纤维或丝制造技术

一种纤维或丝包括电光活性层；第一电极；第二电极；电光活性层至少部分位于第一和第二电极之间；纤维或丝还包括控制装置，用于可控地改变纤维或丝的预定区域的光学状态，使得预定区域的长度是可以控制的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及纤维或丝，特别是适合包含在编织物或服装中的纤维或丝，该编织物或服装具有一个或多个被引入在其中的指示显示器。由能够发生色彩变化的电光材料形成的各种类型的纤维和丝是已知的。例如，已经知道，由诸如电发光材料或聚合物LED材料那样的电光活性材料形成纤维或丝。也有可能使用液晶、电泳粒子、或电化色(electrochrome)材料作为形成纤维或丝的电光材料。一般说来，所有的已知的这种类型的纤维和丝具有相同的基本结构，并且包括1.导电芯或电极，它通常处在或趋向纤维或丝的中心并轴向地穿过纤维或丝而延伸；2.覆盖芯电极的电光层；以及3.透明的导电的外部电极。通过在芯电极与外部电极之间施加电压，在纤维的整个长度上在电光层中生成电场。所产生的电场在沿纤维的方向上是均匀的，并引起电光层的光学状态发生改变。光学状态的改变取决于形成电光层的材料和在电极上施加的电场。本专利技术的目的是提供一种纤维或丝，其中该纤维或丝的光学活性部分的长度可以通过调节施加到电光活性层的电压差而被控制。按照本专利技术的第一方面，提供了纤维或丝，包括电光活性层；第一电极；第二电极；该电光活性层至少部分地位于第一和第二电极之间；该纤维或丝还包括控制装置，用于控制纤维或丝的预定区域的光学状态，以使得该预定区域的长度是可以控制的。藉助于本专利技术，有可能控制纤维或丝的预定区域的光学状态，以使预定区域的长度可被控制。在纤维或丝内的一个位置处的光学状态的特征在于，光被电光活性层发射、反射或吸收。应当看到，如要求保护的本专利技术涉及到具有反射或吸收来自内部或外部光源的光的电光活性层的纤维或丝。在使用时，预定区域的光学状态可以使得当纤维的其它部分不发射光时，该预定区域发射光。这与已知的色彩变化纤维或丝形成了强烈对比，在那些纤维中只可能在电极的整个长度上单一地改变电光活性层的光学状态。实际上，这意味着，在已知的色彩变化纤维中的光学状态沿纤维的整个长度上相同的。这意味着，例如当电光活性层由具有阈值电压的材料形成时(在阈值电压以上它处在接通状态，以及在阈值电压以下它处在关断状态)，在已知的色彩改变纤维中，整个纤维或者处在关断状态不发射光，或者处在接通状态发射光。藉助于本专利技术，有可能沿纤维或丝的长度改变电光活性材料的光学状态，这样，纤维或丝的一个可变长度可以处在接通状态，从而在任何规定的时间发射光。纤维或丝的预定的区域可只包括纤维或丝的一部分，也可包括整个纤维或丝。本专利技术特别适用于用作为指示器或用作为被引入服装中的指示器。有利地，纤维或丝包括用于在电光活性层上加上电压差的电压装置。优选地，控制装置可控制地改变沿纤维长度而施加在电光活性层上的电压差。电压差可以是直流电压差或交流电压差。优选地，纤维或丝基本上是圆柱形。有利地，第一电极位于或接近于纤维或丝的中心位置，以及第二电极位于或接近于纤维或丝的外表面。有利地，第一电极基本上沿纤维或丝的轴延伸。方便地，第二电极包括第一导电涂覆层，它在优选实施例中是透明的。优选地，电光活性层包括电发光材料，然而也可以使用其它类型的电光活性材料。替换地，电光活性材料可包括发光聚合物(聚合LED)、液晶材料、电泳粒子悬浮或电化色材料。电发光材料的光学状态可以通过改变施加到电发光材料上的电场而变化。该材料具有典型地约为200伏的阈值电压。当低于阈值电压的电场施加到材料时，材料保持在关断状态，不发射光。当高于阈值电压的电场施加到材料时，材料切换到接通状态，使它发射光。优选地，控制装置包括在第一和第二电极之间延伸的导体。该导体可以取任何方便的形式，例如它可以是圆盘的形式，从第一电极延伸经过电光活性材料到第二电极。该导体因此可用来造成在第一电极与第二电极之间的短路。这又意味着，如果在第一和第二电极间加上电压差，则在电光活性层上产生的电场强度将朝向导体而减小。这又意味着，由于电光活性材料的光学状态受材料上存在的电场强度所控制，电光活性材料的光学状态随沿第一和第二电极的长度所施加的电压差而变化。第一和第二电极之一可以由具有高电阻的材料形成。电阻性电极可以由钛(ρ＝5.6·10-7Ωm)或镍铬合金，诸如因康镍合金(ρ＝9.8·10-7Ωm)或Nichrome(镍铬合金)(ρ＝11·10-7Ωm)制成。替换地，纤维可被制作成使得它具有适当的尺度来提供足够高的电阻。例如，由铜(ρ＝0·17·10-7Ωm)制成的具有20μm的直径的非常细的线(相应于美国线规标准52号)具有的电阻比起更常用的200μm的直径的铜线(相应于美国线规标准32号)大100倍。20μm细铜线的电阻与由Nichrome(镍铬合金)制成的200μm细的线相当。在本专利技术的这样的实施例中，在第一和第二电极上从而在电光活性层上的电场将沿纤维或丝的长度而逐渐减小。有利地，第一或第二电极被划分成多个长度分段，包括至少一个第一长度分段和最后的长度分段，该第一和最后的长度分段位于或趋于第一电极的相反的末端。在本专利技术的一个实施例中，控制装置可包括位于一对相邻长度分段之间的第一电阻。优选地，控制装置包括多个第一电阻，每个第一电阻位于相应各对的相邻长度分段之间。有利地，控制装置还包括与最后的长度分段相关联的第二电阻。在这样的实施例中，导体优选地位于或接近于最后的长度分段。电光层的每个长度分段可以通过在第一和第二电极之间经由电光层的电阻(Rfibre)和电容(Cfibre)的并行连接而被建模。第一或第二电极的每个长度分段连同每个电阻一起形成具有电阻Rwire的电阻单元。当把该电阻单元的电阻值(Rwire)选成使得它低于Rfibre时，则施加到第一电极的直流电压将在第一电极的长度上线性地分压。在另一个实施例中，使用AC电压来驱动电光活性层。当使用AC电压时，电阻单元(长度分段与电阻)的阻抗应当低于电光活性层的总的阻抗。换句话说，每个电阻单元的阻抗Rwire应当低于Rfibre和1/(2πfCfibre)。由于存在电阻单元，当给第一和第二电极加上电压差时，功率分布在整个纤维上是不均匀的。第一分段比起第二分段接收更多的功率，第二分段比起第三分段接收更多的功率，依此类推，直到最后的分段。这意味着，直到某个电压差之前，只有第一分段处在接通状态。当电压差增加时，第二分段也将发光，依此类推，直到最后的分段，假设有足够的功率加到纤维上的话。第二电阻可以用来调节沿纤维长度的功率分配。第二电阻的阻值越高，则使得各相继的长度分段切换到接通状态所需要的功率越小。在本专利技术的优选实施例中，控制装置包括在一对相邻的分段之间的第一电容器。优选地，控制装置包括多个第一电容器，每个第一电容器位于相应的各对的相邻长度分段之间。有利地，纤维或丝还包括与最后长度分段相关联的第二电容器。使用电容器相比使用电阻的优点在于，电容器本身不消耗功率。所以含有电容器的纤维或丝比起含有电阻的纤维或丝具有更低的功率需求。当AC电压被加到第一和第二电极上时，电容器把电压分压，但电容器不消耗任何功率。每个电容的阻抗(1/(2πfCwire))应当低于电光活性层的等价阻抗(并低于Rfibre和(1/(2πfCfibre)))。替换地，第一或第二电极包括多个间隔开的绝缘体。多个绝缘体形成与长度分段的电容性连接。在这样的纤维或丝中，不一定必须使用分立电容器，因为被用来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维（４）或丝，包括电光活性层（１６）；第一电极（１２）；第二电极（１４）；该电光活性层（１６）至少部分位于第一（１２）和第二（１４）电极之间；该纤维（４）或丝还包括：控制装置，用于可控地改变纤维或丝的预定的区域的光学状态，以使得该预定区域的长度是可以控制的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：ARM弗舒伦，JM克兰斯，SJ鲁森达尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]