被照明的车辆面板的制作方法

文档序号:12681387阅读:142来源:国知局
被照明的车辆面板的制作方法与工艺

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和光致磷光结构的车辆照明系统。



背景技术:

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,在机动车辆内针对各种照明应用而实施这样的结构是期望的。



技术实现要素:

根据本发明的一方面,提供一种车辆,该车辆包括面板。面板包括限定设置在基底的相对侧上的第一表面和第二表面的基底、定位在基底的第一表面上的磷光结构以及定位在基底的第二表面上的光致发光结构。定位发光总成以照明基底的第二表面。

根据本发明的另一方面,提供一种车辆,该车辆包括车辆内部面板。车辆内部面板包括限定设置在基底的相对侧上的A类表面和B类表面的基底。光致发光结构定位在基底的B类表面上。发光总成定位为邻近基底的B类表面。发光总成配置为朝向光致发光结构发射光。

根据本发明的又一方面,提供一种车辆,该车辆包括具有基底的内部面板。基底包括至少一个大体半透明的部分和定位在内部面板外侧上的发光总成。发光总成配置为朝向基底的外侧表面发射光。

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是根据一个实施例示出的处于打开位置的车辆车门的透视图;

图2是根据一个实施例的沿图1的线II-II描述和截取的面板的放大截面图;

图3A是根据一个实施例的图2的部分IIIA的放大视图;

图3B是根据一个实施例的图2的部分IIIB的放大视图;

图3C是根据一个实施例的图2的部分IIIC的放大视图;

图3D是根据一个实施例的图2的部分IIID的放大视图;

图3E是根据一个实施例的图2的部分IIIE的放大视图;以及

图4是根据一个实施例的进一步示出面板的框图。

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更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、或可以使用两个或更多个所列项目的任意组合。例如,如果组合物被描述为包含组分A、B和/或C,则组合物可以单独包含A;单独包含B;单独包含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。

现在参照图1-4,示出了包括面板14的车辆10,面板14包括限定设置在它的相对侧的A类表面22和B类表面26的基底18。磷光结构30定位在基底18的A类表面22上。光致发光结构34定位在基底18的B类表面26上。发光总成38定位为邻近基底18的B类表面26。

现在参照图1,车辆10总体示出为具有车门42,车门42便于进入和离开车辆10的内部46。面板14定位在车门42上。可以理解的是,如下文所述,面板14同样可以用在车辆10内部46的其它区域中。例如,面板14可以形成仪表板、车顶棚、A或B柱、地板、座椅、中央控制台、手柄、方向盘、车壁、存储托盘和/或杂物箱的一部分或其全部。也可以理解的是,在不脱离本发明精神的情况下,本发明同样可以应用于车辆10的外部部件,例如保险杠、外部面板、车灯总成(例如前照灯和尾灯)护板等。面板14可以配置用于发射光(例如背光式和/或前光式照明)并且向车辆10的内部46和/或外部提供照明。面板14可以配置为覆盖车门42内部的大面板,例如作为薄带以及中间的各种尺寸。进一步地,面板14可以配置为车辆10内部46或外部的成型部件或饰件。

现在参照图2所述的实施例,面板14是配置为背光式和前光式照明两者的多层结构。面板14包括限定A类表面22和B类表面26的基底18,A类表面总体限定在基底18的车辆内侧上,B类表面总体限定在基底18的车辆外侧上。以另一种方式表述,A类表面22是通常由车辆10的乘客查看的表面并且B类表面26是通常无法被乘客查看的表面。A类表面22和B类表面26被限定在基底18的相对侧上。磷光结构30定位在基底18的A类表面22上。磷光结构30定位在A类表面22上以使来自日光或其它光源的照明可以落在磷光结构30上并且由此使磷光结构30充能。磷光结构30配置用于为面板14提供前光式照明。光致发光结构34定位在B类表面26上或基底18的外侧上,其邻近发光总成38。光致发光结构34配置为与发光总成38配合以为面板14提供背光式照明。基底18可以由聚合材料、金属和/或复合材料构成。基底18可以限定一个或多个半透明或透明的部分,并且在一些实施例中,可以全部半透明和/或透明。在一些实施例中,面板14的透明和/或半透明部分可以形成图案或有美感的设计。磷光结构30和光致发光结构34可以部分或全部设置在透明部分上方。在一些实施例中,基底18、光致发光结构34和/或磷光结构30可以包括或限定标志50。标志50可以是符号、设计、徽章、文本、图片或其它视觉符号。标志50可以缺少光致发光结构34和/或磷光结构30和/或标志50是基底18的不透明部分和/或不透明染料或着色,以使照明不连续或照明颜色的变化用于形成面板14的照明中的图像。此外或可选地,标志50可以由另一材料制成(例如真空化的金属)。

面板14总体设置在发光总成38和内部46之间,以使面板14相对于发光总成38设置在车辆10内。在所述的实施例中,发光总成38可以包括印刷电路板(PCB)54,光源58设置在印刷电路板上。发光总成38定位为远离面板14,以容许来自发光总成38的光更均匀地落到光致发光结构34上。

参照图3A-3E,根据一个实施例示出了发光总成38和面板14的截面图。如图3A中示出的,发光总成38具有包括PCB 54和光源58的堆叠设置。光源58可以采用多种配置,例如白炽灯泡、电致发光器件和/或离散发光二极管(LED)中的一种或多种。在所述的实施例中,光源58包括印刷LED总成,印刷LED以连续或半连续的方式应用。在印刷LED总成的实施例中,光源58可以以一定的模式(如带、点、交叉影线、字母、符号和/或图形)应用到PCB 54或应用为大的连续结构,以使光源58可以向面板14提供均匀或非均匀的背光照明。

光源58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底层的基部元件68。基部元件68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)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料或本领域已知的任何其它材料并且设置在所需的车辆10表面上方,光源58被接收在该表面上(例如PCB 54、外面板或面板14)。可选地,作为节约成本的措施,基部元件68可以直接对应于已有的车辆结构(例如PCB 54、外面板或面板14)。

光源58包括设置在基部元件68上方的正极70。正极70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70电连接到多个LED源72的至少一部分,LED源72设置在半导体油墨74内并且应用于正极70上方。同样地,负极76也电连接到LED源72的至少一部分。负极76设置在半导体油墨74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70和负极76中的每一个通过对应的汇流条82、84和导线86、88电连接到控制器78和电源80。可以沿正极70和负极76的相对边印刷汇流条82、84,并且汇流条82、84和导线86、88之间的连接点可以位于每个汇流条82、84的对角处,从而促进沿汇流条82、84的均匀的电流分布。应该明白的是,在不脱离本发明的构思的情况下,在可选的实施例中光源58内的部件的定向可以改变。例如,负极76可以被设置在半导体油墨74下方并且正极70可以被设置在上述半导体油墨74上方。同样地,如汇流条82、84的另外的部件也可以以任何定向设置以使光源58可以朝向所需位置(例如光致发光结构34和/或面板14)发射输入光100(图3B)。

LED源72以随机或受控的方式分散在半导体油墨74中并且可以配置为朝向光致发光结构34发射聚焦或非聚焦光。LED源72可以对应于尺寸(例如直径或最长尺寸)近似约5到约400微米的氮化镓元件的微型LED并且半导体油墨74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。

可以通过多种印刷工艺向正极70的选定部分应用半导体油墨74,包括喷墨和丝网印刷工艺。更具体地,可以设想将LED源72分散在半导体油墨74内且将形状和尺寸设置为使大量的LED源72在半导体油墨74沉积期间与正极70和负极76对齐。最终电连接到正极70和负极76的部分LED源72可以通过汇流条82和84、控制器78、电源80和导线86和88的组合来点亮。根据一个实施例,电源80可以对应于在12到16V的直流下操作的车载电源80。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2014/0264396A、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。

仍参照图3A,类似于印刷LED实施例的光源58,光致发光结构34和磷光结构30可以具有层状结构。光致发光结构34作为涂层、层、薄膜或其它合适的沉积层设置于基底18的B类表面26上并且与负极76分开。在其它实施例中,光致发光结构34可以设置在负极76上方。关于当前所述的实施例,光致发光结构34可以设置为多层结构,该多层结构包括能量转换层90、可选的稳定层92和可选的保护层94。可选的涂层或层可以定位在光致发光结构34和基底18的B类表面26或邻近发光总成38的稳定层92之间。

能量转换层90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96。例如,光致发光材料96可以包括有机或无机荧光染料,包括萘嵌苯(rylene)、呫吨(xanthene)、卟啉(porphyrin)、酞菁染料(phthalocyanine)或它们的组合。另外或可选地,光致发光材料96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。可以通过使用多种方法将光致发光材料96分散在聚合物基体内以形成均匀混合物来制备能量转换层90。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90且将能量转换层90涂到负极76或其它所需基部元件68上。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(roller coating)、棒式涂覆(bar coating)和/或本领域已知的任何其它方法将光致发光结构34应用到基底18。可选地,可以通过不使用液体载体介质的方法来制备能量转换层90。例如,可以通过将光致发光材料96分散在可以结合到聚合物基体内的固态溶液(在干燥状态的均匀混合物)中来呈现能量转换层90,聚合物基体是通过挤出、注塑密封、压缩密封、压延、热成型等成型。

为了保护包含在能量转换层90内的光致发光材料96不被光解和热降解,光致发光结构34可以包括稳定层92。稳定层92可被配置为光学耦合和粘附到能量转换层90或以其它方式与之整合的单独的层。光致发光结构34也可以包括保护层94,保护层94光学耦合和粘附到稳定层92或其它层(例如在没有稳定层92时的能量转换层90)以保护光致发光结构34不受由环境暴露所产生的物理和化学损伤。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使稳定层92和/或保护层94与能量转换层90结合。有关光致发光结构构建的附加信息在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。

在操作中,光致发光材料96被制备为一经从光源58的至少一部分LED源72接收到特定波长的输入光100(图2和3B)就被激发。如此,输入光100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96可以被制备为将输入光100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96可以被制备为将输入光100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96转换后的光可立刻转换为来自光致发光结构34的输出光102(图3B)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90内的光致发光材料96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34输出或用作输入光,并且以此类推。此外或可选地,输出光102可以被用于激发磷光结构30。关于这里所述的能量转换过程,输入光100和转换后的输出光102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。输出光102可以是不与基底18和/或磷光结构30相互作用的波长并且可以大体无障碍地穿过。除了环境光源以外或可选地,输出光102也可以至少部分用于使磷光结构30充能。

磷光结构30设置在基底18的A类表面22上。磷光结构30可以是多层结构,类似于光致发光结构34。在所示的实施例中,磷光结构30可以包括磷光层120、装饰层98以及可视部分64。应理解的是,在不脱离本发明精神的情况下,磷光结构30可以仅包括磷光层120。可以通过使用多种方法将一种或多种磷光材料124分散在聚合物基体中以形成均匀混合物来制备磷光层120。这样的方法可以包括从液体载体介质中的制剂制备磷光层120且将磷光层120涂到基底18或其它所需表面。可选地,可以利用不使用液体载体介质的方法来制备磷光层120。例如,可以通过将磷光材料124分散在可以结合到聚合物基体内的固态溶液(在干燥状态的均匀混合物)中来呈现磷光层120,聚合物基体是通过挤出、注塑密封、压缩密封、压延、热成型等成型。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(roller coating)、棒式涂覆(bar coating)和/或本领域已知的任何其它方法将磷光结构30应用到基底18。可以以与光致发光结构34类似的方式(例如喷墨和/或丝网印刷工艺)形成磷光结构30。

磷光结构30可以包括一种或多种磷光材料124,磷光材料124配置为在被邻近面板14的环境照明装置(车辆10内的灯、太阳和/或其它自然或人工源)、输出光102和/或输入光100充能时发射光。在各种实施例中,磷光材料124可以包括一种或多种持续磷光体。持续磷光材料124可以定义为可操作用于实施充能并且在充能之后的一段时间释放光。例如,如本发明所述,持续磷光材料124可以具有从几分钟到几十个小时的余辉衰减时间。衰减时间可以限定为激发或充能结束与磷光材料124的光强度落到0.32mcd/m2的最小能见度以下的时刻之间的时间。0.32mcd/m2的能见度大概是适于黑暗的人眼的敏感度的大体100倍,该能见度对应于本领域普通技术人员所使用的定义。

根据一个实施例,持续磷光材料124可操作为在10分钟的时间段之后以0.32mcd/m2的强度发射光。在示例性实施例中,持续磷光材料124可操作为在30分钟的时间以及在一些实施例中以长于60分钟的时间段之后以0.32mcd/m2的强度发射光。

持续磷光材料124可操作用于存储从激活发射(例如环境光、输入光100和/或输出光102)或对应波长接收的能量。存储的能量之后可以由持续磷光材料124在各种时间范围内以磷光102a发射,一些情况扩展至约24小时。这样的材料在被用在这里所述的面板14中时可以使磷光结构30通过多种激发源持续发光,激发源包括但不限于环境光、发光总成38内的光源58和/或来自光致发光结构34的输出光102。来自激发源的激活发射的周期吸收可以提供持续磷光材料124的大体持续充能,从而提供一致的环境照明。例如,发光总成38可以脉冲发射或以其它方式周期地被激活以使磷光结构30充能,从而使磷光结构30提供恒定或变化水平的发射磷光102a。

持续磷光材料124可以对应于碱土铝酸盐和硅酸盐,例如掺杂(di(钕镨混合物))硅酸盐或在输入光不再存在时能够持续一段时间发射光的任何其它化合物。这样的物质可以包含持续磷光的磷光剂或其它掺杂化合物。可以利用一种或多种离子对持续磷光材料124进行掺杂,该离子可以对应于稀土元素,例如Eu2+、Tb3+和/或Dy3+。根据一个非限制的示例性实施例,磷光结构30包括从约30%到约50%的磷光材料124、从约25%到约55%的液体载体介质、从约15%到约35%的聚合物树脂、从约0.25%到约20%的稳定添加剂以及从约0%到约5%的增强性能的添加剂,各自基于制剂的重量。磷光材料124可以具有介于约1μ与约100μ之间、介于约5μ与约50μ之间或介于约10μ与约30μ之间的平均颗粒直径。磷光材料124可以具有介于约10nm与约700nm之间的激发波长。

根据一个实施例,磷光结构30在未照明时是半透明的白色。一经磷光结构30接收所需波长的激发发射,磷光结构30就可以以蓝色光发射磷光102a。从磷光结构30发射的光可以是所需的亮度,以使可视部分64内的任何标志被感知,但并非是亮到使观察者不能感知标志的图案。根据一个实施例,蓝色发光磷光材料124可以是Li2ZnGeO4并且可以通过高温固态反应方法来制备。蓝色余辉可以持续五到八小时的持续时间,该余辉可以源于激发发射以及Mn2+离子的d-d跃迁。

根据可选非限制的示例性实施例,100份的商业溶剂型聚氨酯树脂(例如具有在甲苯/异丙醇中50%固体含量的聚氨酯的梅斯树脂107-268)、125份的蓝绿色长持续磷光剂(例如性能指示剂PI-BG20(Performance Indicator PI-BG20))以及包含位于二氧杂环戊烷内的0.1%的Lumogen黄F083(Lumogen Yellow F083)的12.5份的染料溶液可以混合,从而产生低稀土矿物磷光结构30。可以理解的是,这里提供的组分是非限制示例。因此,在不脱离本发明提供的教导的情况下,可以使用本领域已知的任何磷光剂用作磷光层30。而且,可以想到的是,在不脱离本发明提供的教导的情况下,也可以使用本领域已知的任何长持续磷光剂。

关于长持续发光材料的制造的其他信息在2012年4月24日授予Agrawal等的美国专利号为8,163,201,名称为“高强度持续的光致发光制剂和物品以及用于制造它们的方法”的专利中进行公开,在此通过引用包含其全部内容。关于长持续磷光结构的附加信息参考2005年10月11日授予Yen等的美国专利号为6,953,536,名称为“长持续磷光体和持续能量转移技术”的专利;在2000年9月12日授予Yen等的美国专利号为6,117,362,名称为“长持续蓝色磷光体”的专利;以及2015年2月10日授予Kingsley等人的美国专利号为8,952,341,名称为“用于生产长持续发光的低稀土矿光致发光组合物以及其结构”的专利,通过引用将它们的全部内容结合于此。

继续参照图3A,可视部分64被设置在装饰层98上方。在一些实施例中,可视部分64可以包括塑料、硅或聚氨酯材料并且被成型在磷光结构30上方。优选地,可视部分64应该是至少部分透光的。以这种方式,可视部分64在激活时可以被磷光层120、光致发光结构34和/或发光总成38照明。此外,通过包覆密封可视部分64,也可以用于保护磷光结构30。可视部分64可以以平面形状和/或拱形设置以增强它在发光状态时的可视能力。与光致发光结构34以及光源58类似,可视部分64和磷光结构30也可以受益于薄的设计,由此有助于安装到车辆10的小的组装空间内。此外或可选地,可视部分64可以限定或有助于标志50的形成。

在一些实施例中,装饰层98可以被设置在可视部分64和磷光层120之间。装饰层98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善可视部分64的外观。例如,装饰层98可以配置为在可视部分64处于未照明状态时给予可视部分64皮革外观。在其它实施例中,装饰层98可以被着色为任何颜色以与接收磷光结构30的车辆结构配套。例如,装饰层98在颜色上可以与面板14类似,以使磷光结构30在处于未照明状态时大体被隐藏。可选地,装饰层98可以将标志50和/或车标设置为使装饰层98和标志50可以是背光式和/或以其它方式被发光总成38照明。在任何情况下,装饰层98应该是至少部分透光的,以在进行能量转换过程的任何时候不会阻止光致发光结构34和磷光结构30照明可视部分64。

包覆成型材料66可以设置为围绕光源58、光致发光结构34和/或磷光结构30。包覆成型材料66可以与可视部分64或光源58、光致发光结构34和/或磷光结构30的任何层整体成型。包覆成型材料66可以保护发光总成38、磷光结构30和光致发光结构34不受由环境暴露所引起的物理和化学损伤。包覆成型材料66与其它材料相比可以具有粘弹性(即具有粘性和弹性两者)、低的杨氏模量和/或高的失效应变,以使包覆成型材料66在被接触时可以保护发光总成38、磷光结构30和/或光致发光结构34。例如,包覆成型材料66可以保护磷光结构30免受车辆10的乘员接触面板14时所产生的重复接触。应明白的是,可视部分64和包覆成型材料66可以是两个单独的部件或可以作为单个部件整体成型。

参考图3B,根据一个实施例示出了用于产生单色发光的能量转换过程104。在这个实施例中,光致发光结构34的能量转换层90包括单一的光致发光材料96,光致发光材料96配置用于将从LED源72接收到的输入光100转换为具有与输入光100的相关波长不同波长的输出光102。更具体地,光致发光材料96被制备为具有吸收光谱,该吸收光谱包括从LED源72供应的输入光100的发射波长。光致发光材料96也被制备为具有产生转换后的可见输出光102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,所需的颜色根据照明应用可以变化。转换后的可见输出光102从光源58经过可视部分64输出,由此使可视部分64以所需的颜色照明。在一个实施例中,以下变频方式进行能量转换过程104,在该情况下输入光100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72,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对成本优势。而且,由可视部分64所提供的照明可以提供独特、大体均匀和/或吸引人的视觉体验,该视觉体验难以通过非光致发光手段复制。输出光102可以被用于激发磷光结构30或使磷光结构30充能,执行与磷光102a的颜色混合或不与磷光结构30相互作用。

参考图3C,根据一个实施例示出了用于产生多种颜色的光的第二能量转换过程106。为了保持一致性,下文同样使用图3A中所示的发光总成38描述第二能量转换过程106。在这个实施例中,能量转换层90包括散布在能量转换层90中的第一光致发光材料96和第二光致发光材料108。可选地,如果需要(如用于形成图案),光致发光材料96、108可以彼此分离。同样地,应明白的是,能量转换层90可以包括多于两种不同的光致发光材料96、108,本发明提供的构思在这种情况下同样适用。在一个实施例中,第二能量转换过程106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。

关于当前说明的实施例,光致发光材料96、108的激发互不相交。也就是,光致发光材料96、108被制备为具有非重叠的吸收光谱和产生不同发射光谱的斯托克斯位移。同样地,在制备光致发光材料96、108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96、108中的一个发射的转换后的输出光102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72a示例性示出的第一部分LED源72配置用于发射输入光100,该输入光100具有仅激发光致发光材料96并且使输入光100被转换为第一颜色(例如白色)的可见输出光102的发射波长。同样地,以LED源72b示例性示出的第二部分LED源72配置用于发射输入光100,该输入光100具有仅激发第二光致发光材料108并且使输入光100被转换为第二颜色(例如红色)的可见输出光102的发射波长。优选地,第一颜色和第二颜色彼此在视觉上可区分。以这种方式,可以使用控制器78选择性地激活LED源72a和72b,以使光致发光结构34以各种颜色发光。例如,控制器78可以仅激活LED源72a以单独激发光致发光材料96,使可视部分64以第一颜色照明。可选地,控制器78可以仅激活LED源72b以单独激发第二光致发光材料108,使可视部分64以第二颜色照明。类似地,通过选择光致发光材料96、108,来自光致发光材料96、108其中一个、两个或两者都没有的发射可以引起磷光结构30的激活。

仍可选地,控制器78可以同时激活LED源72a和72b,以使光致发光材料96、108两者都被激发,使可视部分64以第三颜色照明,第三颜色是第一和第二颜色的混合颜色(例如粉红色)。从每个光源72a、72b发射的输入光100的强度也可以彼此成比例地变化,以获得另外的颜色。对于包含多于两种不同光致发光材料96、108的能量转换层90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96、108以及恰当地操作它们对应的LED源72来实现。控制器78可以配置为将激活光源72a、72b时的磷光102a颜色纳入考量,以实现磷光结构30的适当的颜色混合或激活。

参考图3D,第三能量转换过程110包括发光总成38以及光致发光结构34。光致发光结构34配置用于将从LED源72接收到的输入光100转换为可见输出光102,可见输出光102具有与输入光100的相关波长不同的波长。更具体地,光致发光结构34被制备为具有吸收光谱,该吸收光谱包括由LED源72提供的输入光100的发射波长。光致发光材料96也被制备为具有产生转换后的可见输出光102的斯托克斯位移,该可见输出光102具有表现为所需颜色的发射光谱,该颜色可以根据照明应用而变化。

光致发光结构34可以被应用到面板14的仅一部分,例如,以带状方式。在光致发光结构34之间可以是透光部分112,透光部分112容许从LED源72发射的输入光100以第一波长穿过该透光部分112。透光部分112可以是开放空间或者可以是透明或半透明材料。穿过透光部分112发射的输入光100可以从发光总成38指向第二光致发光结构或磷光结构30。输入光100可以激活磷光结构30、穿过磷光结构30或两者都有。

参考图3E,说明了利用发光总成38产生多种颜色的光的第四能量转换过程114。光致发光材料96的激发被配置为使从LED源72发射的输入光100的一部分以第一波长穿过光致发光结构34(即,从光源58发射的输入光100不被光致发光结构34转换)。可以通过脉冲宽度调制或电流控制改变发射输入光100的强度以改变从LED源72发射的输入光100在没有转换成输出光102波长的情况下穿过光致发光结构34的量。例如,如果发光总成38被配置为以低水平发射输入光100,大体所有的输入光100可以被转换为第二波长的输出光102。在该配置中,对应于光致发光结构34的颜色的输出光102可以传输通过基底18。如果发光总成38配置为以高水平发射输入光100,那么仅一部分第一波长被光致发光结构34转换。在这种配置中,输入光100的第一部分可以被光致发光结构34转换并且输入光100的第二部分光可以以第一波长朝向另外的光致发光结构34和/或磷光结构30传输通过基底18,另外的光致发光结构34设置为邻近发光总成38。另外的光致发光结构34或磷光结构30可以响应于从光源58发射的输入光100而发光。

根据一个示例性实施例,以LED源72c示例性示出的LED源72的第一部分配置用于发射输入光100,该输入光100具有激发光致发光结构34内的光致发光材料96并且使输入光100被转换为第一颜色(例如白色)的可见输出光102的波长。同样地,以LED源72d示例性示出的LED源72的第二部分配置用于发射输入光100,该输入光100具有穿过光致发光结构34并且激发另外的光致发光结构或光致发光结构34的波长,由此以第二颜色照明。第一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78选择性地激活LED源72c和72d以使面板14以各种颜色发光。

磷光结构30的可视部分64也可以包括光学装置116,光学装置116配置用于使从LED源72c、72d发射的输入光100以及从光致发光结构34和/或磷光结构30发射的输出光102指向预定位置。例如,从LED源72c、72d发射的输入光100和来自光致发光结构34和/或磷光结构30的输出光102可以指向和/或聚焦为朝向邻近面板14的所需组件和/或位置(例如把手)。

现在参照图4,示出了车辆10的框图,该车辆中实施了面板14和发光总成38。车辆10包括与发光总成38通信的控制器78。控制器78可以包括存储器150,存储器150具有包含在其中由控制器78的处理器152执行的指令。控制器78可以通过位于车辆10上的电源80向发光总成38提供电能。此外,控制器78可以配置为基于从一个或多个车辆控制模块接收到的反馈来控制发光总成38的光输出。控制模块78可以配置为以单独和/或可选的方式(例如通过电流方向操作)操作LED源72、LED的第一部分72a和/或LED的第二部分72b,从而实现面板14的特定照明外观。例如,LED源72、LED的第一部分72a和/或LED的第二部分72b中的一个或多个可以配置用于激发光致发光结构34、磷光结构30或两者。在一些实施例中,发光总成38可操作为使发光总成38的部分被激活并且其它部分未激活,以使面板14表现为多色,具有脉冲效果,特定组件(如标志50)被/不被照明和/或具有光的颜色或强度梯度。通过激活发光总成38,来自面板14的照明颜色可以从第一颜色(如磷光结构30的颜色)变到第二颜色(如光致发光结构34、LED源72、磷光结构30和/或它们的组合所发射的颜色)。面板14的颜色变化可以用于通信信息(如车速、发动机转速RPM、燃料水平)、提供美的照明(如伴随音乐的脉冲、提供暖的环境照明、伴随感测到的心跳的脉冲)或用于在车辆10内部46提供大面积的环境照明。进一步地,控制器78可以配置用于脉冲发光总成38,以使磷光体30保持预定水平的充能和发光。

如本发明所述,使用面板14和发光总成38可以提供若干优势。例如,使用面板14可以容许车辆10内部46大面积的环境照明,或用于面板14特定组件(如把手、按钮、扶手、车门锁、美观组件)的突出照明。另外或可选地,面板14可以在车辆10的内部46应用为带状。可以实现的另一优势是面板14不需要电连接到电源80而提供照明。通过使用长持续磷光结构30,在没有引起车辆10电池消耗的情况下实现照明。此外,利用远程设置的发光总成38激活光致发光结构34,面板14自身不需要电连接。进一步地,使用发光总成38和光致发光结构34,针对光致发光结构34的平滑或夜间效果,可以使用更小的发光总成38。

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。

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