的に絶縁されているから、電気的に接続されることはない。

ワイヤ２１は、制御モジュール２２、２３に含まれる剛性のプリント回路に対するのと同様の方法で、はんだ付けすることができる。これらのワイヤはまた、モジュールに配置された「絶縁体除去」コネクタに接続してもよい。

最後に、ディスプレイを機械的に保護する観点から、フレキシブルな樹脂にＬＥＤ３を埋め込むこと、例えばシリコーンポリマのようなポリマで、スプレーするかあるいはコーティングすること、によって繊維装飾が施されてもよい、樹脂はいったん硬化すると、この保護層は良好なフレキシビリティもち、ＬＥＤ３を織物（布）上に所定の位置に保持する一方、その組立品がシールされることを保証する。

両モジュール２２、２３は、例えば電子的な多重制御モジュールである。それらは、ＬＥＤ３の照明を制御し、導電ワイヤを介して、各々に対して求められるディスプレイの輝度に依存する電流を、ＬＥＤに直接送る。

モジュール２２は、例えば縦糸方向トラック２５を制御する。すべての縦糸方向トラックの端の一つに接続され、そのため支持体２の側面の一方に沿って横糸方向に位置している。

モジュール２３は、例えば横糸方向トラック２４を制御する。すべての横糸方向トラックの端の一つに接続され、そのため支持体２の側面の一方に沿って縦糸方向に位置している。

ＬＥＤ３は、例えば時間走査則に従って、駆動される。例えば、制御モジュール２３は、横糸トラック２４を、給電端子に次々に接続する。この時間走査は、人間の目には知覚できない。モジュール２３によってアドレスされる一つの横糸トラック２４に対して、一つのＬＥＤ３は、縦糸トラックを介して、モジュール２２によって他の給電端子に接続されている場合には、実際に給電され発光する。モジュール２２については、例えば各縦糸トラック２５の入力に基づくスイッチを用いて、次々にＬＥＤが選択される。

光源、及び対応する給電／制御及び信号伝送手段に関連する支持体の他の実施形態もまた、想定することができる。

図３ａは、本発明による、ＬＥＤ３が固定されたフレキシブル支持体２によって表されるディスプレイを示す。ＬＥＤ３は、ディスプレイパターン「Ａ３」を表示するように、選択されている。

図３ｂは、本発明による、拡散要素４の表面４ａによって表されるディスプレイを示す。拡散要素４の表面４ａは、図３ａのフレキシブル支持体をカバーする。

図３ｃは、本発明による、図３ｂに示すディスプレイをカバーするカバー要素５によって表されるディスプレイを示す。

図４〜６は、本発明によるディスプレイの各種の実施形態であり、選択された拡散要素４のタイプ別に示す。各図は、図１、図３ｃに示すディスプレイ１の底部における最後の列に沿ってディスプレイ１を通る断面に対応している。

図４に示す拡散要素４によると（その厚さを変更することによって）、カバー要素５を、ＬＥＤ３から所望の距離に位置させることができる。当該本発明によるディスプレイ１から視える光点あるいは画素の領域は、そのためＬＥＤの照射円錐角α、拡散要素４の厚み、及びＬＥＤ間の間隔に依存する。この拡散要素４は、発泡体材料で製造することができる。

ＬＥＤ３は、フレキシブル樹脂に埋め込まれ、これにより、ディスプレイ１は、曲げによる機械的ストレスに耐えることができる。

図５に示すディスプレイ１の実施形態では、ＬＥＤ３による照射光は、透明な封入セル６からなる拡散要素内で、拡散し、散乱する。その光は、カバー要素５に投影する。これらのセル６同士は、お互いに固定されず、カバー要素５も、セル６に固定されないのが有利である。これによりディスプレイ１は、最大限のフレキシビリティをもつことが保証される。

図６に示すディスプレイ１の実施形態では、ＬＥＤ３による照射光は、カバー要素の機能をも提供する拡散要素４内に直接拡散する。拡散要素４は、特定の導光特性を表す材料からなり、その導光特性は、使用材料（例、ポリエステル、ポリアミド等）の性質又は、その構造（織物、編物構造、不織布、発泡体等）によるか、それらの組み合わせによる。

本発明によるディスプレイの主要な利点の一つは、所望の効果あるいは課せられた制約に従って、ディスプレイをつくる要素を適合させることができることである。

これは、特に拡散要素４の選択によるが、ディスプレイ１の表面に、より大きな画素あるいはより小さな画素を形成することが可能で、その結果、同一の画像を規定するのに、より多くの光源あるいはより少ない光源を利用することが可能であることによる。このようにして、特に光源の数によるが、課せられたフレキシビリティの制約に、ディスプレイのフレキシビリティを適合させることができる。

光源、拡散要素、及びオプションとしてカバー要素を含むフレキシブル支持体は、接着によって組み立てられることもできる。

他の実施形態では、フレキシブル支持体は、拡散要素に接着され、カバー要素は、単に拡散要素の上に置かれ、一方が他方の上でスライド可能なようにしてもよい。このスライドによる効果は、曲げに対するディスプレイ全体の抵抗を下げるという利点をもつ。

他の実施形態では、拡散要素とカバー要素は、接着あるいは縫うことにより一体にされ、その後これらを、光源に付属する支持体上に配置することができる。この場合も、スライドの可能性をもつ。

この組立作業は、各種のディスプレイの部品、すなわち光源に付属するフレキシブル支持体、拡散要素、及びできればカバー要素は、完全に密着してお互いを保持し、画面の画素の均一なサイズと視認性を提供することができることを、保証しなければならない。

本発明の他の態様は、本発明の第１の態様によるディスプレイを含む繊維構造体に関する。ディスプレイは、決められたとおりでもそうでなくても、各種方法で、繊維構造体に対して、組み付けられる。すなわち従来の男性用服飾品システム、例えばファスナ、ベルクロ（登録商標）・ストライプ、スナップ留め、あるいは縫いつけによって、組み付けることができる。他の実施形態では、ディスプレイ、あるいはディスプレイの構成要素（例えば、光源に付属する支持体、もしくは拡散要素及び／又はカバー要素にカバーされたディスプレイ）はまた、開口を介して適切なポケットに挿入することができる。このポケットの機能は、単に透明性の保持を提供するだけでなく、後に詳しく説明するように、さらに拡散要素及び／又はカバー要素を含むようにできる。特に、このポケットによると、ディスプレイが繊維構造体から取り外せるようにできる。

上述のように、拡散要素及び／又はカバー要素は、繊維構造体それ自体に作られることができる。例えば、それらは、上述のように、そして図７に示すように、保持ポケットの一部を形成してもよい。シャツ７は、ポケット８をもつ。ポケット８の上部１０は、実質的に長方形で、例えばお互いに縫い付けられた拡散要素とカバー要素からなり、カバー要素は、ＬＥＤからは反対側にある拡散要素の表面をカバーするように、配置されている。この上部ピースの周辺は、その一つだけは開放して、繊維構造体に縫い付けられて、繊維構造体上に、ポケットの下部ピースが規定され、さらに下部ピースと上部ピースとの間にハウジングを規定される。このハウジングは、図３ａに示すものと同様なＬＥＤ３を備えたフレキシブル支持体２の格納に適切な寸法をもつ。この支持体は、図７に示すように、挿入されてもよい。ポケットは、例えばファスナのような、閉止システムを備えることもできる。

上部ピース１０上のカバー要素により、ディスプレイが点灯するとき、シャツ７の表面の残りの部分について、境界が視認されないようにすることができる。

本発明によるディスプレイの場合に現れる画面のコンポーネントを組み立てるさまざまな可能な方法は、本発明による繊維構造体の場合に適用できる。

このようにして、本発明によるディスプレイは、多くの利点を有する。特に、フレキシビリティに関して、用いられる光源の数が比較的自由であるということ、拡散要素のサイズと重量により、画素が連続的にレンダリングされること、そして製造の容易化である。このように、コミュニケーション繊維構造物は形成されるので、高品質のディスプレイと着心地の良さを保証することができる。

本発明の一実施形態のフレキシブルディスプレイの種々のコンポーネントを示す図である。 本発明によるフレキシブル支持体の一実施形態を示す図である。 本発明によるフレキシブル支持体によって提供されるディスプレイを示す図である。 カバー要素でカバーされた、図３ａのフレキシブル支持体によって提供されるディスプレイを示す図である。 カバー要素でカバーされた、図３ｂに示されたフレキシブル支持体によって提供されるディスプレイを示す図である。 本発明によるディスプレイの第一実施形態の断面図である。 本発明によるディスプレイの第二実施形態の断面図である。 本発明によるディスプレイの第三実施形態の断面図である。 本発明による繊維構造体の一実施形態の断面図である。

Claims (18)

1. フレキシブル支持体（２）と、
   間隔をあけてフレキシブル支持体（２）に固定された、複数の個別の光源（３）と、
   フレキシブル支持体に含まれ、前記複数の個別の光源への給電／制御信号を伝送する伝送手段と、
   ２つの隣接する個別の光源から来る光を拡散するように光源（３）をカバーする拡散要素（４）であって、前記光源とは反対側にある該拡散要素の一つの表面（４ａ）上に実質的に連続する発光ディスプレイを形成する拡散要素と
   を備えるフレキシブルディスプレイ（１）。
2. 前記光源に対する給電／制御手段（２２，２３）を備える請求項１に記載のフレキシブルディスプレイ。
3. 前記光源（３）は、マトリクス配置で、フレキシブル支持体（２）に固定されている請求項１又は２に記載のフレキシブルディスプレイ。
4. 拡散要素の前記表面（４ａ）をカバーするとともに光を透過するカバー要素（５）を有する請求項１又は２に記載のフレキシブルディスプレイ。
5. 前記光源（３）は、個別に制御して、発光させることができる請求項１〜４のいずれか１項に記載のフレキシブルディスプレイ。
6. フレキシブル支持体（２）は、導電性ワイヤ（２１）を含む織り糸を有する繊維でできている支持体であり、
   前記給電／制御信号を伝送する給電／制御信号伝送手段（２４，２５）は、前記導電性ワイヤ（２１）を含み、 個別光源（３）は、導電性ワイヤに半田付けされている
   請求項１〜５のいずれか１項に記載のフレキシブルディスプレイ。
7. 光源（３）は、導電性ワイヤに半田付けされた発光ダイオードを含む請求項１〜６のいずれか１項に記載のフレキシブルディスプレイ。
8. 発光ダイオード（３）は、フレキシブルな樹脂に埋め込まれている請求項７に記載のフレキシブルディスプレイ。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載されたフレキシブルディスプレイ（１）を含む繊維構造体（７）。
10. 下部ピースと、光を通す上部ピース（１０）とを有するポケット（８）を有し、
    少なくとも、前記ディスプレイのフレキシブル支持体（２）と複数の個別光源（３）とは、前記下部及び上部ピース間に保持される請求項９に記載の繊維構造体（７）。
11. 前記ポケット（８）は、前記ディスプレイを取り出す手段を備える請求項１０に記載の繊維構造体（７）。
12. 前記上部ピース（１０）は、前記ディスプレイの拡散要素を組み込んだ請求項１０又は１１に記載の繊維構造体。
13. 導電性ワイヤ（２１）を組み込んだフレキシブル支持体（２）を製造するステップと、
    前記フレキシブル支持体の導電性ワイヤと複数の発光ダイオード（３）を接続するステップと、
    前記複数の発光ダイオードとは反対側にある拡散要素の一つの表面（４ａ）上に実質的に連続する発光ディスプレイを形成するために、前記複数の発光ダイオードからの光を拡散可能な拡散要素で前記複数の発光ダイオード（３）をカバーするステップと
    を備える請求項１に記載のフレキシブルディスプレイの製造方法。
14. 前記発光ダイオードは、前記フレキシブル支持体の導電性ワイヤと半田付けで接続する請求項１３に記載の製造方法。
15. 前記フレキシブル支持体（２）は、導電性ワイヤと非導電性糸とを織ることによって製造する請求項１３又は１４に記載の製造方法。
16. 前記織りは、導電性ワイヤがセグメントに分かれて見えるように織られる請求項１５に記載の製造方法。
17. 前記発光ダイオードは、横糸方向および縦糸方向に沿って伸びる導電性トラックの交差部に位置し、各導電性トラックは、一本の導電性ワイヤあるいは複数のほぼ平行な導電性ワイヤを含む請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の製造方法。
18. 前記発光ダイオードが、曲げによる機械的ストレスに耐えるように、フレキシブルな樹脂の中に埋め込まれるステップを有する請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の製造方法。

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