使用导电聚合物的照明装置的制作方法

文档序号:11586071阅读:214来源:国知局
本公开大体上涉及车辆照明系统,并且尤其涉及具有可操作以符合柔性材料和/或表面的薄轮廓的车辆照明系统。
背景技术
::车辆照明通常已经应用于为读数、车辆进入和操作提供照明。然而,照明也可应用于提高车辆部件和系统以确保车辆乘客、操作员和旁观者具有改良的体验。这样的改进可从改良安全性、可视性、美学和/或功能产生。本公开提供可操作以照亮车辆的一部分的照明系统。在一些实施例中,本公开可通过照明装置,其可操作以发射高强度发射光并且具有形成基底层的至少一个散热电极。技术实现要素:根据本公开的一个方面,公开一种发光组件。该发光组件包括第一电极和平行于第一电极延伸的第二电极。该组件还包括led带,led带包括位于设置在第一电极和第二电极上的半导体油墨中且被构造成发射第一发射光的多个led。第一电极和第二电极为被构造成将热远离所述多个led传递的导电聚合物。根据本公开的另一方面,公开一种挤压灯条。该灯条包括第一电极、第二电极以及分隔所述电极的介电间隔件。灯条进一步包括设置在由第一电极、第二电极和介电间隔件形成的第一表面上的led带。密封层设置在led带上方。第一电极和第二电极为被构造成将热远离led带传递的导电聚合物。根据本公开的另一方面,公开一种挤压灯条。该灯条包括第一电极、第二电极以及分隔所述电极的介电间隔件。led带设置在由第一电极、第二电极和介电间隔件形成的衬底表面上。第一电极、第二电极以及介电间隔件为被构造成将热远离led带传递的多个聚合物。通过学习以下说明、权利要求和附图,本领域的技术人员将了解和认识本公开的这些和其他方面、目标和特征。附图说明在附图中:图1为以挤压灯条形式的照明装置的示图;图2a为被构造成选择性地照亮存储室的内部腔的照明装置的详细截面图;图2b为被构造成选择性地照亮存储室的内部腔的照明装置的详细截面图;图2c为被构造成选择性地照亮存储室的内部腔的照明装置的详细截面图;图3为制造照明装置的方法的示意图;以及图4为根据本公开的照明装置的框图。具体实施方式根据需要,本文公开了本公开的详细实施例。然而,应当理解,所公开的实施例仅是本公开的可以各种替代形式实施的实例。附图不一定按照详细的设计绘制,一些示意图可能被夸大或最小化以显示功能概要。因此,本文公开的具体结构和功能方面的细节不应理解为限制,而是仅作为教导本领域技术人员如何以不同的方式实践本公开的代表性基础。本文中所用的术语“和/或”,当用于两个或更多项目时,表示可采用所列项目的任意一个,或可采用两个或更多所列项目的任意组合。例如,如果所描述的组合物包括部件a、b和/或c,则组合物可仅包括a;仅包括b;仅包括c;包括a和b的组合;包括a和c的组合;包括b和c的组合;或包括a、b和c的组合。参考图1和图2,本公开描述了照明装置10。照明装置10可被构造成照亮车辆的一部分,并且在一些实施例中可被构造成照亮至少一个行驶灯、前照灯和/或刹车灯。图1为以挤压灯条形式的照明装置10的示图;图2为照明装置10的详细截面图。该照明装置可利用在多种应用中以提供经济的照明解决方案,其可为多种应用提供通用的照明选择。照明装置10包括形成基底层14的至少一个散热电极12。散热电极12可与整体式散热器16对应。散热器16可被构造成将热远离设置在led带20中的多个发光二极管(led)光源18传输。在与led带20相对的散热电极12的表面上,可应用共形层或旋涂来保护电极12。在此构造中,散热器16可被构造成将热远离led带20传输到邻近照明装置10的环境中。以这种方式,led光源18可由控制器22控制以发射高强度输出发射光24,同时保留led光源18的寿命。led带20可设置在衬底26上,衬底26设置在至少一个散热电极12的衬底表面28上。至少一个散热电极12可与被构造成与第二电极32形成电路的第一电极30对应,从而使得控制器22可选择地启动led光源18。第一电极30可经由第一电引线34与控制器22(图4)连通,且第二电极32可经由第二电引线36与控制器22连通。第一电引线34和第二电引线36均可分别设置在或形成为第一电极30和第二电极的一部分。第一电极30和第二电极32可为也导电的导热聚合物。电极30和32可为挤压级导热和导电聚合物。例如,导电和导热的商购聚合物可包括多种标准聚合物,例如聚丙烯、聚碳酸酯以及通过填料改性的尼龙,填料可诸如为炭黑、石墨、碳纳米管、石墨或多种金属。导热和导电聚合物的特定示例包括celanesecoolpolye系列材料或rtp传导材料。当以astmd257标准测量时,这样的材料可具有大于1.0e2ohm.cm的体积电阻率。第一电极30和第二电极32可为也导电的导热聚合物。电极30和32的表面电导率可为约1x10-3到1x10-1s/cm之间。传统聚合物可通常具有约1x10-13到1x10-18s/cm之间的表面电导率。在一些实施例中,电极30和32的表面电导率可约为1x10-2s/cm。电极30和32的热导率可约为5到100w/mk之间。传统聚合物(如聚丙烯和尼龙)可具有约0.15到0.25w/mk之间的热导率。在示例性实施例中,电极30和32可具有约10-20w/mk之间的热导率。介电间隔件40可具有与电极30和32相似的热导率。第一电引线34和第二电引线36可主要沿照明装置10的长度l延伸。在此构造中,电引线34和36可提供沿着照明装置10的长度l持续被供应电流和照明的led光源18。当电引线34和36可沿着照明装置10的长度l从控制器22中有效地承载电流时,第一电极30和第二电极32可提供沿着照明装置10的宽度w被分散的电流。在此构造中,照明装置10可被构造成沿着各种长度提供一致的照明,同时基于相对于每个散热电极12的横截面区域a的减少的材料而限制电引线34和36的成本。照明装置10还可包括盖部分,例如,封装层38,封装层38可将led带20封装到第一电极30和第二电极32上。尽管被称为封装层38,但是该盖部分可对应于可部分封闭照明装置10的部分盖。如进一步参照图3所讨论,封装层38可通过第一电极30和第二电极32在制造过程中被挤压。另外,介电间隔件40可在第一电极30和第二电极32之间被挤压。在此构造中,封装层38可在挤压工艺中封闭led带20以及衬底26。此外,第一电极30、第二电极32、以及介电间隔件40可在挤压工艺中封闭衬底表面28并粘附到封装层38上。照明装置10的封装层38可与聚合材料对应,其中,聚合材料被构造成大体上密封形成封闭或密封组件的照明装置10。封装层38可与在led20上方模制的大体上透光或透明聚合材料对应。该透明聚合材料可对应于丙烯酸材料、聚碳酸酯材料或其他至少部分透光的聚合材料。在一些实施例中,封装层38可为导热聚合物,例如,导热注塑模制级热塑塑料。在此构造中,照明装置10可被保护在密封构造中,并且导热聚合物可提供led带20的led光源18,以为在密封组件中执行的有效操作分散热量。介电间隔件40可由导热绝缘体的塑料形成。介电间隔件40可由挤压级、导热和电绝缘聚合物形成。例如,电绝缘体和导热的商购聚合物可包括聚丙烯、聚碳酸酯以及被填料(诸如陶瓷)改性的尼龙。这样聚合物的示例包括celanesecoolpolye系列或rtp导热/电绝缘材料。当以astmd257标准测量时,这样的材料可具有大于1.0e12ohm.cm体积电阻率。第一电极30、第二电极32和/或介电间隔件40可在挤压工艺中形成并且包括至少一个突出部。如图1所示的示例性实施例所示,第一电极30、第二电极32和介电间隔件40中的每一个均形成多个突出部42a。突出部42a的每一个可形成冷却表面42b且可对应于散热鳍片。突出部42a可被构造成为第一电极30、第二电极32和/或介电间隔件40的导热材料增加冷却表面42b的表面面积以冷却led带20。在此构造中,第一电极30、第二电极32和/或介电间隔件40可形成具有冷却率或容积制冷量的散热器,该冷却率或容积制冷量可被优化为led带20所要求的冷却率。如前面所讨论,在示例性实施例中,照明装置10可与控制器22连通。控制器22可与车辆的各种控制模块和系统连通。在此构造中,控制器22可选择性地照亮照明装置10以对应于一个或多个车辆状态。车辆状态可对应于锁定/解锁状态、照明状态、驾驶状态、驾驶档位选择、车门半开状态或任何其他可通过车辆的各种控制模块和系统感测的状态中的至少一个。照明装置10的各种构造可提供被构造成照亮车辆的至少一部分的有益照明。参考图2a、图2b和图2c,照明装置10在多个示例性实施例中示出。为简要起见,照明装置10的实施例被指定为第一照明组件10a、第二照明组件10b和第三照明组件10c,其分别对应于图2a、图2b和图2c。虽然被指定为第一、第二等,组件10a、10b和10c的具体构造可基于根据所预期的构造公开的教士加以更改或结合。正因此,组件10a、10b和10c的共同部分进行相似编号并同时加以讨论以促进理解。如在组件10a、10b和10c的每个中所例示,照明装置10可经由电引线34和36与控制器22连通。电引线34和36可对应于金属和/或导电材料的导电元件和/或导管。导电材料可在挤压工艺中模制成电极30和32。电极30和32可在照明装置10中加以利用以经由控制器22将led带20的多个led光源18导电连接到电源。以这种方式,第一电引线34、第二电引线36以及照明装置10中的其他连接件可被构造成沿长度l均匀地传递电流。led光源18可形成led带20的整体部分,其可印刷在衬底26上。led带20可进料到挤压机中,其中,led带20可在挤压工艺期间接收电极30和32以及介电间隔件40。在此构造中,电极30和32以及介电间隔件40的导热材料可提供远离led光源18传输的热量。参照图3讨论该挤压工艺的更多细节。led光源18可被印刷、分散或以其他方式施加到半导体油墨44。半导体油墨44可被施加到第一导电层46,第一导电层46可被印刷或以其他方式施加到衬底26上。第二导电层48可被印刷或以其他方式施加到半导体油墨44。第一导电层46可对应于各种导电材料应用衬底26,衬底26可可与薄聚合材料对应。半导体油墨44可对应于液体悬浮液,液体悬浮液包括分散于其中的集中led光源18。第二导电层48可对应于大体上透光的导电材料,例如,透明导电氧化物(tco),其可以铟锡氧化物(ito)、氟掺杂氧化锡(fto)和/或掺杂氧化锌的形式。第一导电层46可经由第一导电连接件50a、50b与第一电极30导电连通,且第二导电层48可经由第二导电连接件52a、52b与第二电极32导电连通。现在参考一些实施例中的图2a和2b,导电连接件50a、50b、52a和52b可对应于导电材料的一个或多个层。导电连接件50a、50b、52a和52b可被印刷为在组件10a和10b的印刷操作期间形成的一个或多个层。在此构造中,导电连接件50a、50b、52a和52b可按序形成为在印刷工艺中与led带20的对应层同时印刷的多个层。参考图2a,示出了第一照明组件10a。在所描述的示例性实施例中,第一导电连接件50a和第二导电连接件52a可从电极30和32分别延伸到各自的导电层46和48。导电连接件50a和52a可邻接第一导电层46的第一界面表面46a和第二导电层48的第二界面表面48a。界面表面46a和48a可对应于接触led带20的一个或多个层(例如,半导体油墨44、衬底28等)的表面。在此构造中,导电连接件50a和52a可为led光源18提供大体上均匀的传导电流。参考图2b,示出了第二照明组件10b。在一些实施例中,第一导电连接件50b和第二导电连接件52b可从电极30和32分别延伸至各自的导电层46和48。导电连接件50b和52b可邻接第一导电层46的第一边缘部分46b和第二导电层48的第二边缘部分48b。边缘部分46b和48b可对应于沿着导电层46和48的每一个的外围延伸的表面。在此构造中,导电连接件50b和52b可为led光源18提供大体上均匀的传导电流。参考图2c,示出了第三照明组件10c。在一些实施例中,导电连接件50和52可分别形成为第一电极30和第二电极32的一部分。例如,替代地或除了导电连接件50和52,第一电极30和第二电极32可形成第一导电突出部30c和第二导电突出部32c。导电突出部30c和32c可向外延伸以邻接导电层46和48或形成导电连接件50和52的一部分。示出的导电突出部30c和32c邻接第一界面表面46c和第二界面表面48c。然而,导电突出部30c和32c可被构造成与导电连接件50b和52b相似并且邻接边缘部分46b和48b。本文讨论的各种实施例可提供可被构造成用于照明装置10的各种应用的灵活解决方案。led光源18可对应于氮化镓元件的微型led,其可横跨与第一电极的表面大致对齐的宽度为大约5微米到400微米。led光源18的集中度可基于照明装置10的预期发射强度而变化。led光源18可在半导体油墨44内以随机或受控方式分布。半导体油墨44可包括各种粘合和介电材料,包括但不限于一个或多个镓、铟、碳化硅、含磷的和/或半透明的聚合粘合物。在此构造中,半导体油墨44可包含各种集中度的led光源18,从而使得led光源18的表面密度可加以调整以用于多种应用。在一些实施例中,led光源18和半导体油墨44可来源于第n度全球技术公司(nthdegreetechnologiesworldwideinc)。半导体油墨44可通过各种印刷工艺(包括喷墨和丝网印刷工艺)施加到衬底26的选定部分。更具体而言,可设想led光源18被分散到半导体油墨44中并加以塑形和设定大小,从而使得在半导体油墨44的沉积期间,大部分led光源18与第一导电层46和第二导电层48优选地对齐。最终电连接到导电层46和48的led光源18的部分可通过跨越第一电极30和第二电极32应用的电压源照明。在一些实施例中,来自车辆电源的以12到16vdc操作的电源可用作电源,以为led光源18供应电流。关于建造类似于照明装置10的发光组件的附加信息在由lowenthal等人于2014年3月12日提交的题为“ultra-thinprintedledlayerremovedfromsubstrate”的美国专利申请第2014/0264396a1号中公开,其全部公开内容通过引用包含于此。至少一个介电层56可被印刷在led光源18上方以将led光源18封装和/或固定到位。在一些实施例中,光致发光层60可施加于第二导电层48以形成照明装置10的背光构造。光致发光层60可作为涂层、层、膜和/或光致发光结构施加至第二导电层48,并且在一些实施方式中可应用到介电层56或与介电层56相结合。如本文所描述,led带可包括本文所描述的下面元件中的每一个:衬底26、第一导电层46、半导体油墨44中的led光源18、第二导电层48、介电层56和光致发光层60。在此构造中,led带20可从如参照图3进一步讨论的包含在照明装置10中的卷轴分散。在各种实施方式中,led光源18可被构造成发射包括对应于蓝光的第一波长的激发发射光。led光源18可被构造成向光致发光层60中发射激发发射光,从而使得该光致发光材料被激发。响应于接收激发发射光,光致发光材料将激发发射光从第一波长转换为输出发射光24,输出发射光24包括长于第一波长的至少第二波长。此外,一个或多个涂层或密封层可施加至led带20的外部表面,以保护光致发光层60和led带20的各种其他部分免遭损坏和磨损。在示例性实施方式中,激发发射光可对应于蓝色、紫色和/或紫外线光谱颜色范围。蓝色光谱颜色范围包括通常表示为蓝光(~440-500nm)的波长范围。在操作中,激发发射光可传输到光致发光层60的至少部分透光材料中。该激发发射光从led光源18发射并且可被构造成使得第一波长对应于设置在光致发光层60中的一个或多个光致发光材料的至少一个吸收波长。输出发射光24可对应于多个波长。多个波长中的每个波长可对应于明显不同的光谱颜色范围。例如,输出发射光24的至少第二波长可对应于多个波长(如,第二、第三等)。在一些实施例中,多个波长可在输出发射光24中加以结合以显示为大体上白光。多个波长可由具有约620-750nm的波长的发红光的光致发光材料、具有约526-606nm的波长的发绿光的光致发光材料、以及具有长于第一波长λ1和约430-525nm的发蓝光或蓝绿光的光致发光材料产生。对应于光致发光层60或能量转换层54的光致发光材料可包括被构造成将激发发射光转换成输出发射光24的有机或无机荧光染料。例如,光致发光层60可包括二甲苯、氧杂蒽、卟啉类化合物或其他适合于由吸收范围和发射荧光限定的特定斯托克斯位移的其他材料的光致发光结构。在一些实施例中,光致发光层60可为选自发光材料组中的至少一个无机发冷光材料。更具体而言,该无机发冷光材料可从掺杂ce石榴石,例如yag:c的群中选择。照此,每个光致发光部分可选择性地由大范围波长激活,其中,大范围波长从被构造成激发一个或多个光致发光材料以发射具有预期颜色的输出发射光的激发发射光接收。关于构造在车辆的至少一个光致发光部分中利用的光致发光结构的附加信息在由kingsley等人于2012年7月31日提交的题为“photolyticallyandenvironmentallystablemultilayerstructureforhighefficiencyelectromagneticenergyconversionandsustainedsecondaryemission”的美国专利申请第8,232,533号中公开,其全部公开内容通过引用包含于此。现在参考图3,其示出了用于制造照明装置10的示例性制造过程70的图解。如前面所讨论,led带20可印刷在衬底26上,衬底26可对应于薄膜聚合物。led带可从卷轴72分配。led带20可进料到挤压机74中,其中,led带20可在挤压工艺期间接收电极30和32以及封装层38和介电间隔件40。在此构造中,电极30和32以及介电间隔件40的导热材料可提供远离led光源18传输的热量。挤压机74可包括被构造成从第一供给斗78分配电极30和32的分配部分76。相应地,第一供给斗78可被构造成将导热和导电材料分配到挤压机74的筒80中。挤压机74可将介电间隔件40的导热和电绝缘材料从第二供给斗82分配到筒80中。挤压机74还可从第三供给斗84分配封装层38或盖部的至少部分透光材料。挤压机74及对应的挤压工艺还可包括照明装置的附加部分,其可包括照明装置10的各种材料和部件。一旦电极30和32、介电间隔件40和封装层38被分配在led带20上,则挤压机74可形成并挤压每个材料以形成各种截面轮廓形状,例如,如图1所示。第一电极30、第二电极32和/或介电间隔件40可在挤压工艺中形成以形成多个突出部42a。突出部42a的每一个可形成冷却表面42b且可对应于散热鳍片。突出部42a可被构造成为第一电极30、第二电极32和/或介电间隔件40的导热材料增加冷却表面42b的表面面积,以冷却led带20。在此构造中,第一电极30、第二电极32和/或介电间隔件40可形成具有冷却率或容积制冷量的散热器,其中,可将冷却率或容积制冷量优化成led带20需要的冷却率。该挤压工艺可在冷却和形成部分86中冷却和形成照明装置10的轮廓形状。该冷却和形成部分可被构造成形成的各种形状的照明装置的长度l以适合特定应用。在冷却状态,照明装置10可通过拉块88从挤压机74中抽出并通过横截锯90切割成预期长度。一旦切割到预期长度,电引线34和36可被插入电极30和32中以用于连接至控制器22。如本文所讨论,照明装置提供经济有效和灵活的照明组件,其可用于多种应用。参考图4,其示出了对应于照明装置10的框图。控制器22经由文本所讨论的电力供应总线与照明装置10连通。控制器22可经由车辆的通信总线96与车辆控制模块94连通。通信总线96可被构造成向识别各种车辆状态的控制器22传送信号。例如,通信总线96可被构造成向控制器22通信车辆的驱动选择、点火状态、门打开或半开状态、照明装置10的远程启动或任何其他可用于启动或调整输出发射光24的信息或控制信号。虽然本文讨论了控制器22,但是在一些实施例中,照明装置10可响应于电气或机电开关启动,其中,电气或机电开关响应于车辆的闭合件(门、发动机罩、行李箱盖等)的位置。控制器22可包括处理器98,处理器98包括一个或多个电路,所述一个或多个电路被构造成从通信总线96接收信号并输出信号以控制照明装置10,从而控制输出发射光24。处理器98可与被构造成存储指令的存储器100通讯以控制照明装置10的启动。控制器22还可与环境光传感器102通讯。环境光传感器102可操作以通信光条件,例如,邻近车辆的环境光的亮度或强度水平。响应于环境光的水平,控制器22可被构造成调节从照明装置10输出的光强度。从照明装置10输出的光的强度可通过控制器22控制工作周期、供应给照明装置10的电流或电压来调节。出于描述和限定本构思的目的,要注意的是,此处使用的术语“大体”和“约”表示不确定的固有程度,其可归因于任何定量比较、值、度量或其他表示。术语“实质上”和“近似”此处还用于表示定量表述可由给定的参考变化的程度,而不会导致所述主题的基本功能的变化。应当理解,在不脱离本发明的概念的情况下,可以对前述结构进行多种改变和修改,并且进一步应当理解,意欲通过以下权利要求涵盖这些概念,除非这些权利要求另有明确说明。当前第1页12当前第1页12
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