CN1649539A - 编织电子纺织品、纱和物品 - Google Patents

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Abstract

一种编织物品(100)，其包括在经纱中的复数个电绝缘和/或导电纱(110、120)和与经纱中的纱(110、120)交织的纬纱中的复数个电绝缘和/或电导电纱(130、140)。经纱和/或纬纱中的功能纱(150、150′、150a－150f)包括一伸长基板(152)，其上包括至少一个电导体(154、155、156、157、158、159)和至少一个电子装置(160、170)，其中该至少一个电导体(154、155、156、158)直接和/或间接地提供一用于连接到该电子装置(160、170)的电触点(154、155、156、157、158、159)。

Description

编织电子纺织品、纱和物品
技术领域
本专利申请案要求2002年5月10日提交的第60/379,723号美国临时专利申请案、2002年10月17日提交的第60/419,159号美国临时专利申请案和2003年2月13日提交的第10/366,441号美国专利申请案的权利。
本发明涉及一种编织物品和方法，且更具体说来是涉及一种其中具有一电子电路编织的编织纺织品和/或物品和用于其的方法。
背景技术
在从军事到运动到服装的许多致力领域中，存在对用以并入织物和由织物制成的物品中的电子电路的需要。在某些实例中，例如在电热毯和导电织物中，将电阻器和/或导电体编入具有绝缘纱的织物中以提供所要的电阻加热和/或导电性特征。在此等相对简单的排列中，电阻加热纱的特征决定了编织电热毯的加热特征，且导电纱的导电性大体上决定了织物的导电性特征。换句话说，导电纱的数目和尺寸决定织物的导电性。
除了上述的相对简单的排列之外，当需要更复杂的电功能性时，在织物织成之后将电路添加到织物中。在这些方法中有将电路基板层压到织物中(例如，如标题为″Methodof Manufacturing a Fabric Article to Include Electronic Circuitry and anElectrically Active Fabric Article，″的B.Farrell等人的第2002/0076948号美国专利公开案中所述)，和将电导体和电路刺绣和/或嵌花到织物之上(例如，如标题为″Electrically Active Texiles and Articles Made Therefrom″的E.R.Post等人的第6,210,771号美国专利和发表于IBM Systems Journal，第39卷，第3及4期，第840-860页，2000年的由E.R.Post等人所著的标题为″E-Broidery：Design andFabrication of Texile-Based Computing″的文章所述)。此外，Jayaraman等人的标题为″Fabric or Garment With Integrated Flexible Information Infrastructure″的第6,381,482号美国专利中描述了将电组件附加到织物(包括导电纱)的排列，例如通过焊接和/或导电粘合剂将该等组件连接到导电纱。
在上述的排列中，在织物已经织成之后(例如)通过刺绣或通过嵌花或通过机械固定来添加电的电子功能，从而向制造过程添加了额外步骤和额外复杂性。此外，其特定排列似乎适于具有相应的特定制造的一个特定应用或用途，而似乎不适用于其中直到织物织成(意即制成)之后才需要指定或决定所生成的织物的功能与操作的有效而相对一般的制造。
发明内容
因此，需要一种其中具有织成的电子电路功能的编织纺织品和物品。
为此目的，本发明的编织物品包括经纱中的复数个电绝缘和/或导电纱和与经纱中的纱交织的纬纱中的复数个电绝缘和/和导电纱。经纱和/和纬纱中的功能纱包括一伸长基板，其上包括至少一个电导体和至少一个电子装置，其中该至少一个电导体提供了用于连接到该电子装置的电触点。
附图说明
结合附图的图形，将更容易且更好地理解本发明的较佳实施例的详细描述，其包括：
图1为包括本发明的一示例实施例的示例织物的平面示意图；
图2为关于图1的织物的包括示例电子电路功能的纱的平面示意图；
图3为包括本发明的一示例实施例的示例织物的平面示意图；
图4为关于图3的织物的包括一示例电子电路功能的纱的平面示意图；
图5A至5G为包括适用于如图1和图3中说明的织物的示例电子电路功能的纱的示例实施例的平面示意图；
图6A和6B为说明适于形成上文所述的织物的示例实施例的示例织机排列的示意图；
图7为包括适用于图6A至6B的示例织机排列的示例电子电路功能的示例纱的示意图；
图8为适用于完成根据图6A至6B和图7织成的织物的示例滚筒排列的示意图；
图9为示例编织纺织品的示意图，其说明了结合图1至图5G的排列有用的普通编织和复杂编织，且
图10A为包括液晶组件的示例编织物品的实施例的等距视图示意图，图10B为其一部分的放大图，且图10C为其功能纱的平面示意图。
在附图中，如果一组件或特性显示于一个以上的图形中，那么相同的字母数字符号可用来表示每个图形中的组件或特征，且如果紧密相关或改良的组件显示于图形中，那么原来的相同的字母数字符号可用来表示改良的组件或特性。类似地，可通过附图的不同图形中的相似字母数字符号和用说明书中的相似术语来表示相似组件或特性，但在附图中在其前面加上了所述实施例所独有的数字。应注意的是，根据共同实践，附图的各个特性不是按比例描画的，且为简洁起见各个特性的尺寸是经任意放大或缩小的。
具体实施方式
编织纺织品大体上包括两组相对直的纱——交叉并交织来形成织物的经纱和纬纱。通常在编织时经纱与纬纱大约以直角交叉，但可以以任何角度交叉。同样，织物通常被编织成具有一给定宽度，但可具有任何想要的长度。经纱是沿织物的长度方向(通常为其较长的尺寸)前进，且纬纱是沿其交叉或宽度方向(通常为其较短的尺寸)前进。由于现代化的电脑控制织机，可自动执行编织过程且可响应电脑指令中所描述和/或源自电脑辅助设计程序的编织指令。此等现代化织机将不难完成更复杂的编织，如纱罗编织，其中一对经纱以8字形系列与纬纱缠绕，可采用两组以上的纱和/或除了经纱和/或纬纱中的平纹编织之外的编织。
通常是选择长的、柔韧的且相对薄的纱来提供所要的长度、耐损性、洗涤、耐久性和打算使用织物的最终用途的其它要求。如果经纱和/或纬纱中的一部分是导电的，那么编织织物可以以类似于电路板的方式来起作用，意即，该导电纱可按照需要在编织织物的多个位置之间提供电连接、和/或电连接到织物之外的位置、和/或与概括在该织物中的电气组件和/或电子组件进行电连接。
本文中描述的编织纺织品和织物的实施例大体上包括可在经纱和/或纬纱中(但通常在纬纱中)的“功能纱”，其包括伸长的电基板和/或电子基板，在该基板上安置有一个或多个电导体和连接到该等电导体中的一个或多个上的复数个电气装置和/或电子装置。换句话说，功能纱为任何电基板和/或电子基板，其包括执行电气和/或电子功能的电导体和电气和/或电子装置，其中该基板可用作纱和织品。
图1为包括本发明的示例实施例的示例编织织物100的平面示意图，且图2为对于图1的编织织物而言的包括示例电子电路功能的纱150的平面示意图。织物100为包括经纱中的绝缘纱110和导电纱120和纬纱中的绝缘纱130和功能纱150的平纹编织织物。织物100还可包括纬纱中的导电纱。绝缘纱110被安置在经纱中相邻导电纱120之间以在其间提供绝缘分隔物，且绝缘纱130被安置在经纱中相邻功能纱150(和/或导电纱(若存在))之间以在其间提供绝缘分隔物。
图2的功能纱150包括在绝缘电基板或电子基板152之上的多个电导体154、156、158和电子装置160。在图1和图2的特定实例中，电子装置160为回应施加至其的电信号而发光的发光二极管(LED)160。基板152为柔性绝缘材料(如聚酰亚胺或聚酯或适用作电基板的其它材料)的伸长带。可通过任何适当的途径使导体154-158成形于基板152上，例如通过使用已知用来制造柔性印刷电路的方法来蚀刻一附着到基板152的导电金属层(如铜层)及其类似方法。如所说明的，导体154大体上延伸了基板152的长度以提供到其上的所有LED160的共同连接，且向其施加用于启动LED160的电信号。导体158提供电触点158，向该触点158施加一电信号用来启动LED160，且每个触点158均通过导体156连接到相应的LED160。
经纱中的导电纱120与纬纱中的功能纱150和/或导电纱之间的电连接可通过其间的实体接触以具有通常的纱紧密度和/或密度的平纹编织来圆满地达成，而无需任何机械附着。视需要，可通过(例如)如少许的导电粘合剂或焊料的机械附着而在每个接点158处补充由实体接触(例如摩擦接触)提供的电连接。为适当电触点，可配准功能纱150使得其上的触点158各自位于它们所交叉的导电纱120之下。为此，功能纱150可包括位于其一端的一个或多个配准标志或标记180，使得织机可在编织过程中感测其位置以提供适当的配准。
视需要，导体154和/或触点158可涂覆有一绝缘涂层——除了将与其形成电连接的位置之外。同样，导体154和/或触点158视需要可在与其形成电连接的位置涂覆少许导电粘合剂，例如在LED160的终端位置和/或与导电纱120的相交处。可通过任何合适的途径(例如通过焊接或导电粘合剂)将LED160连接到基板152。
每个LED160可通过在共同导体154和与该LED相关联的触点158之间施加适当电信号来照明。在织物100中，每个导电纱120与功能纱150相交以覆盖于其触点158中的一个之上。因此，每个LED160的一个终端通过触点158被连接到可在织物100的边缘接入的导电纱120，且一端被连接到可在织物100的另一边缘接入的导体154，因而每个LED160可通过向合适的导电纱120和导体154施加电信号而启动。织物100的LED160聚集为一具有行导体120和列导体154的可寻址被动矩阵显示中，藉此可寻址任何一个或多个LED160。或者且视情况，可为功能纱150的每个LED160或LED160组提供限流电阻器R。
所述织物100是编织被动矩阵显示，其中可通过在选中的导体120与154之间施加适当的电信号来照明任何模式的LED160。然而，借助功能纱150上的额外导体和/或电子装置，可提供主动矩阵显示和/或非矩阵显示和/或具有个别可寻址像素(LED)的显示，如下文所述。因此，LED160或任何其它电子装置160可以以程序化的模式和/或顺序来通电和/或操作，(例如)用以提供字母数字的或其它字符显示，或用以提供像素显示，或用以提供循序感测不同的试剂和/或处理所感测到的数据的传感器阵列织物。
应注意的是，在诸如纺织品或纺织品物品的实际应用中，织物100可能更大且可在经纱和纬纱二者中含有更多的一种或多种类型的纱，且功能纱150可能更长且含有更多的LED160。因此，可将图1和图2和本文的其它图形理解为说明织物的一部分或功能纱的一部分。
适当的绝缘纱包括但不限于(例如)棉花、羊毛、丝绸、亚麻布、亚麻、丝绸透明硬纱(silk organza)、合成纤维织物、塑料、聚酯和其类似物的纱和/或线和/或纤维，无论是否是纤维、线、单丝、多股的、纺成的、捻合的或是以其它方式构成的，此可为常规的或非常规的。
适当的导电纱包括但不限于(例如)铜、钢、不锈钢、镍、银、金和/或其它金属线，不管是单丝或多股的、捻合的或编辫的或金属丝或片金(flat strip)、导电金属和绝缘线和/或绳股的组合、导电塑料和其类似物。一种适当的导电纱为Aracon纱，其包括具有金属镀层的Kevlar聚合物的一个或多个绳股或丝线且可自EX duPont deNemoirs和Company of Wilmington，Delaware购得。Aracon纱的电导电率可接近于铜的电导电率(例如，约10-3欧姆/cm)。其它适当的导电纱包括金属包覆纱和金属电镀纱和其类似物。
图3为包括本发明的示例实施例的示例编织织物100’的平面示意图，且图4为关于图3的编织织物的包括示例电子电路功能的纱150’的平面示意图。织物100’为平纹编织织物，其包括经纱中的绝缘纱110和导电纱120、122、124和纬纱中的绝缘纱130和功能纱150’。织物100’还可包括纬纱中的导电纱。绝缘纱110被安置在经纱中的相邻导电纱120、122、124之间以在其间提供绝缘分隔物，且绝缘纱130被安置于经纱中的相邻功能纱150(和/或电导电纱(若存在))之间以在其间提供绝缘分隔物。
图4的功能纱150’包括在绝缘电基板或电子基板152上的复数个电导体154、155、156和电子装置160。在图3和图4的特定实例中，电子装置160为传感器，例如温度传感器。基板152为绝缘材料的伸长带，例如，聚酰亚胺或聚酯或其它适用作电基板的材料。
图4为“背后”视图，仿佛基板152是透明的，使得其前表面上的导体154、155、156和附着至其的传感器160为可见的。可通过任何适当的途径使导体154至156成形于基板152上，例如通过使用已知用来制造印刷电路的方法来蚀刻一附着到基板152的导电金属层(如铜层)及其类似方法。如所说明的，导体154、155和156各自延伸大体上基板152的长度，以提供到其上的所有传感器160的三个共同连接。导体154提供一共同或接地连接，导体156经由触点166为每个传感器160提供用于电源连接。导体155提供一导体和触点165，用于施加一用于启动和/或读取传感器160的电信号并接收一包括自传感器160读出的数据或信息的电信号。
经纱中的导电纱120、122、124与纬纱中的功能纱150’和/或导电纱的导体154、155、156之间的电连接可通过其间的实体接触以具有通常的纱紧密度和/或密度的平纹编织来圆满地达成，且可通过(例如)少许的导电粘合剂在每个接点158处补充之。为适当电触点，可配准功能纱150’，使得其上的触点158g、158d、158p各自位于它们所交叉的导电纱120、122、124之下。为此，功能纱150’可包括位于其一端的一个或多个配准标志或标记180，使得织机可在编织过程中感测其位置以提供适当的配准。
视需要，导体154、155和/或156可涂覆有一绝缘涂层，除了界定与其形成电连接的触点158g、158d、158p的位置158g、158d、158p之外。同样，触点158g、158d、158p视情况可(例如)在与导电纱120、122、124的交叉处施加有少许的导电粘合剂，以形成与其的电连接。可通过任何适当途径来将传感器160连接到基板152，例如，通过焊接或导电粘合剂。
电子装置160较佳为可寻址传感器，其具有唯一标识或地址，且当通过其数据终端165接收到包括此标识和/或地址的数据信号的信号时，其执行一特定功能。所执行的功能可如感测当前存在的条件(如温度)、或记录历经一段时间(不论是一个给定时间段还是直到再次接收到信号为止)的给定条件一般简单，或可为更复杂，例如提供与所感测到的条件相关的处理数据。可通过在连接到功能纱150’的导体154和156的导电纱120与124之间施加的电功率向每个传感器160供电，且可通过在共同导体154与数据导体155之间(意即导电纱120与导电纱122之间)施加适当的电寻址信号来启动每个传感器160。合适的可寻址传感器的一个实例为可从位于加利福亚州桑尼维尔的DallasSemiconductor-Maxim Integrated Products，Inc.公司购得的DS18B20X型温度传感器和/或恒温器倒装片集成电路和其类似物。
在织物100’中，每个导电纱120、122、124与功能纱150’相交以覆盖于其触点158之一上。因此，每个传感器160具有经由触点158g、158d、158p而连接到可在织物100的边缘处接入的导电纱120、122、124上的终端，使得织物100’的所有功能纱150’上的所有传感器160可从织物100’的单个边缘接入。此外，如果导电纱120、122、124在经纱中而功能纱150’在纬纱中，那么织物150’可被编织成任何想要的长度且可以相同格式在一个边缘上进行连接，例如在可被标准化的单一界面上。或者，可将织物100’裁减成任何想要的长度，且每一长度均可通过标准化的界面而加以连接。又或者，导体154、155、156可在功能纱150’的大体长度上是连续的，在此状况下，可仅需要三个导电纱120、122、124来寻址可寻址传感器160；或者导体154、155、156可在功能纱150’的长度上是不连续的，在此状况下，需要多于三个导电纱120、122、124来寻址传感器160。
因此，织物100’的传感器160聚集为一具有可在单一边缘处获得的导体120、122、124的可寻址传感器阵列显示，藉此可寻址任何一个或多个传感器160。应注意的是，在诸如纺织品或纺织品物品的实际应用中，织物100’可更大且可包括经纱和纬纱两者中的所有类型的更多纱，且功能纱150’可更长且可包括更多传感器160。因此，图3和图4和本文的其它图形可被理解为说明织物的一部分或功能纱的一部分。
与织物100连接和/或操作织物100所需要的连接器和/或电池和/或其它组件可在织物100的一个边缘或多个边缘处或在另一方便位置处附着到或并入织物100。该等组件的实例包括(例如)用于LED和/或用于LED的一个或多个行和/或列的解码器和/或驱动器，然而，该等组件较佳地被安置在功能纱150上。
图5A至图5G为包括适用于如图1和图3所说明的编织织物100的示例电子电路功能的纱150a-150f的示例实施例的平面示意图。图5A至5D是“背后”视图，仿佛基板152是透明的，使得其前表面上的导体154、155、156、157和/或158和附着于其的电子装置160为可见的。图5E-5G“正面”视图。
图5A为包括伸长基板152的功能纱150a的示例实施例，其上为两个导体154、155在该基板的大体长度上延伸。导体154可为接地导体且导体155可为功率和数据(信号)导体。在此排列中，电子装置160可为从数据导体155上的数据和/或信号获得其工作功率的类型。或者，可通过叠加功率信号上的数据和/或信号而经由功率导体155向电子装置160供电。适用于该排列的传感器装置160的一个实例为可从DallasSemiconductor-Maxim Integrated Products，Inc公司购得的DS18B20X型温度传感器。因此，功能纱150a可为(例如)图4的三个导体功能纱150′的双导体对等物。也可采用其它寻址排列，例如需要多于三个导体的排列，如需要时钟信号导体的I2C方案。功能纱150a可包括一个或多个配准标记180。
图5B为包括伸长基板152上串联连接的复数个发光组件160的功能纱150b的示例实施例。第一个LED160的第一终端166从功率导体156′接收电功率且最后一个LED160的第二终端164经导体154′连接到接地电位。中间的LED160的终端164、166经由其间的导体157′而串联连接。虽然可通过在导体154、156之间施加适当的电位来引起所有LED160的照明，藉此照明功能纱160作为一个带，但可采用中间电位，例如经由交叉导电纱120(未图示)以引起选中的LED160的照明而其它的LED160未照明。可通过适当地选择所施加的电位和/或所流经的电流来选择亮度。如上所述，功能纱150b可包括一个或多个配准标记180。
图5C为包括在伸长基板152上并联连接的复数个发光组件160的功能纱150c的示例实施例。每个LED160的第一终端166从功率导体156接收电功率且每个LED160的第二终端164经由导体154连接到接地电位。可通过在导体154、156之间施加适当电位来照明所有的LED160，藉此来照明功能纱160作为一个带，且可通过适当地选择所施加的电位和/或所流经的电流来选择亮度。用于功能纱的合适的LED包括可购自NichiaCorporation of Japan和其它来源的LED，其可包括产生“白”和其它颜色(例如红、绿、蓝、琥珀黄和/或其组合)的光的LED和可在两种或更多颜色之间切换的LED。如上所述，功能纱150c可包括一个或多个配准标记180。
图5D为功能纱150d的示例实施例，除了其包括限流电阻器R之外，其与图5C的功能纱150c相同。电阻器R与并联的LED160串联，以限制响应在导体或触点154a上所施加的电位而流经到导体154b的电流。LED160在导体154b与156之间并联连接。或者且视需要，可为功能纱150d的每个LED160或LED160组提供限流电阻器R。又或者且视需要，可为上述的功能纱150c的每个LED160或LED160组提供限流电阻器R。如上所述，功能纱150d可包括一个或多个配准标记180。
图5E为包括功能纱150上的额外导体155和电子装置170的功能纱150e的示例实施例，其可用以提供具有独立地可寻址像素(LED)160的编织非矩阵显示。导体154大体上延伸基板152的长度，导体154的终端164连接到所有装置160且其终端174连接到电子装置170，以(例如)提供接地连接。导体158大体上延伸基板152的长度，导体158的终端178连接到所有的电子装置170以(例如)提供功率连接。导体155同样大体上延伸基板152的长度，导体155的终端175连接到所有电子装置170以(例如)向其提供用于寻址电子装置170的数据信号，以经由输出终端176和导体156将来自导体158的电功率选择性地施加到LED160的终端168。如上所述，功能纱150e可包括一个或多个配准标记180。
因此，电功率经由功率导体158而施加到所有电子装置170，且通过由寻址信号(例如由数据导体155提供的串联寻址信号)而寻址的某些电子装置170将其选择性地施加到某些电子装置160。电子装置170较佳为具有唯一标识或地址且当经由其数据终端175接收到包括该标识和/或地址的数据信号时执行一特定功能的可寻址开关。所执行的功能可如形成或断开其终端176与178两者之间的连接(无论是否历经一个给定时间段还是直到再次接收到信号为止)一般简单，或者可更复杂，例如在其一个或多个终端之上或之间提供调宽信号或调时信号或频率信号。
在用于发光像素的简单的非扫描、非矩阵阵列的功能纱150e中，可通过寻址适当的开关并设定其状态来设定每一像素的状态，例如，将开关状态设为“接通”或“断开”以将像素的状态设定为“接通”或“断开”。合适的可寻址开关的一个实例为可从位于加利福亚州桑尼维尔的Dallas Semiconductor-Maxim Integrated Products，Inc.公司购得的DS2406型。或者，可寻址开关170具有用于控制复数个电子装置160的复数个可控输出。在一个实施例中，可寻址开关170具有七个输出，此可便于寻址显示数字0-9的七段LED显示。
此功能纱150e和包括其的编织织物显示了采用串联寻址且适用于显示静止图像和/或文本或字符消息。如果可获得充分的寻址带宽或平行寻址，那么织物显示也可用于显示活动图像，例如视频速率显示。因为LED是发射性的，所以其可产生不仅可轻易在黑暗中看见的也可以在白天看见的显示。
图5F和5G为包括功能纱基板152上的功率和接地导体154、156、多种电阻器R和电子装置160的功能纱150f的示例实施例，其可用于提供具有其上电子装置160(例如LED160)的模式的编织非矩阵显示。特定而言，功能纱150f具有纱基板152，其可与附着至其的多种不同装置160和电阻器R(例如在多种串联和/或并联电路中)一起使用，此对于制造唯一的和/或特定的功能纱是有利的。图5G中展示纱基板152的一部分，其上未安装电子装置160和电阻器R。
具有相应的触点158a、158d和159a和159d的导体模式158和159沿基板152的相对边缘以间距2P而间隔，电子装置160和电阻器R被连接到该等相应触点。模式158、159的一对触点158a、159a沿基板152的相对边缘以间距P而间隔，电子装置160可附着到该等触点。交互的相邻对的触点158a通过一包括自基板152的边缘延伸出来的触点158d的导体158b而彼此连接，且交互的相邻对的触点159a通过一包括自基板152的边缘延伸出来的触点159d的导体159b而彼此连接。导体158b、159b通常关于此对触点158a和159a而交互地安置，使得复数个装置160可串联连接(若需要)，且使得触点158d和159d以间距2P交替。
提供复数个触点154d的导体154在功能纱150f的基板152的中心区域中沿其大体长度延伸，在该等复数个触点154d处可通过导体154形成连接(如接地连接)。提供复数个触点156d的导体156同样在基板152的中心区域中沿其大体长度延伸，在该等触点156d处可通过导体156形成连接(如电源连接)。触点154d和触点156d通常以间距2P而间隔开来且被安置成最接近相应的触点158d和159d，使得可在其间安装电子装置170(如电阻器R)。触点154c和156c接近功能纱150f的一端或两端，用于分别将导体154和156连接到外电路(如连接到电源和接地电位)。导体154、156、158、159和其触点通常为绝缘基板152上的蚀刻铜模式，且可被一绝缘涂层覆盖(而非在其多个触点外)。
在图5F说明的示例实施例中，该图左侧的五个电子装置160(例如LED)经由某些导体模式158、159而串联连接，且串联的装置160经由两个电阻器R连接至导体154和156，其中该电阻器R具有一欧姆值，该值是选作一流经具有在导体154、156之间施加的特定值的电位的装置160的电流的期望值。由于有两个电阻器R与串联的装置160相串联，所以必要的电阻值可以任何所要的比例分配在两个电阻器R之间。通常，一个电阻器R具有低欧姆值(例如1欧姆)来充当一对连接154d、158d或156d、159d之间的跨接线，而另一电阻器R为连接在另一对连接154d、158d或156d、159d之间的较高欧姆值(例如100欧姆)，以测定流经装置160的电流的电平。
在功能纱150f的示例实施例中，基板152的长度约为40cm且宽度约为4mm且由聚酰亚胺材料制成。在一个和五个LED160之间提供串联，其触点158a、159a的面积均为约1mm乘2mm且以约为9.5mm的间距重复。触点154d、156d、158d和159d均为约0.5mm乘0.5mm，且以约为0.6mm的间隔分离。LED160在约为20毫安的电流下运作，在导体154与156之间施加约12伏。对五个串联连接的LED160使用1-欧姆电阻器R和100-欧姆电阻器R，而对更少数目的串联LED160使用更高值的电阻器R。如果LED160的两个串联电路将电流引导经过相同的电阻器R，那么电阻器R的值成比例地减少使得约20毫安的电流流经LED160的两个串联电路的每一个。将各自具有安装至其的不同预定模式的LED160的若干功能纱150f编织到约1.35m乘0.37m(约53英寸乘14.5英寸)的横幅标志的纬纱中，其中LED160被照明时形成的字符和/或符号拼出一条消息，例如″Wonders Never Cease″。编织铜的导电纱编织到其经纱中以形成与每个功能纱150f的触点154a、156a的摩擦电连接，以向其施加12伏工作电位和接地电位。绝缘纱提供该编织标记的经纱和纬纱中的导电纱与功能纱150f的所要的间隔。
通过在LED160终端之间施加适当的电位来照明该等LED160，藉此照明独立地作为一组和/或作为一带的功能纱150的一个或多个LED160，且可通过适当地选择所施加的电位和/或所流经的电流来选择亮度。适用于功能纱的LED包括可购自NichiaCorporation of Japan和其它来源LED，其可包括产生“白”和其它颜色(如红、绿、蓝、琥珀黄和/或其组合)的光的LED以及可在两种或多种颜色之间切换的LED。
可包括在功能纱之上的电气和/或电子装置和/或组件的实例包括但不限于(例如)温度传感器、化学药品传感器、力传感器、压力传感器、声音传感器、电场传感器、磁场传感器、光传感器、加速度传感器和/或任何其它条件的传感器、光源、力源、热源、电磁辐射源和/或声源、红外线和/或无线发射器和/或接收器、成像器、CCD成像器、热电传感器、冷却器、加热器和/或发生器、液晶组件、电致发光组件、有机发光组件、OLED、电泳材料、LED、压电组件和/或转换器、传声器、扩音器、声换能器、电阻器、处理器、数字信号处理器、微处理器、微控制器、CPU、模拟数字变换器、数字模拟变换器、数据产生装置、数据使用装置、处理装置、开关、人界面装置、人输入装置、闪光灯和/或闪光器、电池、燃料电池、太阳能电池、光致电压装置、电源等等。任何一个或多个或所有该等装置可通过简单地向其施加电功率来加以启动(不管是经由一个还是多个导体)，且/或可回应施加至其的寻址信号而主动地可寻址。
通常，功能纱上的一个或多个导体用来将电源和/或接地电位传导到其上的电子装置，且一个或多个其它导体可用来从该等装置传导数据或将数据传导到该等装置。连接到各个导电纱和/或功能纱的电功率源包括在织物之外的和/或附着于织物的和/或附着于功能纱的一个或多个电池、太阳能电池、光致电压装置和/或其它功率源。
一个或多个数据和/或信号导体可将数据和/或信号传送到功能纱上的一个或多个外部电源和/或电子装置和/或从该等电源和/或电子装置传送数据和/或信号，和/或可在功能纱上的电子装置之间传送数据和/或信号。功能纱上的所有电子装置无需具有相同或相似种类。举例而言，传感器和处理器的组合可包括于一个或多个功能纱之上，藉此可在编织织物的功能纱和/或复数个功能纱之内收集、感测、分布和/或处理数据。因此，功能纱上的电子装置可连网在一起且/或可与另一功能纱上的或织物之外的其它电子装置连网。
通常，功能纱是从聚酰亚胺或聚酯或其它聚合材料片而裂开或切开，且其宽度为约0.2至0.5mm且厚度为约0.01至0.25mm，但该材料可为更宽或更窄和/或更厚或更薄。其它适用于功能纱的尺寸为0.3至3mm宽度且约75至125μm厚度的范围之间。举例而言，已发现约1mm宽且约0.1mm厚的功能纱适用于编织0.1-0.4米宽的织物。在自动织机之上，例如该功能纱可通过标准剑杆织机插入纬纱中。如果要将功能纱编织入织物的纬纱中，则其需与织物的宽度一样长；且如果要将功能纱编织入织物的经纱中，则其需与织物的长度一样长或更长。尽管功能纱可与常规切膜纱(slit-film yarn)在它是从一片材料上裂开方面相似，但是其在以下方面有实质上的不同：常规切膜纱不包括本文所述的任何电气和/或电子装置和/或功能性。
应注意的是，功能纱可制作成具有形成于其上或施加至其的电导体且具有附着到和/或施加到其上的电气和/或电子装置的电基板片或板，该片或板接着被切成或裂成或以其它方式分成单独的功能纱。举例而言，适用作电基板的一片聚酰亚胺、聚酯或其它塑料上具有一层导电材料，其可被图案化(例如，通过光蚀刻)以按需要形成用于功率、接地、数据和其类似物的电导体。或者，可通过导电墨水或环氧树脂或粘合剂来印刷该导体模式。通常，电子装置作为倒装芯片和/或表面安装装置而附着。如果通过使用焊料或导电粘合剂来连接电子装置，那么焊接球或导电粘合剂可沉积于导体上连接电子装置的终端的位置中。接着，将电子装置置放于基板上并经由其终端而连接到基板。可将一诸如环氧树脂或“glop-drop”或“glob-drop”涂层的涂层、或一绝缘薄膜施加到其上以额外地将电子装置紧固到基板上和/或使可阻碍或以其它方式干扰编织过程的任何边缘或凸出部分变平滑。还可采用未充满的封装。接着，将该薄片基板撕成或以其它方式切成带状、或以蛇纹模式切割，其中每个带均为一个或多个其上具有电导体和电子装置的功能纱的长度。通常，每个带的长度为一个功能纱的长度，但也可为其倍数。
功能纱还可被制作成具有成形于其上或施加至其的电导体且具有附着到其上和/或施加到其上的电气和/或电子装置的电基板的带或卷，以提供功能纱，该带或卷可包括复数个功能纱且可接着被撕成功能纱的单独的个别长度或者可包括功能纱的单一宽度且因此不需要被切成或撕成或以其它方式分离成个别功能纱。电导体以与上文所述的相似方式形成于该带及连接到其上的电子装置上。功能纱的每一带或卷含有功能纱的许多长度且被切成如馈给到织机中以编织的一个功能纱的长度。功能纱可如上所述加以涂覆。
图6A和6B为说明适用于制成本文所述的示例实施例的示例织机排列的示意图。剑杆织机200将经纱210和纬纱220编织到织物或纺织品100中。经纱210的交替第一纱210a被升高而经纱210介于其中间的第二纱210b被降低，此时从纬纱源222引出的纬纱220通过剑杆230分别在升高和降低的经纱210a、210b之间拉伸。精梳或钢筘214保持经纱210在由编织过程中交替升高和降低的分离的经纱210a、210b所形成的开口或梭口中的的间隔和位置。通常，剑杆230为柔性剑杆230且在剑杆绞盘轮240之间前后拉动以将纬纱220自纬纱源222中拉出并穿过升高与降低的经纱210a、210b之间的间隔。接着，升高的第一经纱210a降低而降低的第二经纱210b升高，且来自纬纱源222的另一纬纱220由剑杆230在其间拉动。下一步，升高的第二经纱210b降低而降低的第一经纱210a升高，且来自纬纱源222的另一纬纱由剑杆230在其间拉动，且该编织顺序重复交织经纱和纬纱210、220来编织织物/纺织品210。
经纱210可包括任何想要的顺序的绝缘纱、导电纱和/或功能纱。通常，一个或多个绝缘纱编织在导电纱和/或功能纱之间，以提供其相邻两者之间的实质间隔和电绝缘。
如果纬纱源222提供不同颜色或不同类型的纬纱220，例如绝缘纱、导电纱和/或功能纱，那么选择器224在适当时间选择适当纬纱220来提供织物100所要的纬纱的顺序。举例而言，如果纬纱220是导电的，那么选择器224选择用于绝缘纱之前和之后编织的纬纱丝线的绝缘纱220，使得相邻的导电纱不邻接，而是由绝缘纱间隔开来且因此彼此相绝缘。然而，在某些情况下，需要复数个导电纱彼此邻接，例如呈并联方式以增加载流量和/或增加在其交叉点与导电经纱和/或功能性经纱接触的可靠性。
举例而言，若需要生产一种其中将不同的功能纱编织到该纬纱中的织物或纺织品100，则纬纱源222提供不同颜色或不同类型的功能纱纱220，选择器224在适当时间选择适当功能纬纱220来提供所要的纬纱顺序。采用不同的功能纱的织物的一个实例为关于两色、三色或四色显示的多色显示织物。在此状况下，纬纱源222选择其上具有适当颜色发光体的功能纬纱。举例而言，具有产生红光的LED的功能纱、具有产生绿光的LED的功能纱、和具有产生蓝光的LED的功能纱可以以红-绿-蓝的次序编织到织物100中以提供显示织物，该显示织物具有当在适当时间和适当光照强度启动红、绿和蓝发光组件时能产生彩色图像的能力。
图6B为说明适用于图6A的示例织机200的示例绞盘240和滚筒242排列的示意图。绞盘轮顺时针和逆时针(意即双向)旋转以通过织机100馈给任何正在编织中的纬纱。滚筒242装有弹簧或另外被偏压以向绞盘轮240施压以保持纬纱与其形成摩擦接触，使得其可通过织机100插入到所编织的织物/纺织品的纬纱中。特定而言，功能纬纱150是通过绞盘轮240而被如此编织到织物的纬纱中。所以功能纱150可关于织物100的纬纱方向而适当定位，传感器250被定位在一可探测到功能纱150的一个或多个配准标记180的位置中邻近绞盘轮240处。传感器250可为用于探测功能纱150上的一个或多个光学(例如反射性)标记的光学探测器和/或可为用于探测功能纱150的一个或多个电导电(例如金属接触)标记180的电探测器(如连续性探测器)和/或可为用于探测功能纱150的一个或多个机械特性的机械探测器。
或者，可使用一附着到织机100的支臂将纱自梭口拉出以抵消剑杆将纱拉入梭口，藉此适当地定位功能纱150并配准其组件。又或者，如果剑杆被设计成将纬纱拉入为具有适当公差的预定距离的梭口中，那么配准标记180可用于以预定方式来定位功能纱150，用来随后以预定剑杆距离将其拉入织机中。
图7为包括适用于图6A-6B的示例织机排列200的示例电子电路功能的示例纱150的示意图。功能纱150包括适用于载运其上的电气和/或电子电路的柔性基板152。举例而言，基板152载运附着至其并连接到导电电路迹线154、156的复数个电路组件160。可通过一个或多个触点158形成与功能纱150的导体154、156的外接，其一说明实例位于或接近于基板152的一端或两端。举例而言，可通过导电粘合剂159(如热塑性或热固性粘合剂)来形成与其的固定连接和/或永久连接，该导电粘合剂159通常填充有在受热服从的压垫或滚筒下被固定或固化的导电粒子。功能纱150通常还包括用于配准功能纱150(例如当功能纱150用于纬纱中时关于经纱配准)的位于或接近于纱150的一端的一个或多个配准标志或标记180。功能纱150的此配准(例如)用于定位触点158在织物100中的位置(其中它们将与其经纱中的导电纱形成电连接)和/或用于关于彼此和织物100来定位电子装置160。为此目的，配准标记180位于沿功能纱150的基板152的长度关于其触点158和/或电子组件/装置160的已知的预定位置。标志/标记180可具有任何想要的形状且可视需要为反射性的(当打算供光学探测器使用时)和/或可为导电性的(当打算供电连续性或导电性探测器使用时)。配准标志180还可用于适当地配准其中将功能纱用于织物的经纱中的织机上的功能纱。
图8为适用于根据图6A-6B和图7编织成的织物的示例滚筒排列260的示意图。可选的滚筒260包括一对加热滚筒260a、260b，当在织机200上编织时编织织物100从此间穿过。当功能纱150包括(例如)用于与其形成连接的热塑性和/或热固性导电粘合剂时，加热滚筒260a、260b施加适当的热和压力以熔化热塑性粘合剂和/或溶化和/或固化热固性粘合剂。
图9为示例编织纺织品100的示意图，其说明可结合图1至5G的任何功能纱排列而使用的普通编织和复杂编织。示例织物100包括经纱中的绝缘纱110和导电纱120和纬纱中的绝缘纱130和导电纱140。通常，正如导电纱120和/或140与功能纱之间的连接，经纱中的导电纱120与纬纱中的导电纱140之间的电连接可通过其间的实体接触以具有通常的纱紧密度和/或密度的平纹编织来圆满地达成。据观察，如此制得的织物显示出稳定的连接，例如，如在来自LED的明亮、稳定的光线中，在施予织物的剪切力、弯曲织物、和以其它方式扭曲和/或统一织物形状的的应用下。
对更疏松的编织和/或其中高度可靠的电接触是比较重要的情形而言，可采用更复杂的编织。举例而言，可使用纱罗编织，其使复数个导电纱120a和120b缠绕成如同将它们编织以提供导电纱120′一样。由于两个导电纱120a、120b在其交叉的地方环绕导电纱140(和/或功能纱)，因此提供了此处的紧密编织和更高可靠性的连接。虽然在纱罗编织的情况下将缠绕的导电纱120′以实例方式说明成在经纱中，但捻合的导电纱可用于经纱和/或纬纱中且捻合的纱在其它编织中可与绝缘和/或导电纱一起使用。
虽然导电纱和功能纱在编织织物或纺织品中大体上为正交的和交叉的，但是导电纱和功能纱不必是正交的，且导电纱和功能纱可在织物或纺织品中相同的编织方向中前进。而且，虽然导电纱和功能纱中的一者或两者可在经纱和/或纬纱中的一者或两者中编织，但通常最好是将该导电纱编织在经纱中而将功能纱编织在纬纱中，(例如)以容许在织物/纺织品中使用不同的功能纱。举例而言，通过相同织物中使用含有传感器和/或光源的第一类型的功能纱和含有处理器的第二类型的功能纱，可编织出一种“智能”织物，其既可感测数据又可处理所感测到的数据和/或产生用于照明用光源的寻址并照明该寻址光源。
图10A为包括液晶组件1170的示例编织物品100的实施例的等距视图示意图，且图10B为其一部分的放大。物品1000包括在一个编织方向(意即经纱或纬纱)中编织的导电纱1120a、绝缘纱1130和功能纱1150a，且包括在另一个编织方向(意即纬纱或经纱)中编织的导电纱1120b和功能纱1150b。物品1000可说明编织物品或仅编织物品的一部分，且可包括额外纱，意即按需要在经纱和/或纬纱中编织的导电纱和/或绝缘纱和/或功能纱。
每个导电纱1120a包括绝缘基板1122a(例如由聚酯构成)、和其上的导电涂层1124a(例如较佳由氧化铟锡(ITO)或聚乙烯-二氧噻吩(PDOT)构成)或足够薄以致大体上透明的其它导体。纱1120a进一步包括一由导电ITO层1124a上的光学活性材料1128构成的层。光学活性材料的实例包括(例如)液晶(LC)材料、聚合物分散LC材料如分散胆甾型LC、电致发光(EL)材料、有机发光装置(OLED)材料、电泳材料、发光二极体(LED)和其类似物。
每个导电纱1120b包括绝缘基板1122b(例如由聚酯构成)、和其上的导电涂层1124b(例如，较佳由氧化铟锡(ITO)或聚乙烯-二氧噻吩(PDOT)构成)或足够薄以致大体透明的其它导体。ITO层1122a和1124b、和光学活性层1128较佳为连续的且大体上延伸基板1122a、1122b的长度。绝缘纱1130包括绝缘基板(例如由聚酯构成)且可被编织在经纱中、纬纱中、或在此两者中。
如图10B中所示，导电纱1120a和1120b较佳为具有矩形横截面的长的、薄的带，但也可以具有圆形、卵形、椭圆形或其它想要的横截面。不平坦LC纱1120a、1120b可包括一导电核心，其上具有一光学活性LC层和覆于光学活性层1128上的ITO、PDOT或其它透明导电层。此外且视需要，一绝缘材料层可被涂覆或以其它方式沉积于导电层1124a、1124b上，以使其自电短路绝缘。光学活性材料1128可充当纱1120b的绝缘涂层。视需要，该绝缘层可延伸超过纱1120a、1120b的边缘和/或后表面。
在物品1000中的导电纱1120a与导电纱1120b交叉的每个位置处，光学活性或其它电子组件1170被界定为具有大体上为每个纱1120a、1120b的宽度的尺寸。因此，如果每一纱1120a、1120b为1mm宽，那么每个光学活性组件或光电池1170为约1mm乘1mm。特定而言，组件1170通常为包括一“堆”提供一电极的导体层1124b、LC材料1128和提供一第二电极的导体层1124a的液晶组件或电池。因此，由于纱1120a、1120b的导体1124a和1124b靠近在一起(例如，纱1120a和1120b通常彼此接触)，所以在导体(电极)1124a与1124b之间施加相对低的电位可产生相对高的电场使其间的LC材料1128的光学特征处于特别界定的状态。
由于ITO层1124a和1124b、和LC层1128较佳为连续的且大体上延伸基板1122a、1122b的长度或至少其长度的一段，所以纱1120a和1120b在其任何交叉位置的相对移动都不影响LC组件1170在此处受界定，藉此避免通过可降低织物1000的柔性的机械附着而形成的电连接。每个组件1170提供(例如)一显示器的一个像素。用于图像的显示可包括(例如)200,000至2,000,000像素，而文本可以显示于35至144像素的字符块。
一种合适的LC材料为诸如分散胆甾型LC的聚合物分散液晶(PDLC)，其可涂覆在基板1122a的ITO层1124a上并就地聚合，且可通过场耦合而被打开和关闭(开关转换)，以使在导电纱1120a、1120b的交叉位置的电触点不必要。此外，其光学特征可通过(例如)调整分散度和/或染料而调整以反射在可见光和/或红外线光谱内的颜色和/或波长。PDLC材料的一个优势在于其为固体聚合物材料。PDLC可包括齐端A相液晶材料或胆甾型液晶材料的分散，其使得PDLC成为需要小电功率来切换光学状态而无需电功率来保持光学状态的双稳态材料。PDLC材料的替代光学材料包括(例如)电致发光(EL)材料、有机发光装置(OLED)材料、电泳材料、发光二极体(LED)和其类似物。按需要和预期的，极化层、反射层、颜色和其它过滤层、保护和/或密封层和其类似物可用在纱1120、1130上。此外，若需要，可在基板1122a、1122b的材料中包括极化和/或着色材料。
可通过与上文关于功能纱所描述的方法相似的方法来制造导电纱1120a、1120b，例如，通过用ITO的层1124来涂覆聚酯基板材料1122的薄片，且为纱1120a在ITO层1124上涂覆PDLC或其它光学活性材料层1128，并接着将薄片撕成或以其它方式切成如图10A-10C中说明的长而窄的带子。通常，ITO导电纱1120b可被编织在经纱中且LC-ITO导电纱1120a可被编织在纬纱中。适当时可将光学活性层1128和ITO层1124a、1124b划成或切成隔离的相邻块，而位置物品1000的光学组件1170以块形式被寻址。此外，上述导电纱和/或绝缘纱的任一者可被编织到物品1000的经纱和/或纬纱中，此可为间隔、密度和/或提供电导体和/或连接所需要。
图10C为图10A和10B的编织物品1000的功能纱1150a、1150b的一部分的平面示意图。虽然仅在每个经纱和纬纱中说明了一个功能纱1150a、1150b，但应理解任何想要的数目的功能纱均可分散在经纱和/或纬纱中的纱1120a、1120b、1130之间，且可位于或接近于物品1000的边缘和/或在其边缘之间的任何位置。还应注意，功能纱1150a、1150b将包括电子装置1160和各个导体的电子电路分布在整个物品1000中，而非分布在连接到该物品(例如，在其各纱的末端)的电路板上。
每个功能纱1150a、1150b在绝缘基板1152上分别包括一个或多个电子装置1160a、1160b。功能纱1150a、1150b的绝缘基板1152通常是长而窄且薄的(例如聚酯或聚酰亚胺带)，且其上具有界定安装位置并为装置1160a、1160b和触点1158提供一个或多个功率、接地和/或信号连接的电导体的模式。虽然功能纱1150a、1150b是相似的，但是它们不必在尺寸、导体模式、触点1158模式和/或电子装置1160方面一致。
导体的模式可包括一个或多个导体沿基板1152的长度延伸以与其上的其它装置1160a、1160b连接和/或连接到功率和信号源(无论是在编织物品1000之外还是包括于其中)。导体模式界定了在功能纱1150a和1150b上导电纱1120b与1120a分别与其交叉以将驱动装置1160a和1160b的输出分别电连接到导电纱1120b的电极1124b和导电纱1120a的电极1124a的位置处的触点1158。因此，触点1158沿着纱1150a、1150b以纺织品或织物1000中的导电纱1120a、1120b的间距而间隔开来，且可通过焊料或导电粘合剂连接而电连接到其电极1124b和1124a。
可通过上述方法来制造功能纱1150a、1150b，其中复数片功能纱被制于一薄片上且接着被分成独立的功能纱1150a、1150b。电子装置1160a、1160b通常为集成电路(IC)驱动器装置和/或用于LC组件1170的控制器/驱动器装置，且在将薄片分成独立的功能纱1150a、1150b之前被附着上。电子装置1160a、1160b被安置在基板1152的相对表面之一上，且电导体和触点1158的模式被安置在其相对表面之一或两者之上。为寻址LC组件1170的矩阵，装置1160a、1160b可分别为列驱动器/控制器和行驱动器/控制器。可在其一个或多个边缘上和/或经由与其背面的电连接来形成与物品1000的连接。
物品1000可为在电磁波频谱的可见区域和/或红外线区域内的显示装置、标记、伪装外壳或外罩和其类似物，且可具有可以编织的任何想要的尺寸。其组件1170可通过上述被动和/或主动矩阵和/或寻址排列中的任一者来驱动，然而，若物品1000较大，则最好是将其部分界定为“块”并独立地寻址(例如，驱动和/或启动)每个块。举例而言，可将约100根纱1120a乘以约100根纱1120b的块界定为寻址块，且可以以矩阵方式来寻址物品1000的该等块。此块寻址方法被认为可避免使用独立像素(例如，组件1170)的主动矩阵寻址来寻址一较大物品1000可能所需的大量主动电子装置和连接且可避免被动寻址许多行(例如，纱1120a或1120b)可能所需的大量扫描时间和高数据速率。
在块寻址中，一特定对的功能纱1150a、1150b合作以启动光学活性组件(像素)以采用所要的光学状态，藉此以界定光学模式。每个区段的光学模式可代表(例如)图像或图像的一部分，或者可显示消息的一个或多个字符。由于该双稳态光学活性材料(诸如PDLC)，使得一旦像素块得以寻址并设定为所要的状态，就不需要进一步的寻址直至需要改变其像素状态。因此，光学活性组件1170被界定成块的非常大尺寸的物品1000可一次被寻址到一个或多个块直至寻址到整个物品1000。其一个优势在于，即使纱1150a、1150b可相当长，功能纱1150a、1150b的装置1160与触点1158之间的导体的长度仍可相对较短。
若需要在大体上同时寻址所有的块，或将该等块作为块组来寻址，则可以以比一次一个块寻址(one-block-at-a-time addressing)更快的速度将图像写入到物品1000的显示器上，纱1120a的导体1124a和/或纱1120b的导体1124b包括在相邻寻址块之间的边界上的电性间断。尽管整个物品1000可包括寻址块的行和列，但仅可提供地址块的行或列，例如，仅导体1124a或导体1124b包括电性间断。随着更快的块寻址，可显示以更快的速率变化的图像，诸如视频图像。功能纱1150a、1150b可被包括在经纱中、纬纱中、或经纱和纬纱两者中。
可通过在制造纱1120a、1120b时图案化导体1124a、1124b或随后通过在适当位置上划分或切分导体1124a、1124b来提供电性间断。或者，可通过编织纱1120a和1120b的地址-块-长度区段或通过在块的边界上切分纱1120a、1120b来提供此一间断，然而，在此情况下，需要将纱1120a、1120b切头粘性附着到功能纱1150a、1150b的触点1158。此外，用来形成与触点1158的连接的方法可破坏导体1124a、1124b在此位置的连续性。
可从任一侧面(意即，从前表面和/或后表面)观察物品1000，其中形成基板1122a、1122b、导体1124a、1124b和光学活性材料1128的材料为透明的。如果纱1120a的导体1124a或纱1120b的导体1124b是不透明的，那么(如适当的和/或所期望的)物品1000将仅能从一个侧面观察到，例如，当物品1000为显示器或标记时。在此情况下，导体1124a或1124b可为铝、铜、银、金或其它金属。
应注意的是，经纱和/或纬纱中的绝缘纱1130并无光学活性且因此减少了光学活性的物品1000(例如LC组件1170)的总表面积的部分。通常需要绝缘纱1130的宽度大体上更小，且通常大大小于纱1120a和1120b的宽度。因此，薄的圆形绝缘纱1130是比较合意的。用于增加光学活性组件1170的面积的部分的另一方法是提供在纱1120a与纱1120b的每一个交叉处形成的光学活性组件1170。为此目的，导体层1124a和光学活性层1128可提供于纱1120a的基板1122a的两个相对表面上，且/或导体层1124b可提供于纱1120b的基板1122b的两个相对表面上。
由于电极1124a、1124b和光学活性材料1128较佳是位于纱1120a和1120b的基板1122a与1122b之间的间隔中，所以可透过基板1122a、1122b之一来观察光学活性组件1170。可通过着色纱1120a或1120b来提供彩色显示。对全色显示而言，纱1120a的基板1122a或纱1120b的基板1122b被着色且以重复顺序(例如，红-蓝-绿顺序)分散在物品1000中。可通过着色、染色或涂覆其基板1122a、1122b和/或通过在其上涂覆一适当着色材料层来将纱1120a、1120b着色。
包括本文所述的电子功能的编织纺织品适用于具有用于消费者、个人、公众、专业人士、商业、政府、军事和其它组织的用途的许多不同应用和/或物品。其中有(例如)关于交通警报、广告、窗口标记、横幅、便携式标记的可编程字母数字标志图样，服装和布饰物品(例如，用于人类和/或动物)、安全穿着围兜、背心和其它安全性服装、鞋袜、，用于婴儿和/或幼儿的服装和物品、个人漂浮装置、救生设备、毯子、医疗装置、光毯、加温毯、传感毯，运动用设备和/或装备、运动服装、制服、玩具、娱乐装置、卡车和其它车辆标志图样、建筑和/或工作区标志、指向标志、照明、应急照明、照明板、装饰灯、强光灯、阅读灯、用于帐篷、油布、帆布和/或雨伞的照明、显示照明、传感器织物、环境和/或化学和/或生物制剂传感器阵列、伪装、降落伞、制服(例如，用于政府、军事、运动和/或医疗人员)、光感应阵列、成像阵列和包括编织织物的任何其它物品。
在每个应用中，由于物品为编织织物物品，其具有织物的弹性和悬垂性特征，且因此可被悬挂、悬垂、折叠、卷起或以其它方式置于非平面状况中。因此，即使非常大的物品也可被折叠、卷起或以其它方式贮藏在小空间中。举例而言，2乘3米的标志可轻易地折叠和/或卷起并置于例如警车、消防车、救护车或其它应急车辆的车辆的车厢或其它储藏间和/或卡车或汽车的存储空间中。此外，与供露营帐篷使用的支承框架相似的轻型弹跳支承框架可供本文所述的纺织品物品使用。当展开时，编织织物物品可悬垂或以其它方式放置以符合所要的表面和/或形状。
与编织标志的尺寸和清晰度和/或想要的像素或显示组件尺寸和/或织机(不管是自动织机还是手工织机)用来编织宽纱的能力一致，在编织织物中所使用的纱可更宽。举例而言，标准现代化织机可编织高达约10mm宽的纱。例如横幅记分板的大显示和/或标志可为10米长1米宽，且可由宽度为约2至3cm的纱和功能纱带编织而成。由于由该等大标志和横幅所展示的消息容易更换，所以一个标志或横幅可为许多不同目的而重新使用许多次，其成本低于如果为每个时间使用不同的印刷标记，且在黑暗中使用期间不需要外部照明。标志和横幅可以被卷起，例如卷在遮光窗帘型滚轴上以方便和快速设立和移除，或可简单进行折叠。
虽然已经根据上述示例性实施例描述了本发明，但是所属领域的技术人员将不难了解在由下述权利要求所界定的本发明的范围和精神内的改变。举例而言，可直接在织物的边缘上形成功能纱的触点和/或导体与功能纱的电连接或可经由与织物的边缘形成接触的交叉导电纱来形成，或者可采用连接排列的组合。
此外，功能纱可包括其上置有电子装置和用于其的触点的电导电基板，其中绝缘层和/或绝缘区域的模式被安置在该导电基板上以为该等触点提供绝缘。此外，织物中的功能纱的放置和配准可用来配准其上的电子装置，或者该能纱的配准可用来以不同于校准模式的模式来放置该等装置，此可能是用于伪装的电子功能织物所需要的。
虽然通常是在纱于织物中交叉的位置处形成导电纱和/或功能纱之间的充分电连接，但是其它导电粘合剂(例如紫外线固化粘合剂)可视需要用以改良此连接。
如本文所述，在经纱和纬纱之一中具有一特定纱的织物、纺织品和/或物品的实例旨在用以描述在经纱、纬纱、或经纱和纬纱之一者中具有此纱的织物、纺织品和/或物品。可采用任何编织，其包括(但不限于)平式或平纹式、斜纹式、跳花式(overshot)、衬纬式、纱罗式、纱网式、回线式、其组合和任何其它编织。
本文中交替使用术语电气装置、电子装置、电气组件和电子组件，且其任一者均用以含盖任一或所有其它项。术语导体、触点和终端(例如，在功能纱和/或电子装置的上下文中)和术语“电(的)”和“电子(的)”同样如此。同样地，“光学”装置包括(例如)探测和/或产生电磁辐射和/或以其它方式在电磁频谱的可见的、红外线的、紫外线的、x-射线和/或其它区域中运作的装置，包括其一窄频带(如将界定一“颜色”)。

Claims (12)

1.一种其中编织有一电子功能的编织物品，其包括：
交织的经纱和纬纱；
安置于该经纱或该纬纱一者中的至少一个导电纱；和
安置于该经纱和该纬纱的另一者中的至少一个功能纱，所述功能纱包括：
一包括安置于其上的至少一个电导体的伸长基板，和
在所述伸长基板上的至少一个电子装置，
其中该至少一个电导体电连接所述电子装置和所述至少一个导电纱。
2.一种具有一经纱和一纬纱的编织物品，其包括：
该经纱中的复数个电绝缘和/或导电纱；
与该经纱中的所述复数个电绝缘和/或导电纱交织的该纬纱中的复数个电绝缘和/或导电纱；和
安置于该经纱与该纬纱的一者中邻近其电绝缘纱的至少一个功能纱，所述功能纱包括：
一包括安置于其上的至少一个电导体的伸长基板，
在所述伸长基板之上的至少一个电子装置，
其中该至少一个电导体直接和/或间接地提供一用于连接到所述电子装置的电触点。
3.一种其中编织有一电子功能的编织物品，其包括：
交织的经纱和纬纱；
安置于该经纱或该纬纱的一者中的至少一个导电纱，其中所述导电纱包括一在其表面上的导体；和
安置于该经纱或该纬纱的另一者中的至少一个导电纱，其中所述电导电纱包括一在其表面上的导体和一在其导体上的光学活性层；
其中安置于该经纱中的该至少一个导电纱的至少一者的该导体和/或安置于该纬纱中的该至少一个导电纱的该导体为光学透明的，且
其中该纬纱中的该至少一个导电纱和该经纱中的该至少一个导电纱在其一交叉处界定一包括由安置于该经纱中的该至少一个导电纱和安置于该纬纱中的该至少一个导电纱的该等相应导体界定的第一和第二电极的光学活性组件，其中在此处的该光学活性层被安置在该第一与该第二电极之间；和
安置于该经纱和/或该纬纱中的至少一个功能纱，所述功能纱包括：
一包括安置在其上的电导体的一模式并界定触点的伸长基板，和在所述伸长基板上的至少一个电子装置，其被连接到电导体的该模式以提供在其该等触点处的电信号，
其中所述功能纱的电导体的该模式的该等触点电连接其所述电子装置与该纬纱和/或该经纱中的所述至少一个导电纱。
4.一种用于在一织物和/或纺织品中编织并提供一电功能的纱，其包括：
一包括安置在其上的至少一个电导体的伸长基板，
安置在所述伸长基板上的复数个电子装置，每个电子装置具有至少一个到该至少一个电导体的连接；和
用于电连接到所述至少一个电导体的装置。
5.根据权利要求1或2或3所述的编织物品，其中所述至少一个导电纱和所述功能纱的所述至少一个电导体在下列一处或多处电连接：
所述至少一个电导体的一暴露部分；
邻近所述伸长基板的一端的所述至少一个电导体的一暴露部分；
一与所述至少一个电导体形成电连接的触点；和/或
一邻近所述伸长基板的一端并与所述至少一个电导体电连接的触点。
6.根据权利要求1或2或3所述的编织物品，其中所述至少一个导电纱和所述功能纱的所述至少一个电导体在该编织物品中所述至少一个导电纱与所述功能纱的交叉位置处形成电接触，而其在此位置处无机械附着。
7.根据权利要求1或2或3所述的编织物品或根据权利要求4所述的纱：
其中所述至少一个电导体包括一信号和/或数据导体；且其中所述至少一个电子装置可通过该信号和/或数据导体而寻址，以控制和/或启动至少一第二电子装置；和/或
其中所述至少一个电子装置可通过被动矩阵寻址、主动矩阵寻址、连续寻址、并行寻址、扫描寻址、主动寻址、块寻址和/或独立寻址而寻址。
8.根据权利要求1或2或3所述的编织物品或根据权利要求4所述的纱，其中所述电子装置包括下列各物中的一个或多个：温度传感器、化学传感器、生物传感器、力传感器、压力传感器、声音传感器、电场、磁场、光、加速度和/或环境条件、光源、力源、热源、电磁辐射源和/或声源、红外线和/或无线发射机和/或接收机、成像器、CCD成像器、热电式传感器、冷却器、加热器和/或发生器、液晶组件、电致发光组件、有机发光组件、OLED、电泳组件、LED、压电组件和/或转换器、传声器、扩音器、声能转换器、电阻器、处理器、数字信号处理器、微处理器、微控制器、CPU、模拟数字变换器、一数字模拟变换器、数据产生装置、数据使用装置、处理装置、开关、人界面装置、人输入装置、闪光灯和/或闪光器、电池、燃料电池、太阳能电池、光伏装置、电源和/或可寻址装置。
9.根据权利要求1或2或3所述的编织物品或根据权利要求4所述的纱，其概括在以下各物中：织物、纺织品、消费者物品、专业物品、商业物品、政府物品、军事物品、可编程的字母数字标志图样、交通警报标志、广告标志、窗口标志、横幅、便携式标志、服装、布饰物品、用于婴儿和/或幼儿的物品和/或服装、安全穿着围兜(safety-wear bib)、背心、安全性服装、个人漂浮装置、救生设备、鞋袜、毯子、医疗装置、光毯(light blanket)、加温毯、传感毯(sensing blanket)、运动用设备和/或装备、运动服装、制服、玩具、娱乐装置、卡车标志图样、车辆标志图样、建筑和/或工作区标志、指向标志、照明、应急照明、照明板、装饰灯、强光灯、阅读灯、用于帐篷、油布、帆布和/或雨伞的照明、显示照明、传感器织物、环境和/或化学和/或生物制剂传感器阵列、伪装、降落伞、光感应阵列和/或成像阵列。
10.根据权利要求4所述的纱：
其中所述至少一个电导体包括：
大体上沿所述伸长基板的长度并排安置的第一和第二电导体，
大体上沿所述伸长基板的长度并排安置的功率和接地电导体，
大体上沿所述伸长基板的长度并排安置的功率和接地和信号导体，
大体上沿所述伸长基板的长度并排安置的功率和接地和数据导体，和/或
用于以串联连接方式来连接所述复数个电子装置的沿所述伸长基板而安置的复数个电导体；
其中所述复数个电子装置被连接在所述第一与第二电导体之间和/或所述功率与接地导体之间；和/或
其中所述数据导体和/或所述信号导体向所述复数个电子装置中的一个或多个提供寻址信号和/或运载由所述复数个电子装置中的一个或多个所产生的信号。
11.一种用于编织一具有一经纱和一纬纱的织物和/或纺织品物品的方法，其包括：
在该经纱中提供复数个电绝缘纱和/或导电纱；
用该经纱中的所述复数个电绝缘纱和/或导电纱在该纬纱中编织复数个电绝缘纱和/或导电纱；和
在该经纱和该纬纱之一者中邻近其一电绝缘纱处编织至少一个功能纱，其中该功能纱包括一伸长基板，其包括安置在其上的至少一个电导体和在该伸长基板上且电连接到其上的该至少一个电导体的至少一个电子装置，
其中该至少一个电导体和该经纱与该纬纱中的该另一者中的至少一个导电纱交叉以提供一到该电子装置的电连接。
12.根据权利要求11所述的方法：
其中该至少一个功能纱是在该纬纱中且包括至少一个配准标记，该方法进一步包括在所述编织至少一个功能纱的过程中感测该至少一个功能纱的该至少一个配准标记；和回应该感测到的至少一个配准标记来配准该纬纱中的该至少一个功能纱；和/或
其中所述编织复数个电绝缘纱和/或导电纱和所述编织至少一个功能纱的过程包括控制该编织的紧密度和/或纱的密度以保持该功能纱的该至少一个电导体，其在该编织织物和/或物品中该功能纱与一导电纱的一个交叉位置处与该导电纱形成电接触，而该功能纱和该电导电纱在此位置并无无机械附着。
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