導電織物、織物電路及其制造方法

專利名稱：導電織物、織物電路及其制造方法
導電織物、織物電路及其制造方法技術領域
本發明是關于一種導電織物(conductive fabric)及其制造方法。更具體而言， 本發明是關于一種分層的導電織物及其制造方法。
背景技術：
現代生活中的織物大多是用于編織成一般的服飾。此種織物除用于保暖及追求時 尚外，并無其它附加功能。近來，隨著科技的快速進步，更開發出織物多樣化的功能，以增加 人類生活的便利。舉例而言，某些織物上可附著某些電子元件，藉此，由附有電子元件的織 物制成的服飾，則可應用至更多新領域。例如，可將發光二極管(light emitting diode ； LED)燈作為指示燈用于服飾上，以向他人顯示前進方向或用于其它應用。
然而，附著電子元件至織物頗為復雜，因此，并不利于量產。此外，對于附著有電子 元件的織物而言，最重要的問題之一在于發展適當的絕緣結構。具體而言，對于電子元件， 織物必須導電。因此，若電路未完全絕緣，則電子元件將容易對人體短路，以致傷及穿著由 此種織物所制成的服飾者。綜上所述，一種更佳的導電織物結構及一種導電織物的制造方 法實屬必要。發明內容
為解決上述問題，本發明的目的是提供一種導電織物及其制造方法，因導電織物 具有一分層結構，織物的電路便可正常運作而不會造成任何短路，以使一電子元件附著至 織物時亦能夠正常運作。
本發明的一方面提供一種導電織物。導電織物包含一第一層及一第二層。第一層 具有至少一第一導電絲線及多根第一非導電絲線。至少一第一導電絲線編織于第一非導電 絲線中。第二層具有至少一第二導電絲線及多根第二非導電絲線。至少一第二導電絲線編 織于第二非導電絲線中。第一層與第二層相編織，且與第二層絕緣，以使一電子元件可附著 并電性連接至第一層的至少一第一導電絲線與第二層的至少一第二導電絲線。
本發明的另一方面提供一種用于制造一種導電織物的方法。該方法包含以下步 驟將至少一第一導電絲線編織于多根第一非導電絲線中，以形成具有至少一第一帶芯紗 線的一第一層；將至少一第二導電絲線編織于多根第二非導電絲線中，以形成具有至少一 第二帶芯紗線的一第二層；以及將第一層與第二層與多根第三非導電絲線相編織。
本發明的又一方面提供一種織物電路。織物電路包含至少一電子元件及一導電織 物。導電織物包含一第一層及一第二層。第一層具有至少一第一導電絲線及多根第一非導 電絲線，其中至少一第一導電絲線編織于第一非導電絲線中。第二層具有至少一第二導電 絲線及多根第二非導電絲線。至少一第二導電絲線編織于第二非導電絲線中。第一層與第 二層相編織，且與第二層絕緣，以使一電子元件可附著并電性連接至第一層的至少一第一 導電絲線與第二層的至少一第二導電絲線。至少一電子元件附著至導電織物并電性連接至 至少一第一導電絲線及至少一第二導電絲線。


在參閱附圖及隨后描述的實施方式后，此技術領域具有通常知識者便可了解本發 明的其它目的、優點以及本發明的技術手段及實施態樣，其中
圖IA是本發明的一第一實施例的示意圖IB是本發明的一第一層的示意圖IC是本發明的一第二層的示意圖ID是第一層沿圖IB的線段A-A’截取的剖視圖IE是第二層沿圖IC的線段B-B’截取的剖視圖IF是一織物電路1沿圖IA的線段A-A’截取的剖視圖
圖IG是織物電路沿圖IA的線段B-B’截取的剖視圖2A是本發明的一第二實施例的示意圖2B是一織物電路1，沿圖2A的線段C-C，截取的剖視圖
圖3A是本發明的一第三實施例的示意圖3B是本發明的一第四實施例的示意圖4是本發明的一第五實施例的示意圖；以及
圖5是本發明的一第六實施例的流程圖。
具體實施方式
請參閱圖1A，其顯示本發明的一第一實施例的一織物電路1。織物電路1能夠被 整合至任何傳統織物或布料的一部分中，以擴展織物或布料的原有功能。具體而言，織物電 路1包含一導電織物2及附著于導電織物2上的至少一電子元件3。本發明的導電織物2 基本上是一種能夠電性連接諸如發光二極管(light emittingdiode ;LED)、芯片或相似材 料的任何電子元件的織物。
接著請一并參閱圖IB及圖1C。導電織物2包含一第一層21及一第二層22。第一 層21具有四第一導電絲線210及多根第一非導電絲線212。第一導電絲線210是撓性的， 并編織于這些第一非導電絲線212中。同樣，第二層22具有四第二導電絲線220及多根第 二非導電絲線222。第二導電絲線220是撓性的，并編織于這些第二非導電絲線222中。然 而，上述僅用于例舉，其并非用以囿限第一導電絲線210及第二導線絲線220的數量。
需特別注意，第一導電絲線210及第二導電絲線220可由具有導電性的任何導電 纖維制成，例如不銹鋼纖維、碳纖維、濺鍍纖維(sputtered silver)、或其組合，然并非限制 其材料。此外，第一導電絲線210及第二導電絲線220具有足夠的撓性，以與任何傳統織 物或布料互相編織。此外，第一層21的第一非導電絲線212及第二層22的第二非導電絲 線222皆由任何非導電材料制成，例如聚酯纖維、PET、棉、純聚氨基甲酸酯(polyurethane ； PU)聚合物、或其組合。
圖ID更詳細地顯示第一層21，其是第一層21沿圖IB的線段A_A’截取的一剖視 圖。可清楚地看出，第一非導電絲線212是形成為一分層結構。較佳地，第一非導電絲線 212的一部分包含多根第一覆蓋部2120。于本實施例中，四第一覆蓋部2120存在于該分層 結構中，且各第一導電絲線210被相對應的第一覆蓋部2120覆蓋，以形成一第一帶芯紗線(cored yarn)2140隨后，第一帶芯紗線214將用于與第一非導電絲線212的另一部分互相 編織，以形成第一層21。須特別強調，帶芯紗線是具有良好絕緣特性的導電織物的一基本導 電單元，而且，帶芯紗線是撓性的，并可易于纏繞于一織梭(shuttle)上，以使帶芯紗線可 容易地用于任何傳統紡織機械中。
同樣地，圖IE是第二層22沿圖IC的線段B-B’截取的一剖視圖。如同詳細例示 第一層21，圖IE詳細例示第二層22。第二非導電絲線222亦形成為一分層結構，且第二非 導電絲線222的一部分包含分別覆蓋四第二導電絲線220的四第二覆蓋部2220，并形成存 在于其中的四第二帶芯紗線224。然后，第二帶芯紗線2M將用于與第二非導電絲線222的 另一部分相編織，以形成第二層22。
如上所述，第一導電絲線210及第二導電絲線220是編織或針織于第一非導電絲 線212及第二非導電絲線222中，以分別形成第一層21及第二層22。此外，其它制造方法， 例如刺繡、或印刷或類似的方法，亦可用于形成該分層結構。而且，第一層21可與第二層22 相編織或刺繡于一起，以形成織物電路1，其中第一層21與第二層22絕緣。為增強織物電 路1與人體的絕緣，導電織物2可還包含至少一絕緣層，其用于覆蓋第一層21與第二層22 其中之一。如圖4所示的較佳實施例，其具有二絕緣層41、42，分別覆蓋第一層21及第二 層22。絕緣層可由任何非導電材料涂覆、印刷或黏合至第一層21及第二層22，以下將更詳 細地闡述。于一較佳實施例中，導電織物2還包含多根第三非導電絲線232，其用以將第一 層21及第二層22編織于一起，并使得其相互絕緣。如圖IF及圖IG所示，其是圖IA的織 物電路1的剖視圖。具體而言，第三非導電絲線232可形成為第一層21與第二層22之間 的一分層結構。第三非導電絲線232是由任何非導電材料制成，例如由聚酯纖維、PET、棉、 純聚氨基甲酸酯聚合物、或其組合制成，以使第一層21與第二層22彼此完全絕緣。
另外，于本實施例中，第一層21及第二層22是如上所述相編織，同時導電織物2 中的第一帶芯紗線214及第二帶芯紗線2M是如圖IA所示以經紗及緯紗形式配置。因此， 第一帶芯紗線214與第二帶芯紗線2M將因相交而形成的許多交叉處，而分布于導電織物 2上的交叉處是排列成一矩陣、一陣列或任何其它配置形式。
請參閱圖1A、圖IF及圖1G，其繪示織物電路1的一俯視圖及二剖視圖。電子元件 3可附著至鄰近織物電路1的任何交叉處的一位置。詳細來說，電子元件3具有二引腳31， 用于附著至導電織物2。具體而言，二導電縫制絲線M用于將電子元件3的引腳31縫制 于一位置，該位置與導電織物2的一特定交叉處具有一微偏移量d，且電子元件3的各引腳 31于該交叉處附近，分別電性連接至第一導電絲線210其中之一與第二導電絲線220其中 之一。同樣地，導電縫制絲線M是由任何具有導電性的導電纖維制成，例如不銹鋼纖維、碳 纖維、濺鍍纖維、或其組合至少其中之一，然而并非用以限制其材料。與在布料上縫制紐扣 的方式相似，電子元件3可通過任何傳統縫制機縫制于導電織物2上。因此，導電織物2與 織物電路1 二者皆可以量產的方式，通過任何傳統紡織機械及/或縫制機制造。電子元件3 可拆卸式地附著并有系統地電性連接至第一層21的第一導電絲線210其中之一及第二層 22的第二導電絲線220其中之一，且當第一導電絲線210及第二導電絲線220電性連接至 電源系統(圖未示出)時，電子元件3可正確地運作。此外，當織物電路1排列成一矩陣電 路時，電子元件3(例如LED)可針對不同的特定應用(例如娛樂、指引、信號指示)，由任何 傳統控制程序驅動。應注意，縫制絲線M在通過刺穿過第一層21及第二層22數次的縫制機針驅動下，可使第一導電絲線210及第二導電絲線220與電子元件3的引腳直接電性連接。
圖2A及圖2B例示一第二實施例的一織物電路1，。于此實施例中，第一層21的第 一帶芯紗線214及第二層22的第二帶芯紗線2M是以平行方式編織。織物電路1’的其它 特征類似于織物電路1的相同特征，故織物電路1’的詳細結構將不予贅述。
基于以上所述，可達成另二種織物矩陣。請參閱圖3A及圖:3B，其分別繪示本發明 的一第三實施例及一第四實施例。多個電子元件3附著至鄰近織物電路1及織物電路1’ 的交叉處的位置。于實際實施例中，若電子元件3包含多個LED，則可于織物電路1及織物 電路1’上達成不同的發光圖案。
本發明的一第五實施例繪示于圖4中。導電織物2包含二絕緣層41、42，其分別用 于覆蓋第一層21及第二層22。其它元件是與上文所述的那些元件相同。該二絕緣層41、 42用以增強織物電路1與人體的絕緣。本實施例的其它細節是類似于上文所述。
本發明的一第六實施例是一種用于制造一導電織物的方法，該導電織物是類似于 如上所述的導電織物2、2’。參閱圖5，其為本發明的方法的一流程圖。首先，執行步驟501， 將至少一第一導電絲線編織于多根第一非導電絲線中，以形成具有至少一第一帶芯紗線的 一第一層。具體而言，部份這些第一非導電絲線用于覆蓋該至少一第一導電絲線，以形成該 至少一第一帶芯紗線。若存在多于一條的第一帶芯紗線，則使用其余第一非導電絲線將多 于一條的第一帶芯紗線編織于一起。接著，執行步驟502，將至少一第二導電絲線編織于多 根第二非導電絲線中，以形成具有至少一第二帶芯紗線的一第二層。同樣地，部份這些第 二非導電絲線用于覆蓋該至少一第二導電絲線，以形成該至少一第二帶芯紗線。若存在多 于一條的第二帶芯紗線，則使用其余第二非導電絲線將多于一條的第二帶芯紗線編織于一 起。
執行步驟503，通過多根第三非導電絲線將該第一層與該第二層編織于一起。具體 而言，將這些第三非導電絲線編織于該第一層與該第二層間的一層，并同時將該第一層與 該第二層編織于一起。最后，可選擇性地執行步驟504，提供分別用于覆蓋該第一層及該第 二層的二絕緣層。類似于對該第一層及該第二層實施絕緣及編織的第三非導電絲線，該二 絕緣層可分別編織至該第一層與該第二層上。
上述的實施例僅用來例舉本發明的實施態樣，以及闡釋本發明的技術特征，并非 用來限制本發明的保護范疇。任何熟悉此技術者可輕易完成的改變或均等性的安排均屬于 本發明所主張的范圍，本發明的權利保護范圍應以申請專利范圍為準。
權利要求
1.一種導電織物，包含一第一層，具有至少一第一導電絲線及多根第一非導電絲線，其中該至少一第一導電 絲線編織于這些第一非導電絲線中；以及一第二層，具有至少一第二導電絲線及多根第二非導電絲線，其中該至少一第二導電 絲線編織于這些第二非導電絲線中；其中該第一層與該第二層相編織，且與該第二層絕緣，以使一電子元件可分別附著并 電性連接于該第一層的該至少一第一導電絲線及該第二層的該至少一第二導電絲線。
2.根據權利要求1所述的導電織物，其特征在于，這些第一非導電絲線包含一第一覆 蓋部，該至少一第一導電絲線被該第一覆蓋部覆蓋以形成至少一第一帶芯紗線。
3.根據權利要求2所述的導電織物，其特征在于，這些第二非導電絲線包含一第二覆 蓋部，該至少一第二導電絲線被該第二覆蓋部覆蓋以形成至少一第二帶芯紗線。
4.根據權利要求3所述的導電織物，其特征在于，該第一層的該至少一第一帶芯紗線 及該第二層的該至少一第二帶芯紗線是以經紗及緯紗方式編織。
5.根據權利要求3所述的導電織物，其特征在于，該第一層的該至少一第一帶芯紗線 及該第二層的該至少一第二帶芯紗線是以平行方式編織。
6.根據權利要求3所述的導電織物，其特征在于，還包含多根第三非導電絲線，用于將 該第一層與該第二層相編織。
7.根據權利要求6所述的導電織物，其特征在于，這些第一非導電絲線、這些第二非導 電絲線及這些第三非導電絲線是由聚酯纖維、PET、棉、純聚氨基甲酸酯聚合物及其組合至 少其中之一制成。
8.根據權利要求1所述的導電織物，其特征在于，還包含至少一絕緣層，用于覆蓋該第 一層及該第二層其中之一。
9.根據權利要求1所述的導電織物，其特征在于，該至少一第一導電絲線及該至少一 第二導電絲線是由具有導電性的多根導電纖維制成。
10.根據權利要求9所述的導電織物，其特征在于，這些導電纖維是由不銹鋼纖維、碳 纖維、濺鍍纖維及其組合至少其中之一制成。
11.一種用于制造一導電織物的方法，包含以下步驟將至少一第一導電絲線編織于多根第一非導電絲線中，以形成具有至少一第一帶芯紗 線的一第一層；將至少一第二導電絲線編織于多根第二非導電絲線中，以形成具有至少一第二帶芯紗 線的一第二層；以及將該第一層與該第二層以多根第三非導電絲線相編織。
12.根據權利要求11所述的方法，其特征在于，還包含以下步驟提供至少一絕緣層，以覆蓋該第一層與該第二層其中之一。
13.一種織物電路，包含至少一電子元件；以及一導電織物，包含一第一層，具有至少一第一導電絲線及多根第一非導電絲線，其中該至少一第一導電 絲線編織于這些第一非導電絲線中；以及一第二層，具有至少一第二導電絲線及多根第二非導電絲線，其中該至少一第二導電 絲線編織于這些第二非導電絲線中；其中該第一層與該第二層相編織，且與該第二層絕緣，以使該至少一電子元件附著于 該導電織物，并電性連接于該至少一第一導電絲線及該至少一第二導電絲線。
14.根據權利要求13所述的織物電路，其特征在于，還包含至少一導電縫制絲線。
15.根據權利要求14所述的織物電路，其特征在于，該至少一電子元件具有至少二引 腳，該至少二引腳通過該至少一導電縫制絲線縫制于該導電織物上，且該電子元件的至少 二引腳分別電性連接于該至少一第一導電絲線及該至少一第二導電絲線。
16.根據權利要求14所述的織物電路，其特征在于，該至少一電子元件是一發光二極 管，其中該發光二極管具有二引腳，該二引腳用于通過該至少一導電縫制絲線縫制于該導 電織物上，且該發光二極管的二引腳分別電性連接于該至少一第一導電絲線及該至少一第 二導電絲線。
17.根據權利要求13所述的織物電路，其特征在于，這些第一非導電絲線包含一第一覆蓋部，且這些第二非導電絲線包含一第二覆蓋部，該至少一第一導電絲線被該第一覆蓋 部覆蓋以形成至少一第一帶芯紗線，該至少一第二導電絲線被該第二覆蓋部覆蓋以形成至 少一第二帶芯紗線。
18.根據權利要求17所述的織物電路，其特征在于，該第一層的該至少一第一帶芯紗 線及該第二層的該至少一第二帶芯紗線是以經紗及緯紗方式編織。
19.根據權利要求18所述的織物電路，其特征在于，該至少一電子元件附著于鄰接一 交叉處的一位置，該交叉處是由該至少一第一帶芯紗線相交于該至少一第二帶芯紗線所形 成。
全文摘要
本發明提供一種導電織物、織物電路及其制造方法。織物電路包含至少一電子元件及導電織物，導電織物包含一第一層及一第二層。第一層具有至少一第一導電絲線及多根第一非導電絲線。至少一第一導電絲線編織于第一非導電絲線中。第二層具有至少一第二導電絲線及多根第二非導電絲線。至少一第二導電絲線編織于第二非導電絲線中。第一層與第二層相編織，且與第二層絕緣，以使一電子元件可附著并電性連接至第一層的至少一第一導電絲線與第二層的至少一第二導電絲線。
文檔編號D02G3/36GK102031615SQ20101012000
公開日2011年4月27日 申請日期2010年2月4日 優先權日2009年9月29日
發明者李鎮樟, 黃宏旭 申請人:南緯實業股份有限公司, 金鼎聯合科技纖維股份有限公司