印刷LED存储舱的制作方法

本发明大体涉及车辆照明系统，并且更具体地涉及具有薄的轮廓的车辆照明系统，该薄的轮廓可操作为贴合于柔性材料和/或表面。

背景技术：

车辆中的照明设备通常被用于为阅读、车辆进入和操作来提供照明。但照明设备也可以被应用于改进车辆部件和系统以确保车辆乘客、操作者和观察者具有改进的体验。这样的改进可以源于安全性、能见度、美观和/或特色的改进。本发明提供一种照明系统，该照明系统可操作用于照明车辆的一部分并且在一些实施例中可以照明车辆车顶的部分。

技术实现要素：

根据本发明的一方面，公开一种用于车辆的照明装置。该装置包含至少部分柔性的电路，该电路设置在存储舱邻近入口区域的内表面上。悬浮于半导体油墨内的多个LED被印刷在柔性电路上。至少一个接近传感器进一步印刷在柔性电路上并且通过柔性电路与控制器通信。控制器配置为响应于接近传感器对进入入口区域的物体的检测而选择性地点亮LED。

根据本发明的另一方面，公开一种用于照明存储口袋的装置。该装置包含柔性电路，柔性电路设置为邻近存储口袋的开口并且显著地沿存储口袋的开口延伸。柔性电路包含印刷在柔性电路上的至少一个接近传感器以及悬浮于半导体油墨中的多个LED。至少一个接近传感器和多个LED通过柔性电路与控制器通信。控制器配置为响应于接近传感器检测到进入存储口袋的物体而激活来自LED的发射。

根据本发明的又一方面，公开一种用于车辆存储腔的照明装置。该装置包含电路，电路设置为邻近腔的开口并且显著地沿腔的开口延伸。至少一个接近传感器和悬浮在半导体油墨内的多个LED被印刷在电路上。电路配置为响应于接近传感器检测到进入存储腔的物体而激活来自LED的发射。

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

在图中：

图1是机动车辆存储舱的透视图，示出了照明装置；

图2是照明装置的侧视剖视图，照明装置配置用于选择性地照明存储舱的内腔；

图3是发光总成的详细侧视图，该发光总成包含光致发光层；

图4是发光总成的侧视图，示出了配置用于将光的波长进行转换的光致发光层；

图5是照明装置的详细剖视图，该照明装置配置为以背光式配置选择性地照明存储舱的内腔；

图6是照明装置的详细剖视图，该照明装置配置为以前光式配置选择性地照明存储舱的内腔；以及

图7是根据本发明的照明装置的框图。

具体实施方式

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。

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。

参考图1和2，本发明描述了用于车辆的照明装置10，照明装置10配置用于照明存储舱12的至少一部分。图1说明了车辆内部14的透视图。图2是沿剖面线1-1的存储舱12和照明装置10的侧视剖视图。如本申请示例性实施例中所示的，照明装置10可以用于照明存储舱12的至少一部分。在一些实施方式中，照明装置10可以配置用于选择性地照明存储舱12。选择性照明可以响应于进入存储舱12的入口区域18的物体16。

存储舱12可以对应于存储口袋20或座椅靠背口袋，其可以设置在乘客座椅24的座椅靠背部分22内。虽然参考座椅靠背部分22进行说明，但照明装置10可以实施在车辆的各种位置。例如，照明装置10可以配置为设置在不同的面板、控制台、内饰部分等。照明装置10可以实施在车辆的各种内部和/或外部面板中并且总体配置用于照明另外通过传统的工作灯、顶灯和/或地图灯不足以被照明的车辆部分。

照明装置10可以包括发光总成26，发光总成26对应于薄的柔性照明总成。为了本发明的目的，车辆固定装置或面板可以指代适于接收如这里所述的照明装置10的任何内部或外部的车辆设备件或它们的部分。虽然这里所述的照明装置10的实施方式主要针对机动车辆应用，但应明白的是，该装置或系统也可以实施在其它类型的车辆中，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、大规模运输工具等。

发光总成26可操作用于发射光的输出发射28以照明存储舱12的至少一部分。通过从发光总成26延伸的点画线示出光的输出发射28。发光总成26也具有薄的轮廓并且是柔性材料，该柔性材料使总成贴合于非平面表面。在一些实施方式中，存储口袋20可以在座椅靠背部分22和沿第一边缘34和第二边缘36连接到座椅靠背部分22的外壁32之间形成槽状开口30。外壁32可以是刚性或柔性材料，以使存储舱12或至少开口30可以是大体刚性或柔性以适于适应各种存储需求和设计考虑所需的设计或形式。在使用大体柔性材料的实施方式中，外壁32可以指代盖或口袋盖。虽然照明装置10的具体示例参考存储口袋20或座椅靠背口袋进行说明，但应明白的是，照明装置10可以实施在车辆的其它部分中。例如，可以将存储舱12用作和/或形成车辆的各种面板、控制台和内饰部分的一部分。

在示例性实施例中，发光总成26可以与控制器通信，控制器可以形成电路38的一部分，电路38配置用于检测进入存储舱12的入口区域18的物体16。电路38可以从第一边缘34和第二边缘36显著地沿开口30延伸。在该配置中，电路38可以包含配置用于检测位于存储舱12的入口区域18内的物体16的至少一个接近传感器42或存在传感器。照明装置10可以配置为响应于通过至少一个接近传感器42的物体16的检测被通信到控制器而选择性地照明由存储舱12形成的内部腔44的至少一部分。至少一个接近传感器42可以与配置用于检测物体的存在和/或接近的各种类型的传感器相对应。在示例性实施方式中，至少一个接近传感器42可以对应于印刷在电路38上的电容式传感器或电容式传感器阵列。

控制器可以与车辆的各种控制模块和系统通信，以使控制器可以选择性地点亮照明装置10以对应于车辆的一种或多种状态。车辆状态可以对应于锁定/解锁状况、照明状况、行驶状况、行驶挡位选择、车门微开状况或可以通过各种车辆控制模块和系统所感测的任何其它状况中的至少一个。照明装置的各种配置可以提供有效益的照明装置，该照明装置配置用于照明车辆的一个或多个存储舱12的至少一部分。

参考图3，发光总成26可以对应于薄膜或印刷发光二极管(LED)总成。发光总成26可以包含基底52，基底52可以对应于电路38的基底。基底52可以是不透明、透明或半透明的并且可以是薄的。发光总成26可以被使用在需要薄的整体厚度的各种应用中。基底52可以是聚合物，例如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。在一些实施例中，基底52可以由滚筒涂覆以在发光总成26的组装操作中提供结合并且可以是约0.1mm和1.5mm厚。

第一电极54或导电层可以设置在基底52上。第一电极54和/或这里所述的各种电极或导电层可以包括导电环氧树脂，例如含银或含铜的环氧树脂。第一电极54导电地连接到第一汇流条56。第一汇流条56和这里所述的其它汇流条或导线管可以是丝网印刷在电极或导电层上的金属和/或导电材料。在发光总成26中可以使用汇流条以使多个发光二极管(LED)源58经由控制器导电地连接到电源58。以这种方式，第一汇流条56以及在发光总成中使用的其它汇流条可以配置为沿发光总成26的表面和/或在发光总成26的整个表面一致地传递电流。

LED源58可以通过半导体油墨60被印刷、分散或以其它方式应用到第一电极54。半导体油墨可以对应于液体悬浮物，该液体悬浮物包含分散在其中的一定密集度的LED源58。LED源的密集度可以基于发光总成26所需的发射强度而变化。LED源58可以随机或以受控制的形式分散在半导体油墨60中。LED源58可以对应于氮化镓元件的微型LED，该元件在与第一电极的表面大体对齐的整个宽度上约为5微米到400微米。半导体油墨60可以包括各种粘合和介电材料，包括但不限于镓、铟、碳化硅、磷和/或半透明的聚合物粘合剂中的一种或多种。在这种配置中，半导体油墨60可以包含各种密集度的LED源58，以使LED源58的表面密度可以针对各种应用而调整。

在一些实施例中，LED源58和半导体油墨60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60可以通过多种印刷工艺应用，包括向基底52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58分散在半导体油墨60内且将形状和尺寸设置为使大量的LED源在半导体油墨60沉积期间优选地与第一电极54和第二电极64对齐。最终电连接到电极54、64的部分LED源58可以通过施加到第一电极54和第二电极64两端的电压源来点亮。在一些实施例中，来自车载电源在12到16V直流下操作的电源可以用作向LED源58提供电流的电源。关于与发光总成26类似的发光总成的构建的另外信息在2014年3月12日递交的、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。

至少一个介电层66可以印刷在LED源58上方以将LED源58封装和/或固定就位。至少一个介电层66可以对应于第一介电层66a和第二介电层66b，至少一个介电层可以是大体透明的材料。第二电极64可以对应于印刷在介电层66上方的顶部透明导电层，以使电极54、64电连接。第二电极64导电地连接到第二汇流条68。汇流条56、68可以使用在发光总成26中以使多个发光二极管(LED)源58经由控制器导电地连接到电源。虽然多个LED被描述为经由汇流条56、68连接到控制器，但在一些实施例中，控制器可以通过各种形式的导线或线向LED源58提供电流，导线或线配置为将控制器电连接到第一电极54和第二电极64。

在一些实施例中，第一电极54和第二电极64可以分别对应于阴电极和阳电极。虽然描述为发光总成26的阴极和阳极，但第一电极54和第二电极64可以设置为使第二电极64(阳极)设置在基底上并且使第一电极54(阴极)设置在至少一个介电层66上。此外，可以是金属反射材料的反射层可以设置在基底52和第一电极之间以使阳极发射的光从基底52向外反射经过第二电极64。汇流条56、68可以沿电极54、64的相对边缘印刷且电终止于阳极和阴极接线柱。为了沿每条总线均匀的电流分布，位于汇流条56、68和电源之间的连接点可以在每个汇流条56、68的对角处。

仍参考图3，在一些实施例中，光致发光层70可以被应用于第二电极64以形成发光总成26的背光式配置。在一些实施例中，光致发光层可以可选地或另外配置在前光式配置中。参考图5和6进一步说明背光式配置、前光式配置和它们的组合的进一步说明。

在各种实施方式中，光致发光层70可以作为涂层、层、薄膜和/或光致发光基底应用到发光总成26的第二电极或任何表面，光致发光层70配置用于发射穿过其间的输出发射28。光致发光部分也可以设置在内腔44的表面上，从而以前光式配置照明存储舱12。光致发光层70可以通过丝网印刷、柔性版印刷应用和/或以其它方式固定到第二电极64和/或内腔44的表面。

在各种实施方式中，LED源58可以配置用于发射包含第一波长的激发发射，第一波长对应于蓝色光。LED源58可以配置用于向光致发光层70内发射激发发射以使光致发光材料被激发。光致发光材料响应于接收到激发发射而将第一波长的激发发射转换为包含至少第二波长的输出发射28，第二波长比第一波长更长。此外，一个或多个涂层71或密封层可以被应用到发光总成26的外表面以保护光致发光层70和发光总成26的各个其它部分免于损伤和磨损。

现在参考图4，示出了背光式配置中的发光总成26的光致发光层70的详细视图。发光总成26配置为类似于图3所示的发光总成26，相同附图标记的元件具有相同或类似的功能和结构。虽然图4中未示出，但LED源58经由控制器与电极54、64和电源电连通，以从LED源58输出激发发射。

在示例性实施方式中，激发发射72可以对应于具有第一波长的激发发射，第一波长对应于蓝色、紫色和/或紫外光谱颜色范围。蓝色光谱颜色范围包含一般表现为蓝色光(～440-500纳米)的波长范围。在一些实施方式中，第一波长λ₁可以包含紫外和近紫外颜色范围(～100-450纳米)的波长。在示例性实施方式中，第一波长可以约等于470纳米。虽然特定的波长和波长范围参考第一波长进行说明，但第一波长总体上可以配置用于激发任何光致发光材料。

在操作中，激发发射72被传输到光致发光层70的至少部分透光材料内。激发发射由LED源58发射且配置为使第一波长对应于设置在光致发光层70内的一种或多种光致发光材料的至少一个吸收波长。例如，光致发光层70可以包含能量转换层74，能量转换层74配置用于将第一波长的激发发射72转换为具有第二波长的输出发射28，第二波长与第一波长不同。输出发射28可以包含一个或多个波长，其中一个可以比第一波长更长。激发发射72通过能量转换层74向输出发射28的转换被称作斯托克斯位移(Stokes shift)。

在一些实施例中，输出发射28可以对应于多个波长。多个波长中的每一个可以对应于明显不同的光谱颜色范围。例如，输出发射28的至少第二波长可以对应于多个波长(例如第二、第三等)。在一些实施方式中，多个波长可以在输出发射28中组合以表现为大体上的白色光。多个波长可以通过具有约620-750纳米的波长的红色发光光致发光材料、具有约526-606纳米的波长的绿色发光光致发光材料以及具有比第一波长λ₁更长且约430-525纳米的波长的蓝色或蓝绿色发光光致发光材料产生。在一些实施方式中，蓝色或蓝绿色波长可以对应于与输出发射28结合的激发发射。如这里所述，光致发光材料的浓度可以配置为容许至少一部分激发发射随输出发射28被发射，从而向输出发射28增加蓝色色调。多个波长可以被用于从每个光致发光部分产生由第一波长转换的各种颜色的光。虽然这里提到红色、绿色和蓝色的特定颜色，但可以使用各种光致发光材料以产生多种颜色和组合，从而控制输出发射28的外观。

对应于光致发光层70或能量转换层74的光致发光材料可以包含有机或无机荧光染料，该荧光染料配置用于将激发发射72转换为输出发射28。例如，光致发光层70可以包含萘嵌苯(rylene)、呫吨(xanthene)、卟啉(porphyrin)、酞菁染料(phthalocyanine)或适于由吸收范围和发射荧光所限定的特定斯托克斯位移的其它材料的光致发光结构。在一些实施例中，光致发光层70可以是选自磷光剂的组的至少一种无机发光材料。无机发光材料可以更具体地来自铈(Ce)掺杂的石榴石的组，例如YAG(钇铝石榴石):Ce。如此，可以通过接收自激发发射72的各种波长而选择性地激发每个光致发光部分，激发发射72配置用于激发一种或多种光致发光材料，从而发射具有所需颜色的输出发射。

仍参考图4，发光总成26可以进一步包括作为至少一个稳定层78的涂层71，稳定层78配置用于保护包含在能量转换层74中的光致发光材料不被光解和/或热降解。稳定层78可以配置为光学耦合到和粘附到能量转换层74的单独的层。稳定层78也可以与能量转换层74整合。光致发光层70也可以可选地包括光学耦合和粘附到稳定层78的保护层79或保护光致发光层70不受由环境暴露所引起的物理和化学损伤的任何层或涂层。

稳定层78和/或保护层79可以与能量转换层74结合，以通过每层的顺序涂覆或印刷，或通过顺序层压或压印形成整体的光致发光结构80。此外，若干层可以通过顺序涂覆、层压或压印结合以形成子结构。子结构然后层压或压印以形成整体的光致发光结构80。一经形成，光致发光结构80就可以应用于电极54、64中的至少一个的表面，从而从LED源58接收激发发射72且将激发发射72转换为输出发射28。有关利用在车辆的至少一个光致发光部分中的光致发光结构构建的附加信息在2012年7月31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。

现在参考图5，照明装置10示出位于背光式配置90中。发光总成26可操作用于发射激发发射72以激发光致发光部分70a发射输出发射28。在该配置中，发光总成可以照明存储舱12的至少一部分。通过从发光总成26延伸的点画线示出了光的输出发射28。在背光式配置90中，激发发射进入至少部分透光的材料，至少部分透光的材料设置为邻近发光总成26的外表面92。在光致发光部分70a内，第一波长的激发发射72被光致发光材料转换为第二波长的输出发射28。

发光总成26可以形成照明装置的电路38的整体部分。在一些实施例中，发光总成26、至少一个接近传感器42和/或控制器94可以被包含在电路38中以形成照明装置10的大体柔性的总成。照明装置10可以响应于通过至少一个接近传感器42通信到控制器94的物体16的检测而被用于照明由存储舱12形成的内腔44。在该配置中，存储舱12可以是大体柔性的材料，该柔性材料配置为弯曲并且适于进入内腔44的物体16并且贴合于存储在其中的各种物品。通过将照明装置设置为大体柔性的，本发明容许存储舱12或存储口袋20弯曲和折曲，以容许用户进入内腔44同时通过利用输出发射28照明内腔44的至少一部分来改进存储在其中的物体的能见度。

至少一个接近传感器42可以对应于各种形式的接近传感器和/或存在传感器。在一些实施例中，接近传感器42对应于电容式传感器，电容式传感器可以印刷或以其它方式附接到电路38的表面。在示例性实施例中，接近传感器42可以对应于通过将导电油墨印刷在电路38或基底52上而形成的印刷电容式传感器96。印刷电容式传感器96可以总体具有各自形成用以产生电容场98的交叉指状件的驱动电极和接收电极。应该明白的是，可以通过将预成型的导电回路的线组装在基底52上和/或将线印刷在基底52上来形成至少一个接近传感器42。在该配置中，照明装置10可以配置为响应于通过至少一个接近传感器42通信到控制器94的物体16的检测而选择性地照明内腔44的至少一部分。

电容场98可以与对应于入口区域18的感测场或感测区域相对应。电容场98可以在其范围上被限制和控制为阻止输出发射28的不期望的激活。为了控制电容场98的范围，照明装置可以进一步包含设置在座椅靠背部分22上或邻近座椅靠背部分22的吸收板100以及设置或印刷在电路38上的接地片102。吸收板100和接地片可以对应于与电路的地线或可以限制电容场98的范围的任何地线连接的导电材料。以这种方式，照明装置可操作用于限制感测区域的范围以控制至少一个接近传感器42的灵敏度，从而控制发光总成26的激活。

现在参考图6，照明装置10示出位于前光式配置110中。发光总成26可操作用于发射激发发射72以激发光致发光部分70b发射输出发射28。在这种配置中，激发发射72可以由发光总成发射并且被传输通过由存储舱12形成的位于外壁32和座椅靠背部分22之间的容积空间的至少一部分。在图6中通过从发光总成26延伸到光致发光部分70b的点线示出了激发发射72，光致发光部分70b设置在座椅靠背部分22上。通过从光致发光部分70b延伸的点画线示出了光的输出发射28。

在前光式配置110中，激发发射72从发光总成26发射并且发射到光致发光部分70b的表面上。光致发光部分70b可以吸收第一波长的激发发射72，以使其中的光致发光材料被激发并且发射第二波长的输出发射28。在该配置中，激发发射72与输出发射28相比大体更不易看到，以使照明内腔44的光表现为源自光致发光部分70b。此外，在一些实施例中，可以通过从发光总成发射输出发射和激发发射来组合使用背光式配置90和前光式配置110。

参考图7，示出了对应于照明装置10的框图。控制器94通过这里所述的供电总线与照明总成26通信。控制器94可以通过车辆通信总线126与车辆控制模块124通信。通信总线126可以配置用于向控制器94传递识别各种车辆状态的信号。例如，通信总线126可以配置用于向控制器94通信车辆的驾驶选择、点火状态、车门打开或微开状况、照明装置10的远程激活或用于激活或调节输出发射28的任何其它信息或控制信号。虽然这里说明了控制器94，但在一些实施例中，照明装置10可以响应于电或机电开关而激活，该开关响应于车辆封闭件(例如车门、发动机罩、行李厢盖等)的位置。

控制器94可以包含处理器128，处理器128包含一个或多个电路，电路配置用于从通信总线126接收信号并且输出信号以控制照明装置10，从而控制输出发射28。处理器128可以与存储器130通信，存储器130配置用于存储控制照明装置10激活的指令。控制器94可以进一步与环境光传感器132通信。环境光传感器132可操作用于通信光状况，例如车辆附近的环境光的亮度或强度水平。控制器94配置为响应于环境光的水平而调节从照明装置10输出的光的强度。可以由控制器94通过控制供应至照明装置10的占空比、电流或电压来调节从照明装置10输出的光的强度。

至少一个接近传感器42可以进一步与控制器94通信。至少一个接近传感器的一些非限制性示例包括电感传感器、光学传感器、电阻式传感器、温度传感器等或它们的组合。这样的传感器可以用于检测进入照明装置10的入口区域18的各种物体，以使该装置被用于各种应用。

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。

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。