CN106051574A - 用于车辆的照明贴花件 - Google Patents

Abstract

本文提供了一种用于车辆的贴花件。该贴花件包括多个光源以及光致发光结构，光致发光结构配置成响应于由光源的至少一部分的激发而发光。装饰层具有图案，在光致发光结构处于发光状态时，该图案至少部分地被光致发光结构照明。

Description

用于车辆的照明贴花件

相关申请的交叉引用

本申请是于2015年1月23日提交的标题为“DOOR ILLUMINATIONAND WARNING SYSTEM”的美国专利申请第14/603,636号的部分延续申请，该美国申请为于2013年11月21日提交的标题为“VEHICLE LIGHTINGSYSTEM WITH PHOTOLUMINESCENT STRUCTURE”的美国专利申请第14/086,442号的部分延续申请。前述相关申请的全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明总的来说涉及车辆照明系统，并且更具体地，涉及采用光致发光结构的车辆照明系统。

背景技术

使用光致发光结构引起的照明提供独特并且具有吸引力的观赏体验。因此，期望在机动车辆上实施这样的结构用于各种照明应用。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于车辆的贴花件。该贴花件包括多个光源以及光致发光结构，光致发光结构配置成响应于由光源的至少一部分的激励而发光。装饰层具有图案，在光致发光结构处于发光状态时，该图案至少部分地被光致发光结构照明。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于车辆的贴花件。该贴花件包括多个光源，多个光源粘附于车辆表面。光致发光结构安置在光源上方并且配置成响应于由光源的至少一部分的激励而发光。装饰层安置在光致发光结构上方并且具有图案，在光致发光结构处于发光状态时，该图案至少部分地被光致发光结构照明。

根据本发明的再一方面，提供了一种用于车辆的贴花件。多个印刷发光二极管粘附于车辆表面。光致发光结构安置在印刷发光二极管上方并且配置成响应于由印刷发光二极管的至少一部分的激励而发光。装饰层安置在光致发光结构上方并且具有图案，在光致发光结构处于发光状态时，该图案至少部分地被光致发光结构照明。

本领域的技术人员在研究以下说明书、权利要求和附图之后，将理解本发明的这些和其它方面、目标和特征。

附图说明

在附图中：

图1是根据一个实施例的具有能够照明的贴花件的车辆的侧视图；

图2是沿图1中线II-II截取的贴花件的截面图；

图3示出根据一个实施例的用于产生单独颜色的能量转换过程；

图4示出根据一个实施例的用于产生一种或多种颜色的能量转换过程；以及

图5是根据一个实施例的采用图1中描绘的贴花件的车辆照明系统的框图。

具体实施方式

根据需要，本发明的具体实施例按要求在此公开，然而，应当理解，在此公开的实施例仅为本发明的示例，其能够以各种替代方式实施。附图不一定是具体设计；可对一些图表放大或缩小以显示功能概况。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应视为限定，而仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式应用本发明的代表性基础。

正如本文所使用的，当术语“和/或”用于列举两个或多个物品时，其意味着所列举物品中的任意一个可单独使用，或者所列举物品中的两个或更多可并用。例如，如果一个构造描述为包含部件A、B和/或C，那么，该构造可仅包含A、仅包含B、仅包含C；包含A和B的组合；包含A和C的组合；包含B和C的组合；或包含A、B和C的组合。

以下公开描述了适用于被容纳在车辆上的贴花件(decal)。该贴花件包括光产生组件和至少一个光致发光结构，该光致发光结构配置成响应于光产生组件的激励发光。当被激活时，光致发光结构以一种或多种颜色照明贴花件的装饰层的至少一部分。当以下公开指向汽车照明应用时，应该可以理解，此处提供的启示可以相似地应用于设计成运输一个或多个乘客的其他类型的交通工具的照明应用中，例如，但不限于，飞机、船舶、火车和全地形车(ATV)。

参照图1，车辆10的外部总的来说根据一个实施例显示。如图所示，贴花件12安置在车辆10的侧车身14上。贴花件12示例性地图案化为马以及伴随的文字，贴花件12的至少一部分适用于响应车辆相关的状态照明。应该可以理解，贴花件的位置不限于图1中描绘的位置，并且可以包括在车辆10的侧车身14、前车身16和后车身18上的其他位置。还可以设想的是，该贴花件12可以安置在车辆10的窗户20、侧反光镜组件22、前挡风玻璃24、后挡风玻璃26和车顶结构28的一部分上方。此外，可以设想，贴花件12可以安置为其他尺寸、形状和/或图案，并且可以应用于车辆10的线性和/或非线性表面。

参照图2，根据一个实施例，显示图1中描绘的贴花件12的截面图。如图2所示，贴花件12可以具有层叠排列，并且包括对应于薄膜或印刷的发光二极管(LED)组件的光产生组件30。光产生组件30包括安置在粘合层34上方的基底32，该粘合层34用于将贴花件12粘附至车辆10。基底32可以包括大约0.005至0.060英寸厚的聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料。正电极36安置在基底32的上方并且包括导电环氧树脂，例如，但不限于，含银或含铜环氧树脂。正电极36电连接至多个LED源38的至少一部分，LED源38安置在半导体油墨40内并且应用于正电极36上方。同样地，负电极42也电连接至LED源38的至少一部分。负电极42安置在半导体油墨40上方并且包括透明或半透明导电材料，例如，但不限于氧化铟锡。另外，每个正电极和负电极36、42通过一条或多条接线48电连接至控制器44和电源46。控制器44可以位于车辆10的不同位置，并且电源46可以对应于在12至16VDC工作的车载电源。一条或多条接线48可以穿过车辆10的预定部分(例如，侧车身14)的框架布线，贴花件12容纳在该预定部分上。

LED源38可以随机或可控的方式分散在半导体油墨40内，并且可以配置成发出集中或不集中的光。LED源38可以对应于尺寸大约在5至400微米的氮化镓元素的微型LED，并且半导体油墨40可以包括多种粘合剂和介电材料，包括，但不限于，镓、铟、碳化硅、磷和/或半透明聚合物粘合剂中的一个或多个。以这种方式，半导体油墨40可以包括多种浓度的LED源38，以使得LED源38的密度可以根据多种照明应用调整。在一些实施例中，LED源38和半导体油墨40可以来自Nth Degree TechnologiesWorldwide Inc。半导体油墨40可以适用于各种印刷工艺，包括对正电极36的被选择部分进行喷墨和丝印工艺。更具体地，可以预想，LED源38分散在半导体油墨40中并且成型和设定尺寸，以使得在半导体油墨40的沉积过程中，大量LED源38与正和负电极36、42对齐。LED源38的最终电连接至正和负电极36、42的部分可以被控制器44、电源46和一条或多条接线48的结合照明。关于光产生组件构造的额外信息在Lowenthal等人于2014年3月12日递交的题为“ULTRA-THIN PRINTED LED LAYERREMOVED FROM SUBSTRATE”的美国专利公开第2014-0264396A1号中公开，其全部公开结合于此处作为参考。

继续参照图2，光致发光结构50作为涂层、层、薄层或其他合适的沉积物安置在负电极42上方。关于目前示出的实施例，光致发光结构50可以安置为多层结构，包括能量转换层52和可选的稳定层54。能量转换层52包括至少一种具有能量转换元素并伴有磷光或荧光性质的光致发光材料56。例如，光致发光材料56可以包括有机或无机荧光染料，包括二甲苯(rylenes)、氧杂蒽、卟啉、酞菁染料。另外或可替换地，光致发光材料56可以包括来自铈掺杂石榴石组中的荧光粉，例如YAG:Ce。能量转换层52可以使用各种方法由在聚合物基质中分散光致发光材料56以形成同质混合物制备。这样的方法可以包括从液体载体介质中的配方制备能量转换层52，以及将能量转换层52涂覆至负电极42或其他理想基底。能量转换层52可以通过印刷、丝网压印、苯胺印刷、喷涂、条缝涂布、浸涂、辊筒涂布和涂装应用于负电极42。可替换地，能量转换层52可以通过不使用液体载体介质的方法制备。例如，能量转换层52可以通过将光致发光材料56分散进入固体状态溶液(在干燥状态下的均匀混合物)提供，其可以包含在由挤出、注射模制、压模、压延、热成型等形成的聚合物基质中。

为了保护容纳在能量转换层52内的光致发光材料56不被光和热降解，光致发光结构50可以包括稳定层54。稳定层54可以配置成作为光学连接并且粘附于能量转换层52或与其集成的隔离层。稳定层54可以通过每层的按次序涂布或印刷、按次序堆叠或压纹、或任意其他合适的方式与能量转换层52结合。关于光致发光结构构造的额外信息在Kingsley等人于2012年7月31日递交的题为“PHOTOLYTICALLY AND ENVIRONMENTALLYSTABLE MULTILAYER STRUCTURE FOR HIGH EFFICIENCYELECTROMAGNETIC ENERGY CONVERSION AND SUSTAINEDSECONDARY EMISSION”的美国专利第8,232,533号中公开，其全部公开结合于此处作为参考。

在操作中，光致发光材料56配置为根据从光产生组件30的至少一部分LED源38接收的特定波长的输入光而激活。因此，被输入的光经过能量转换过程，并以不同波长被重新发射。根据一个实施例，光致发光材料56可以配置为将输入光转换为较长波长的光，也称为降频转换(downconversion)。可替换地，光致发光材料56可以配置为将输入光转换为较短波长的光，也被称为增频转换(up conversion)。在任何一种步骤中，由光致发光材料56转换的光可以立刻从光致发光结构50输出或者在能级中使用，其中被转换的光作为输入光以激活位于能量转换层52内的光致发光材料的另一剂型，借此，随后转换的光然后可以由光致发光结构50输出或作为输入光等使用。关于此处描述的能量转换过程，输入光和转换光的波长之间的差异被称为斯托克司频移(Stokes shift)并且作为用于对应于光波长改变的能量转换过程的原则驱动机构。

继续参照图2，粘合层58安置在光致发光结构50上方。粘合层58可以是光学连接并粘附于光致发光结构50的基本透明的塑料薄膜以创建基底，装饰层60通过丝印、喷墨或其他印刷过程印刷在基底上。装饰层60安置为使用不透明油墨62和半透明油墨64的图案。可替换地，除了提供装饰层60，光致发光结构50可以安置在期望的图案中和/或LED源38可以被压印以仅仅激活光致发光结构50期望的区域。保护层66光学连接并且粘附于装饰层60以保护贴花件12不会因环境暴露引起物理和化学的损伤。保护层66可以安置为使用耐刮伤并提供紫外线(UV)屏蔽的密封材料。

当使用保护层66时，使用低温度和低压力加工有利于防止光致发光结构50和/或光产生组件30损伤。例如，保护层66可以安置为模塑在装饰层60上方的紫外线(UV)或低温固化硅树脂。可替换地，保护层66可以包括环氧树脂、聚氨酯橡胶或其他安置为薄膜或其他合适沉积物的透明塑料。

在操作中，只要能量转换过程在进行中，则装饰层60的由半透明油墨64限定的部分通过光致发光结构50照明，同时装饰层60的由不透明油墨62限定的部分通过阻挡光致发光结构50输出的光起到显示图案特定细节轮廓的作用。例如，图1中描绘的贴花件12的变暗区域可以使用不透明油墨62限定，并且贴花件12的未变暗区域可以使用半透明油墨64限定。因此，当能量转换过程发生时，仅仅未变暗区域照明以展示马图案对应的图形。

参照图3，根据一个实施例示出了用于以单独颜色光照明贴花件12的能量转换过程68。处于说明的目的，能量转换过程68继续参照图2中描绘的贴花件12在下文中描述。在目前示出的实施例中，光致发光结构50的能量转换层52仅包括光致发光材料56，其配置成将从LED源38接收的输入光(例如，实线箭头)转换为可见光(例如，虚线箭头)，可见光具有与相关的输入光不同的波长。可见光通过装饰层60的半透明油墨64部分从贴花件12输出。更具体地，光致发光材料56配置为具有吸收光谱，该吸收光谱包括从LED源38供应的输入光的发射波长。光致发光材料56还配置为具有斯托克司频移，斯托克司频移导致转换光具有以期望颜色表达的发射光谱，这依据光应用而改变并且通过装饰层60的半透明油墨64部分从贴花件12输出。在一个实施例中，能量转换过程68通过降频转换的方式进行，借此输入光包括在可见度光谱的较低端上的光，如蓝色、蓝紫色或紫外线(UV)光。这样做能够使蓝色、蓝紫色或紫外线LED作为LED源38使用，对于简单地使用所需颜色的LED和全部前述能量转换过程而言这可以提供相对成本优势。此外，贴花件12导致的照明提供独特并具有吸引力的观赏体验，这通过非光致发光方式很难复制。

在操作中，控制器44可以控制光产生组件30的光发射强度，以最终影响贴花件12照明的亮度。例如，控制器44可以通过脉冲宽度调制或直流电控制来控制LED源38的强度。另外或可替换地，控制器44可以控制LED源38的光发射持续时间以影响贴花件12照明的持续时间。例如，控制器44可以触发所有或一部分LED源38一段延长的持续时间，以使贴花件12的至少一部分展现持久的照明。可替换地，控制器44可以使所有或一部分LED源38在变化的时间间隔闪光，以使贴花件12展现闪烁效应。在一些实施例中，控制器44可以在不同时间触发LED源38的特定部分，以激活光致发光结构50选择的部分。例如，LED源38可被操作位激活光致发光结构50，以使贴花件12从一侧至另一侧、从顶部至底部、从底部至顶部以及类似的方式照明。应该可以领会，通过操纵光产生组件30的LED源38的全部或一部分的强度和/或持续时间，许多照明方案是可行的。

参照图4，根据一个实施例示出了用于以一种或多种光颜色照明贴花件12的能量转换过程70。为了一致，下文中描述的能量转换过程70也继续参照图2中描绘的贴花件12。在这个实施例中，能量转换层52包括散布在能量转换层52内的两种不同的光致发光材料56、72。可替换地，如果需要，光致发光材料56、72可以彼此分离。并且，应该可以领会，能量转换层52可以包括多于两种的不同的光致发光材料，在这种情况下，下文提供的启示同样适用。在一个实施例中，能量转换过程70通过使用蓝色、蓝紫色和/或UV光作为激励源(excitation source)的降频转换方式发生。

关于目前示出的实施例，光致发光材料56和72的激励是相互排斥的。即，光致发光材料56和72配置为具有不重叠的吸收光谱和产生不同发射光谱的斯托克司频移。并且，在配置光致发光材料56、72时，应该注意选择相关的斯托克司频移，以使从光致发光材料56、72中的一个发射的转换光不会激活另一个，除非需要如此。根据一个示例性实施例，LED源38的第一部分(示例性显示为LED源38a)配置为发射输入光，该输入光具有仅激励光致发光材料56的发射波长并且导致输入光转换成第一颜色的可见光，其通过装饰层60的半透明油墨64部分从贴花件12输出。同样地，LED源38的第二部分(示例性显示为LED源38b)配置为发射输入光，该输入光具有仅激励光致发光材料72的发射波长并且导致输入光转换成第二颜色的可见光，其通过装饰层60的半透明油墨64部分从贴花件12输出。优选地，第一和第二光彼此可以从视觉上区分。

在操作中，LED源38a和38b可以先前参照图4中LED源38描述的任意方式控制。另外，LED源38a和38b可以使用控制器44选择性地激活以引起贴花件12以多种颜色照明。例如，控制器44可以仅激活LED源38a以特定地激发光致发光材料56，导致贴花件12以第一颜色照明。可替换地，控制器44可以仅激活LED源38b以特定地激发光致发光材料72，导致贴花件12以第二颜色照明。仍然可替代地，控制器44可以一同激活LED源38a和38b，这引起光致发光材料56、72均被激发，导致贴花件12以第三颜色照明，第三颜色是第一和第二颜色的混合颜色。对于包含两种以上不同的光致发光材料的能量转换层而言，可以实现更多的颜色多样性。预期的颜色包括红色、绿色、蓝色以及包括白色的它们的组合，所有的颜色可以通过选择恰当的光致发光材料和LED源的组合实现。

参照图5，根据一个实施例示出了照明系统74的框图，其继续参照图1和图3中显示的贴花件12。贴花件12可以采用图4和图5中描绘的能量转换过程68、70之一。即，可以理解贴花件12可以配置成照明一种或多种颜色中的全部或一部分。如前面显示和描述，控制器44电连接至贴花件12的光产生组件30并电连接至电源46，该电源46可以对应于在12至16VDC下工作的车载电源。控制器44可以位于车辆10内的不同位置，并且包括与存储器78通信的处理器76。存储器78包括储存在其上的指令80，指令80可以通过处理器76执行。指令80涉及对光产生组件30的LED源38的激活状态的控制并且能够使控制器44选择性地激活LED源38的至少一部分。控制器44可以通信地连接至一个或多个车辆设备82并且使用由其接收的信号以控制贴花件12的光产生组件30的激活状态。控制器44可以与一个或多个车辆设备82通过车辆10的通信总线84通信，并且可以接收指示车辆相关状态的信号，例如，但不限于，车辆10的操作状态、涉及特定车辆设备的状态(例如车门打开状态)、密钥卡接近状态、来源于便携式电子设备的远程信号、涉及车辆10操作环境的状态(例如，周围光水平)或任何其他可以被利用以激活或调节LED源38输出的信息或控制信号，从而影响光致发光结构50发光。应该可以理解，控制器44可以连接至额外的贴花件并且配置成基于一种或多种车辆相关状态选择性地激活每个贴花件。

出于描述和限定本启示的目的，应注意，术语“基本上”和“近似地”在此处被利用以代表非特定的内在程度，其可以认为是任何定量比较、数值、尺寸或其他表现形式。术语“基本上”和“近似地”还在此处被利用以代表程度，通过该程度定量表现形式可以不同于规定的参考，并且不会导致所讨论的主题的基本功能的变化。

应该可以理解，在不背离本发明的内容的情况下，可以在前述结构上进行变化和修改，并且进一步可以理解，这种内容被以下权利要求覆盖，除非权利要求明确表示相反。

Claims (20)

1.一种用于车辆的贴花件，包括：

多个光源；

光致发光结构，所述光致发光结构配置成响应于由所述多个光源的至少一部分的激励而发光；以及

装饰层，所述装饰层具有图案，在所述光致发光结构处于发光状态时，所述图案至少部分地被所述光致发光结构照明。

2.根据权利要求1所述的贴花件，其中，所述多个光源被安置为印刷的发光二极管。

3.根据权利要求2所述的贴花件，其中，所述光致发光结构包括至少一种光致发光材料，其中，所述至少一种光致发光材料配置成将从所述光源的至少一部分接收的输入光降频转换为可见光。

4.根据权利要求3所述的贴花件，其中，所述输入光包括蓝色光、蓝紫色光和紫外线光中的一种。

5.根据权利要求1所述的贴花件，其中，所述装饰层包括光半透明部分和不透明部分。

6.根据权利要求1所述的贴花件，进一步包括控制器，所述控制器用于响应于至少一个车辆相关的状态来控制所述光源的激活状态。

7.根据权利要求6所述的贴花件，其中，所述控制器确定所述光源的光发射强度和光发射时间中的至少一个。

8.一种用于车辆的贴花件，包括：

多个光源，所述多个光源粘附于车辆表面；

光致发光结构，所述光致发光结构安置在所述光源上方并且配置成响应于由所述光源的至少一部分的激励而发光；以及

装饰层，所述装饰层安置在所述光致发光结构上方并且具有图案，在所述光致发光结构处于发光状态时，所述图案至少部分地被所述光致发光结构照明。

9.根据权利要求8所述的贴花件，其中，所述多个光源被安置为印刷的发光二极管。

10.根据权利要求9所述的贴花件，其中，所述光致发光结构包括至少一种光致发光材料，其中，所述至少一种光致发光材料配置成将从所述多个光源的至少一部分接收的输入光降频转换为可见光。

11.根据权利要求10所述的贴花件，其中，所述输入光包括蓝色光、蓝紫色光和紫外线光中的一种。

12.根据权利要求8所述的贴花件，其中，所述装饰层包括光半透明部分和不透明部分。

13.根据权利要求8所述的贴花件，进一步包括控制器，所述控制器用于响应于至少一个车辆相关的状态来控制所述光源的激活状态。

14.根据权利要求13所述的贴花件，其中，所述控制器确定所述光源的光发射强度和光发射时间中的至少一个。

15.一种用于车辆的贴花件，包括：

多个印刷发光二极管，所述印刷发光二极管粘附于车辆表面；

光致发光结构，所述光致发光结构安置在所述印刷发光二极管上方并且配置成响应于由所述印刷发光二极管的至少一部分的激励而发光；以及

装饰层，所述装饰层安置在所述光致发光结构上方并且具有图案，在所述光致发光结构处于发光状态时，所述图案至少部分地被所述光致发光结构照明。

16.根据权利要求15所述的贴花件，其中，所述光致发光结构包括至少一种光致发光材料，其中，所述至少一种光致发光材料配置成将从所述印刷发光二极管的至少一部分接收的输入光降频转换为可见光。

17.根据权利要求16所述的贴花件，其中，所述输入光包括蓝色光、蓝紫色光和紫外线光中的一种。

18.根据权利要求15所述的贴花件，其中，所述装饰层包括光半透明部分和不透明部分。

19.根据权利要求15所述的贴花件，进一步包括控制器，所述控制器用于响应于至少一个车辆相关的状态来控制所述印刷发光二极管的激活状态。

20.根据权利要求19所述的贴花件，其中，所述控制器确定所述印刷发光二极管的光发射强度和光发射时间中的至少一个。