用于车辆的照明成型件的制作方法

用于车辆的照明成型件的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种车辆成型件。该成型件包括多个光源。光致发光结构配置为响应于被至少一部分光源激发而发光。可视部分被光致发光结构照明。
【专利说明】
用于车辆的照明成型件
技术领域
[0001]本发明总体涉及车辆照明系统，并且更具体地涉及使用光致发光结构的车辆照明系统。
【背景技术】
[0002]由光致发光结构的使用所产生的照明提供了独特且吸引人的视觉体验。因此，在机动车辆内为了各种照明应用而实施这样的结构是期望的。

【发明内容】

[0003]根据本发明的一方面，提供一种车辆成型件。该成型件包括多个光源。光致发光结构配置为响应于被至少一部分光源激发而发光。可视部分被光致发光结构照明。
[0004]根据本发明的另一方面，提供一种车辆成型件。该成型件包括多个光源。光致发光结构配置为响应于被至少一部分光源激发而发光。可视部分被光致发光结构照明。控制器配置用于控制光源的激活状态。
[0005]根据本发明的又一方面，提供一种车辆成型件。该成型件包括多个光源。光致发光结构配置为响应于被至少一部分光源激发而发光。可视部分被光致发光结构照明，其中可视部分在处于未照明状态时呈现金属外观。
[0006]本领域的技术人员一经研究下列说明书、权利要求以及附图就可以理解和领会本发明的这些以及其它方面、目标以及特性。
【附图说明】
[0007]在图中:
[0008]图1是根据一个实施例的车辆的驾驶员侧的透视图，该车辆配备有发光成型件；
[0009]图2是根据一个实施例的车辆的乘客侧的透视图，该车辆配备有发光成型件；
[0010]图3是沿图1中的线I1-1I截取的成型件的剖视图；
[0011]图4根据一个实施例示出了用于产生单一颜色的能量转换过程；
[0012]图5根据一个实施例示出了用于产生一种或多种颜色的能量转换过程;以及
[0013]图6是根据一个实施例的车辆照明系统的框图，该车辆照明系统使用了图1和图2中所示的成型件。
【具体实施方式】
[0014]根据需要，在此公开了本发明的详细实施例。然而，应当理解的是，公开的实施例仅仅是本发明的示例，其可以体现为不同的和替代的形式。附图不一定是具体设计，且为了呈现功能概况，一些图可以被夸大或缩小。因此，在此公开的特定的结构和功能细节不应被解释为限制，而是仅仅作为用于教导本领域技术人员多方面使用本发明的典型基础。
[0015]如在此所用的，当用于一系列两个或多个项目中时使用的术语“和/或”意味着可以单独使用任何一个所列项目或可以使用两个或多个所列项目的任意组合。例如，如果混合物被描述为包含组分A、B和/或C，混合物可以包含单独的A;单独的B;单独的C; A和B的组合;A和C的组合;B和C的组合;或A、B和C的组合。
[0016]下述公开描述一种适于接收在车辆上的成型件。该成型件包括发光总成和至少一种光致发光结构，光致发光结构配置为响应于被发光总成激发而发光。当被激发时，光致发光结构以一种或多种颜色照明成型件的可视部分。虽然下述公开针对机动车辆的照明应用，但应明白的是，这里提供的教导可以类似地应用于其它类型的车辆照明应用，该车辆被设计用于输送一个或多个乘客，例如但不限于飞机、船舶、火车以及全地形车辆(ATV)。
[0017]参考图1和图2，根据一个实施例总体示出了车辆10的外部。车辆10包括一个或多个成型件，成型件可以是装饰性和/或保护性的。为了说明的目的，在图1和2中以成型件12-18示例性地示出了数个成型件。成型件12和14对应于位于车辆10的车顶结构20上的车顶槽(roof ditch)成型件，而成型件16和18各自位于对应的踏脚板22、24上，踏脚板22、24位于车辆10的侧方。但应明白的是，成型件的位置并不限于图1和2中所示的那些，并且可以包括车辆10的外部以及内部的其它位置。同样地可以想到，根据这里提供的教导，也可以构造其它类型的成型件，例如侧方车身成型件、下部车身成型件、车窗成型件等。而且，应明白的是，这里所述的成型件不限于特定的尺寸、形状或长度并且可以具有线性和/或非线性的部分以顺应它们所在的基底。关于当前说明的实施例，成型件12-18各自包括可视部分26，可视部分26暴露于车辆10的操作环境中并且可以在成型件12-18的长度大体延伸。如下文中更详细描述地，可视部分26可以响应于一种或多种车辆相关状况而照明并且在未照明的状态时可以具有金属外观。
[0018]参考图3，根据一个实施例示出了成型件12的剖视图。应理解的是，成型件14-18或其它成型件可以以类似的方式组装。如图3中所示，成型件12可以具有堆叠设置，该堆叠设置包括发光总成28、光致发光结构30和先前在图1和2中描述的可视部分26。
[0019]发光总成28可以对应于薄膜或印刷发光二极管(LED)总成并且包括作为其最下层的基底32。基底32可以包括近似0.005到0.060英寸厚的聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酯、聚丙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料并且设置在所需的车辆表面上方，成型件12被接收在该表面上。可选地，作为节约成本的措施，基底32可以直接对应于已有的车辆结构(即，接收成型件12的所需车辆表面)。例如，关于成型件12，基底32可以对应于挤压铝车顶槽，挤压铝车顶槽可以另外对发光总成28赋予导电性。
[0020]发光总成28也包括设置在基底32上方的正极34。正极34包括导电环氧树脂，例如但不限于含银或含铜的环氧树脂。正极34电连接到多个LED源36的至少一部分，LED源36设置在半导体油墨38内并且应用于正极34上方。同样地，负极40也电连接到LED源36的至少一部分。负极40设置在半导体油墨38上方并且包括透明或半透明的导电材料，例如但不限于氧化铟锡。此外，正极34和负极40中的每一个通过对应的汇流条46、48和导线50、52电连接到控制器42和电源44。可以沿正极34和负极40的相对边印刷汇流条46、48，并且汇流条46、48和导线50、52之间的连接点可以位于每个汇流条46、48的对角处，从而促进沿汇流条46、48的均匀的电流分布。
[0021]LED源36以随机或受控的方式分散在半导体油墨38中并且可以配置为朝向光致发光结构30发射聚焦或非聚焦光。LED源36可以对应于尺寸近似5到400微米的氮化镓元件的微型LED并且半导体油墨38可以包括多种粘结剂以及电介质材料，粘结剂以及电介质材料包括但不限于镓、铟、碳化硅、磷和/或半透明的聚合物粘结剂中的一种或多种。以这种方式，半导体油墨38可以包括各种集中度的LED源36，以使LED源36的密度可以针对各种照明应用而调整。在一些实施例中，LED源36和半导体油墨38可以来源于尼斯迪格瑞科技环球公司(Nth Degree Technologies Worldwide Inc)。半导体油墨38可以通过多种印刷工艺应用，包括向正极34的选定部分喷墨和丝网印刷工艺。更具体地，可以设想将LED源36分散在半导体油墨38内且将形状和尺寸设置为使大量的LED源在半导体油墨38沉积期间与正极34和负极40对齐。最终电连接到正极34和负极40的部分LED源36可以通过汇流条46和48、控制器42、电源44和导线50和52的组合来点亮。根据一个实施例，电源44可以对应于在12到16V直流下运行的车载电源。关于发光总成构建的附加信息在2014年3月12日提交的、由洛文塔尔(Lowenthal)等人发明的、美国专利公开号为2014-0264396A1、名称为“从基底移除的超薄印刷LED层”的专利申请中进行了公开，在此通过引用包含其全部内容。
[0022]仍参考图3，光致发光结构30作为涂层、层、薄膜或其它合适的沉积层设置于负极40上方。关于当前所述的实施例，光致发光结构30可以设置为多层结构，该多层结构包括能量转换层54、可选的稳定层56和可选的保护层58。
[0023]能量转换层54包括具有利用磷光或荧光特性的能量转换元件的至少一种光致发光材料60 ο例如，光致发光材料60可以包括有机或无机荧光染料，包括萘嵌苯(ry Iene)、咕吨(xanthene)、P卜啉(porphyrin)、酞菁染料(phthalocyanine)。另外或可选地，光致发光材料60可以包括来自铈(Ce)掺杂的石榴石的组的磷光剂，例如YAG(钇铝石榴石):Ce。能量转换层54可以通过使用多种方法将光致发光材料60分散在聚合物基体内以形成均匀混合物来制备。这样的方法可以包括从液体载体介质中的制剂制备能量转换层54且将能量转换层54涂到负极40或其它所需的基底上。能量转换层54可以通过涂装(painting)、丝网印刷、柔性版印刷、喷涂、狭缝涂覆(slot coating)、浸渍涂覆(dip coating)、滚筒涂覆(rollercoating)和棒式涂覆(bar coating)应用到负极40上。可选地，能量转换层54可以通过不使用液体载体介质的方法来制备。例如，可以将光致发光材料60分散在固态溶液(在干燥状态的均匀混合物)中来呈现能量转换层54，能量转换层54可以结合到通过挤出、注塑成型、压缩成型、压延成型、热成型等成型的聚合物基体内。
[0024]为了保护包含在能量转换层54内的光致发光材料60不被光解和热降解，光致发光结构30可以包括稳定层56。稳定层56可被配置为光学耦合和粘附到能量转换层54或以其它方式与之整合的单独的层。光致发光结构30也可以包括保护层58，保护层58光学耦合和粘附到稳定层56或其它层(例如没有稳定层56时的能量转换层54)以保护光致发光结构30不受由环境暴露所产生的物理和化学损伤。稳定层56和/或保护层58可以通过每层的顺序涂覆或印刷、通过顺序层压或压印、或任何其它合适的方式与能量转换层54结合。有关光致发光结构的构建的附加信息在2011年11月8日提交的、由金斯利(Kingsley)等人发明的、美国专利号为8，232，533、名称为“用于高效电磁能量转换和持续二次发射的光解稳定和环境稳定的多层结构”的专利中进行了公开，在此通过引用包含其全部公开内容。
[0025]在操作中，光致发光材料60被制备为一经接收到特定波长的输入光就被激发，特定波长的输入光来自发光总成28的至少一部分LED源36。如此，输入光经历能量转换过程并且以不同的波长重新发射。根据一个实施例，光致发光材料60可以被制备为将输入光转换为更长波长的光，另外被称为下变频。可选地，光致发光材料60可以被制备为将输入光转换为更短波长的光，另外被称为上变频。按照任何一种方法，由光致发光材料60转换后的光可以立即从光致发光结构30中输出或以其它方式用在能量级联中，在能量级联中，转换后的光用作输入光以激发位于能量转换层54中的光致发光材料的另外的制剂，由此后续转换后的光之后可以从光致发光结构30输出或用作输入光，以此类推。关于这里所述的能量转换过程，输入光和转换后的光之间的波长差被称为斯托克斯位移(Stokes shift)且用作对应于光的波长变化的能量转换过程的主要驱动机制。
[0026]继续参考图3，可视部分26设置于光致发光结构30的上方。在一些实施例中，可视部分26可以包括塑料、硅、或尿烷材料并且成型在光致发光结构30和发光总成28上方。优选地，可视部分26对于从光致发光结构30输出的被转换的光应该是至少部分透光的。以这种方式，可视部分26可以在进行能量转换过程的任何时刻被光致发光结构30照明。此外，通过包覆成型可视部分26，它也可以用于保护光致发光结构30和发光总成28。可视部分26可以设置为平面状和/或弧形以提高其处于发光状态时的可视能力。类似于光致发光结构30和发光总成28，可视部分26也可以受益于薄的设计，如此有助于使成型件12的整体轮廓最小化。
[0027]在一些实施例中，可以在可视部分26和光致发光结构30之间设置装饰层62。装饰层62可以包括聚合物材料或其它合适的材料并且配置用于控制或改变成型件12的可视部分26的外观。例如，装饰层62可以配置为在可视部分26处于未被照明的状态时赋予可视部分26金属外观。在其它实施例中，装饰层62可以着色为任何颜色以配合接收成型件12的车辆结构。在任何情况下，装饰层62应该是至少部分透光的，从而在进行能量转换过程的任何时刻不会阻止光致发光结构30照明可视部分26。
[0028]参考图4，根据一个实施例示出了用于产生单色光的能量转换过程64。为了说明的目的，在下文中使用图3描述的成型件12来说明能量转换过程64。在这个实施例中，光致发光结构30的能量转换层54仅包括光致发光材料60，光致发光材料60配置用于将从LED源36接收到的输入光(例如实线箭头)转换为具有与输入光的相关波长不同波长的可见光(例如虚线箭头)。更具体地，光致发光材料60被制备为具有吸收光谱，该吸收光谱包括从LED源36供应的输入光的发射波长。光致发光材料60也被制备为具有产生转换后的可见光的斯托克斯位移，该可见光具有表现为所需颜色的发射光谱，所需的颜色在每种照明应用中可以变化。转换后的可见光从成型件12经过可视部分26输出，由此使可视部分26以所需的颜色照明。在一个实施例中，通过下变频进行能量转换过程64，在该情况下输入光包括位于可见光谱较低端的光，例如蓝色光、紫色光或紫外(UV)光。如此使蓝色、紫色或UV LED用作LED源36，该LED源可以提供优于单纯使用所需颜色的LED以及连同上述的能量转换过程的相关的成本优势。而且，由可视部分26所提供的照明提供独特且吸引人的视觉体验。
[0029]参考图5，根据一个实施例示出了用于产生多种颜色的光的能量转换过程66。为了保持一致性，下文中同样使用图3所示的成型件12描述能量转换过程66。在这个实施例中，能量转换层54包括散布在能量转换层54中的两种不同的光致发光材料60、68。可选地，如果需要，光致发光材料60、68可以彼此分离。同样地，应明白的是，能量转换层54可以包括多于两种不同的光致发光材料，下文提供的教导在这种情况下同样适用。在一个实施例中，能量转换过程66通过使用蓝色、紫色和/或UV光作为激励源的下变频方式发生。
[0030]关于当前说明的实施例，光致发光材料60和68的激发互不相交。也就是，光致发光材料60和68被制备为具有产生不同发射光谱的非重叠的吸收光谱和斯托克斯位移。同样地，在制备光致发光材料60、68中，应注意将相关的斯托克斯位移选择为使从光致发光材料60、68中的一个发射的转换后的光不会激发另一个，除非期望如此。根据一个示例性实施例，以LED源36a示例性示出的LED源36的第一部分配置用于发射输入光，该输入光具有仅激发光致发光材料60并且使输入光被转换为第一颜色的可见光的发射波长。同样地，以LED源36b不例性不出的LED源36的第二部分配置用于发射输入光，该输入光具有仅激发光致发光材料68并且使输入光被转换为第二颜色的可见光的发射波长。优选地，第一颜色和第二颜色在视觉上彼此可区分。以这种方式，可以使用控制器42选择性地激活LED源36a和36b，以使光致发光结构30以各种颜色发光。例如，控制器42可以仅激活LED源36a以单独激发光致发光材料60，使可视部分26以第一颜色照明。可选地，控制器42可以仅激活LED源36b以单独激发光致发光材料68，使可视部分26以第二颜色照明。仍可选地，控制器42可以同时激活LED源36a和36b，以使光致发光材料60、68两者都被激发，从而使可视部分26以第三颜色照明，第三颜色是第一和第二颜色的混合颜色。对于包含多于两种不同光致发光材料的能量转换层而言，可以实现更多样的颜色。可以想到的颜色包括红色、绿色、蓝色以及它们的组合，组合包括白色，所有颜色都可以通过选择合适的光致发光材料以及恰当地操作它们对应的LED源来实现。
[0031]参考图6，根据一个实施例示出了照明系统70的平面视图。为了说明的目的，车辆照明系统70包括先前在图1和2中描述的成型件12-18，但在其它实施例中，可以包括更多或更少的成型件。每个成型件12-18可以设置为类似于图3中所描述的成型件12并且可以使用图4和5中所示的能量转换过程64、66中的一种。也就是，应理解为特定的成型件12-18可以配置为以一种或多种颜色发光。而且，应理解的是，特定的成型件12-18可以根据可视部分26的透光性、特定成型件12-18中光致发光结构30的设置、和/或光致发光材料在光致发光结构30的能量转换层54中的分散方式而以不同的模式发光。
[0032]在操作中，每个成型件12-18的发光总成28的LED36由一个或多个控制器选择性地控制。如图6中示例性示出地，与图3中所示的控制器对应的控制器42电连接到每个成型件12-18的发光总成28以及电源44，电源44可以对应于在12-16V直流下运行的车载电源。控制器42可以不同地定位在车辆10内并且包括与存储器74通信的处理器72。存储器74包括存储在其中的指令76，指令76由处理器72执行。指令76涉及控制与每个成型件12-18相关的发光总成28的LED 36的激活状态，并且使控制器42选择性地激活特定成型件12-18的发光总成28的LED源36的至少一部分。控制器42可通信地连接到一个或多个车辆设备78并且使用从车辆设备78接收到的信号来控制每个发光总成28的激活状态。控制器42可以通过车辆10的通信总线80与一个或多个车辆设备78通信并且可以接收针对车辆相关状况的信号，车辆相关状况是例如但不限于车辆10的运行状态、车门打开状态、钥匙扣接近状态、来源于便携电子设备的远程信号、环境光水平或可以用于激活或另外调节特定发光总成28的输出的任何其它信息或控制信号。
[0033]当特定的发光总成28被激活时，控制器42可以控制发光总成28的LED36的光发射强度，以影响对应光致发光结构30的发光亮度。例如，控制器42可以通过脉冲宽度调节或直流电流控制来控制特定发光总成28的强度。另外或可选地，控制器42可以控制特定发光总成28的至少一部分LED 36的光发射持续时间，以影响可视部分26的照明持续时间。例如，控制器42可以使特定发光总成28的至少一部分LED 36在延长的持续时间保持为激活，以使对应成型件12-18的可视部分26的至少一部分展示出持久的照明。可选地，控制器42可以使特定发光总成28的至少一部分LED 36以变化的时间间隔闪烁，以使对应成型件12-18的可视部分26的至少一部分展示出闪烁效果。在一些实施例中，控制器42可以在不同时间激活LED源36的特定部分以产生对应成型件12-18的整个可视部分26的多种颜色和/或光图案。
[0034]根据一个实施例，控制器42可以控制任何发光总成28，以使对应成型件12-18在车辆10停车以及一个或多个车门解锁和/或打开时展示出大体明亮的照明度，以为进入或离开车辆10的车辆乘员提供照明。一经车门被锁住和/或关闭，控制器42就可以停用当前启用的任何发光总成28或以其它方式控制任何发光总成28以使对应成型件12-18展示出不同(例如降低)的照明度。
[0035]为了说明和限定本发明的教导的目的，应该注意的是，这里利用术语“大体上”和“约”来表示可归因于任何定量的比较、数值、测量或其它表示的固有不确定性程度。这里也利用术语“大体上”和“约”代表在不引起所述主题的基本功能的变化的情况下，定量表示可以从所述参考改变的程度。
[0036]应当理解的是，在不脱离本发明构思的情况下，可以对上述结构做出变化和修改，并且进一步应当理解的是，这些构思旨在被下述权利要求覆盖，除非这些权利要求通过其文字另有明确表述。
【主权项】
1.一种车辆成型件，包含: 多个光源； 光致发光结构，所述光致发光结构配置为响应于被至少一部分所述光源激发而发光；以及 可视部分，所述可视部分被所述光致发光结构照明。2.根据权利要求1所述的成型件，其中所述多个光源设置为印刷LED。3.根据权利要求2所述的成型件，其中所述光致发光结构包含至少一种光致发光材料，所述至少一种光致发光材料配置用于使从至少一部分所述光源接收到的输入光下变频为可见光，所述可见光被输出到所述可视部分。4.根据权利要求3所述的成型件，其中所述输入光包含蓝色光、紫色光和紫外光中的一种。5.根据权利要求1所述的成型件，进一步包含设置在所述光致发光结构和所述可视部分之间的装饰层，其中所述装饰层是至少部分可透光的并且在所述可视部分处于未照明状态时给予所述可视部分金属外观。6.根据权利要求1所述的成型件，进一步包含控制器，所述控制器响应于至少一种车辆相关状况而控制所述多个光源的激活状态。7.根据权利要求6所述的成型件，其中所述控制器确定所述多个光源中的每一个的光发射强度和光发射持续时间中的至少一种。8.—种车辆成型件，包含: 多个光源； 光致发光结构，所述光致发光结构配置为响应于被至少一部分所述光源激发而发光； 可视部分，所述可视部分被所述光致发光结构照明；以及 控制器，所述控制器配置用于控制所述光源的激活状态。9.根据权利要求8所述的成型件，其中所述光源设置为印刷LED。10.根据权利要求9所述的成型件，其中所述光致发光结构包含至少一种光致发光材料，所述至少一种光致发光材料配置为使从多个LED源中的至少一部分接收的输入光下变频为可见光，所述可见光被输出到所述可视部分。11.根据权利要求10所述的成型件，其中所述输入光包含蓝色光、紫色光和紫外光中的一种。12.根据权利要求8所述的成型件，进一步包含设置在所述光致发光结构和所述可视部分之间的装饰层，其中所述装饰层是至少部分可透光的并且在所述可视部分处于未照明状态时给予所述可视部分金属外观。13.根据权利要求8所述的成型件，其中所述控制器确定每个所述光源的光发射强度和光发射持续时间中的至少一种。14.一种车辆成型件，包含: 多个光源； 光致发光结构，所述光致发光结构配置为响应于被至少一部分所述光源激发而发光；以及 被所述光致发光结构照明的可视部分，其中所述可视部分在处于未照明状态时呈现金属外观。15.根据权利要求14所述的成型件，其中所述光源设置为印刷LED。16.根据权利要求15所述的成型件，其中所述光致发光结构包含至少一种光致发光材料，所述至少一种光致发光材料配置为使从至少一部分所述光源接收到的输入光下变频为可见光，所述可见光被输出到所述可视部分。17.根据权利要求16所述的成型件，其中所述输入光包含蓝色光、紫色光和紫外光中的一种。18.根据权利要求14所述的成型件，进一步包含设置在所述光致发光结构和所述可视部分之间的装饰层，其中所述装饰层是至少部分可透光的并且给予所述可视部分金属外观。19.根据权利要求14所述的成型件，进一步包含控制器，所述控制器响应于至少一种车辆相关状况而控制所述光源的激活状态。20.根据权利要求19所述的成型件，其中所述控制器确定每个所述光源的光发射强度和光发射持续时间中的至少一种。
【文档编号】F21W101/08GK106051575SQ201610232234
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月14日 公开号201610232234.8, CN 106051575 A, CN 106051575A, CN 201610232234, CN-A-106051575, CN106051575 A, CN106051575A, CN201610232234, CN201610232234.8
【发明人】保罗·肯尼思·德洛克, 斯图尔特·C·萨尔特, 吉姆·J·苏尔曼, 哈里·洛博, 迈克尔·穆斯利赫
【申请人】福特全球技术公司