DE102017124907A1

DE102017124907A1 - Beleuchtete Fahrzeugverkleidung

Info

Publication number: DE102017124907A1
Application number: DE102017124907.9A
Authority: DE
Inventors: Stuart C. Salter; Jeffrey Singer; James J. Surman
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2017-10-24
Publication date: 2018-05-03
Also published as: US20180118101A1; CN108019657A

Abstract

Hierin wird eine Fahrzeugfolie bereitgestellt. Die Fahrzeugfolie beinhaltet eine Grundschicht. Ein Lichtleiter ist über einer Oberfläche der Grundschicht angeordnet. Eine Zeichenschicht ist mit dem Lichtleiter wirkgekoppelt. Die Zeichenschicht weist eine erste und eine zweite Lage auf, die eine erste bzw. zweite lumineszierende Struktur darauf beinhaltet. Eine Leuchtquelle ist mit dem Lichtleiter wirkgekoppelt. Die erste und zweite lumineszierende Struktur lumineszieren als Reaktion auf ein von der Lichtquelle emittiertes Anregungslicht.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Fahrzeugbeleuchtungssysteme und insbesondere Fahrzeugbeleuchtungssysteme, die eine oder mehrere lumineszierende Strukturen verwenden.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Eine Beleuchtung, die aus der Verwendung lumineszierender Strukturen resultiert, bietet ein einzigartiges und attraktives Betrachtungserlebnis. Aus diesem Grund ist es erwünscht, derartige Strukturen für diverse Beleuchtungsanwendungen in Fahrzeugen umzusetzen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Nach einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Fahrzeugfolie offenbart. Die Fahrzeugfolie beinhaltet eine Grundschicht. Ein Lichtleiter ist über einer Oberfläche der Grundschicht angeordnet. Eine Zeichenschicht ist mit dem Lichtleiter wirkgekoppelt. Die Zeichenschicht weist eine erste und eine zweite Lage auf, die eine erste bzw. zweite lumineszierende Struktur darauf beinhaltet. Eine erste Leuchtquelle ist mit dem Lichtleiter wirkgekoppelt. Die erste und zweite lumineszierende Struktur lumineszieren als Reaktion auf ein von der Lichtquelle emittiertes Anregungslicht.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verkleidungselement offenbart. Das Verkleidungselement beinhaltet ein Substrat und eine Lichtquelle, die dazu ausgelegt ist, ein Anregungslicht zu emittieren. Eine Folie ist auf dem Substrat angeordnet und beinhaltet eine Zeichenschicht, die mit der Lichtquelle wirkgekoppelt ist. Die Zeichenschicht beinhaltet eine erste und zweite lumineszierende Struktur darauf, die dazu ausgelegt ist, als Reaktion auf das Empfangen des Anregungslichts zu lumineszieren.
Nach einem noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Verkleidungselement für ein Fahrzeug offenbart. Das Verkleidungselement beinhaltet ein Substrat. Eine Folie ist auf dem Substrat angeordnet und weist eine geprägte Zeichenschicht auf. Eine erste lumineszierende Struktur ist in der Zeichenschicht angeordnet und dazu ausgelegt, als Reaktion auf das Empfangen eines Anregungslichts zu lumineszieren. Die erste und zweite Lichtquelle sind dazu ausgelegt, Licht an gegenüberliegenden Seiten der Zeichenschicht zu emittieren, was die erste lumineszierende Struktur dazu veranlasst, zu lumineszieren.
Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann nach der Lektüre der folgenden Beschreibung, der Patentansprüche und der beigefügten Zeichnungen verständlich und ersichtlich.
Figurenliste
In den Zeichnungen gilt:

1A ist eine Seitenansicht einer lumineszierenden Struktur, die als eine Beschichtung zur Verwendung in einer lumineszierenden Verriegelungsbaugruppe gemäß einer Ausführungsform wiedergegeben wird;
1B ist eine Draufsicht einer lumineszierenden Struktur, die gemäß einer Ausführungsform als einzelnes Teilchen wiedergegeben wird;
1C ist eine Seitenansicht einer Vielzahl lumineszierender Strukturen, die als einzelne Teilchen wiedergegeben werden und in eine getrennte Struktur eingebunden sind;
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Vielzahl von Verkleidungselementen, die in einem Fahrzeug angeordnet sind;
3A ist eine an vergrößerte Ansicht von Bereich IIIA von 2, die eine im Verkleidungselement angeordnete Zeichenschicht veranschaulicht;
3B ist eine seitliche Querschnittsansicht einer Ausführungsform des Verkleidungselements entlang der Linie IIIB-IIIB von 3A;
4 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer Ausführungsform des Verkleidungselements entlang der Linie IV-IV von 2;
5 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform des Verkleidungselements entlang der Linie IV-IV von 2;
6 ist eine seitliche Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform des Verkleidungselements entlang der Linie IV-IV von 2; und
7 ist ein Blockdiagramm des Fahrzeugs, das ein Verkleidungselement darin aufweist, das mit einer oder mehreren Steuerungen im Fahrzeug wirkgekoppelt ist.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Für die Zwecke der Beschreibung in dieser Schrift beziehen sich die Ausdrücke „oberes“, „unteres“, „rechtes“, „linkes“, „hinteres“; „vorderes“, „vertikales“, „horizontales“ und Ableitungen davon auf die Erfindung in ihrer Ausrichtung in 2. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung verschiedene alternative Ausrichtungen annehmen kann, sofern nicht ausdrücklich das Gegenteil vorgegeben ist. Zudem versteht es sich, dass die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulichte und in der nachstehenden Patentschrift beschriebenen konkreten Vorrichtungen und Verfahren lediglich beispielhafte Ausführungsformen der in den beigefügten Ansprüchen definierten erfindungsgemäßen Konzepte sind. Somit sind konkrete Abmessungen und andere physikalische Eigenschaften im Zusammenhang mit den hier offenbarten Ausführungsformen nicht als einschränkend zu betrachten, sofern die Ansprüche nicht ausdrücklich etwas anderes vorgeben.
Je nach Bedarf werden hier detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen für die Erfindung, die in unterschiedlichen und alternativen Formen ausgeführt werden kann, lediglich beispielhaft sind. Die Figuren entsprechen nicht zwingend einer detaillierten Konzeption, und manche schematische Darstellungen können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um eine funktionsorientierte Übersicht zu zeigen. Demnach sind hierin offenbarte spezifische strukturelle und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann eine vielfältige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren.
Im hier verwendeten Sinne bedeutet der Ausdruck „und/oder“, wenn er in einer Aufzählung von zwei oder mehr Elementen verwendet wird, dass jedes einzelne der aufgezählten Elemente allein verwendet werden kann oder eine beliebige Kombination aus zwei oder mehr der aufgezählten Elemente verwendet werden kann. Wenn zum Beispiel eine Zusammensetzung so beschrieben wird, dass sie die Komponenten A, B und/oder C enthält, kann die Zusammensetzung A allein; B allein; C allein; A und B in Kombination; A und C in Kombination; B und C in Kombination; oder A, B und C in Kombination enthalten.
Die folgende Offenbarung beschreibt ein Verkleidungselement. Das Verkleidungselement kann vorteilhafterweise eine oder mehrere phosphoreszierende und/oder lumineszierende Strukturen verwenden, um als Reaktionen auf vordefinierte Ereignisse zu leuchten. Die eine oder die mehreren lumineszierenden Strukturen können dazu ausgelegt sein, Umgebungslicht und/oder von einer verbundenen Lichtquelle empfangenes Licht umzuwandeln und das Licht mit einer anderen Wellenlänge erneut zu emittieren, die sich typischerweise im sichtbaren Spektrum findet.
Unter Bezugnahme auf 1A-1C werden verschiedene Ausführungsbeispiele für lumineszierende Strukturen 10 gezeigt, wobei jede an ein Substrat 12 gekoppelt werden kann, das einer Fahrzeughalterung oder einem fahrzeugbezogenen Ausstattungsteil entsprechen kann. In 1A wird die lumineszierende Struktur 10 im Allgemeinen als Beschichtung (z. B. als Folie 46) dargestellt, die auf eine Oberfläche des Substrats 12 aufgebracht werden kann. In 1B ist die lumineszierende Struktur 10 im Allgemeinen als einzelnes Teilchen dargestellt, das in ein Substrat 12 eingebracht werden kann. In 1C ist die lumineszierende Struktur 10 im Allgemeinen als eine Vielzahl von einzelnen Teilchen dargestellt, die in ein Trägermedium 14 (z. B. eine Folie 46) eingebunden sein können, die dann (wie dargestellt) aufgebracht oder in das Substrat 12 integriert werden kann.
Auf der untersten Ebene weist eine jeweilige lumineszierende Struktur 10 eine Energieumwandlungsschicht 16 auf, die eine oder mehrere Teilschichten beinhalten kann, die in den 1A und 1B beispielhaft durch gestrichelte Linien dargestellt sind. Jede Teilschicht der Energieumwandlungsschicht 16 kann ein oder mehrere lumineszierende Materialien 18 beinhalten, die Energieumwandlungselemente mit phosphoreszierenden oder fluoreszierenden Eigenschaften aufweisen. Jedes lumineszierende Material 18 kann durch Empfangen eines Anregungslichts 24 einer spezifischen Wellenlänge angeregt werden, was dazu führt, dass das Licht ein Umwandlungsverfahren durchläuft. Gemäß dem Prinzip der Abwärtswandlung wird das Anregungslicht 24 in umgewandeltes Licht 26 mit einer längeren Wellenlänge umgewandelt, das von der lumineszierenden Struktur 10 ausgegeben wird. Umgekehrt wird das Anregungslicht 24 gemäß dem Prinzip der Aufwärtswandlung in ein Licht mit einer kürzeren Wellenlänge umgewandelt, das von der lumineszierenden Struktur 10 ausgegeben wird. Werden mehrere unterschiedliche Lichtwellenlängen gleichzeitig von der lumineszierenden Struktur 10 ausgegeben, so können sich die Lichtwellenlängen vermischen und als vielfarbiges Licht wiedergegeben werden.
Licht, das durch eine Lichtquelle 50 emittiert wird (4), wird hier als Anregungslicht 24 bezeichnet und anhand durchgezogener Pfeile veranschaulicht. Im Gegensatz dazu wird Licht, das von der lumineszierenden Struktur 10 abgegeben wird, hier als umgewandeltes Licht 26 bezeichnet und anhand gestrichelter Pfeile veranschaulicht. Die Mischung aus Anregungslicht 24 und umgewandeltem Licht 26, die gleichzeitig emittiert werden können, wird hier als emittiertes Licht bezeichnet.
Die Energieumwandlungsschicht 16 kann durch Dispergieren des lumineszierenden Materials 18 in einer Polymermatrix zur Bildung eines homogenen Gemischs unter Verwendung einer Vielfalt von Verfahren hergestellt werden. Solche Verfahren können ein Herstellen der Energieumwandlungsschicht 16 aus einer Formulierung in einem flüssigen Trägermedium 14 und Beschichten der Energieumwandlungsschicht 16 auf ein gewünschtes Substrat 12 beinhalten. Die Energieumwandlungsschicht 16 kann durch Lackieren, Siebdruck, Sprühen, Schlitzdüsenbeschichtung, Tauchbeschichtung, Walzenbeschichtung und Stabbeschichtung auf ein Substrat 12 aufgebracht werden. Alternativ kann die Energieumwandlungsschicht 16 durch Verfahren hergestellt werden, in denen kein flüssiges Trägermedium 14 verwendet wird. Beispielsweise kann die Energieumwandlungsschicht 16 durch Dispergieren des lumineszierenden Materials 18 in einem Mischkristall (homogenes Gemisch in trockenem Zustand) erhalten werden, der in eine Polymermatrix eingeschlossen werden kann, welche durch Extrusion, Spritzgießen, Formpressen, Kalandrierung, Thermoformen usw. ausgebildet werden kann. Die Energieumwandlungsschicht 16 kann dann unter Verwendung beliebiger dem Fachmann bekannter Verfahren in ein Substrat 12 eingebracht werden. Wenn die Energieumwandlungsschicht 16 Teilschichten beinhaltet, kann jede Teilschicht nacheinander beschichtet werden, um die Energieumwandlungsschicht 16 auszubilden. Alternativ dazu können die Teilschichten getrennt hergestellt und später zusammenlaminiert oder -geprägt werden, um die Energieumwandlungsschicht 16 auszubilden. Alternativ dazu kann die Energieumwandlungsschicht 16 durch Koextrudieren der Teilschichten ausgebildet werden.
In manchen Ausführungsformen kann das umgewandelte Licht 26, das abwärts- oder aufwärtsgewandelt wurde, verwendet werden, um ein weiteres lumineszierendes Material/weitere lumineszierende Materialien 18 anzuregen, das bzw. die sich in der Energieumwandlungsschicht 16 befindet bzw. befinden. Das Verfahren des Verwendens des umgewandelten Lichts 26, das von einem lumineszierenden Material 18 ausgegeben wird, um ein anderes anzuregen und so weiter, ist im Allgemeinen als Energiekaskade bekannt und kann als eine Alternative zum Erzielen unterschiedlicher Farbexpressionen dienen. In Bezug auf jedes der Umwandlungsprinzipien ist der Wellenlängenunterschied zwischen dem Anregungslicht 24 und dem umgewandelten Licht 26 als Stokes-Verschiebung bekannt und dient als grundsätzlicher Antriebsmechanismus für ein Energieumwandlungverfahren, das einer Änderung der Lichtwellenlänge entspricht. In den verschiedenen hier erörterten Ausführungsformen kann jede der lumineszierenden Strukturen 10 nach jedem der Umwandlungsprinzipien arbeiten.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1A und 1B kann die lumineszierende Struktur 10 gegebenenfalls zumindest eine Stabilitätsschicht 20 beinhalten, um das lumineszierende Material 18, das in der Energieumwandlungsschicht 16 enthalten ist, vor photolytischem und thermischem Abbau zu schützen. Die Stabilitätsschicht 20 kann als getrennte Schicht ausgelegt sein, die mit der Energieumwandlungsschicht 16 optisch gekoppelt ist und daran angehaftet ist. Alternativ dazu kann die Stabilitätsschicht 20 in die Energieumwandlungsschicht 16 eingebracht sein. Die lumineszierende Struktur 10 kann ferner gegebenenfalls eine Schutzschicht 22 beinhalten, die mit der Stabilitätsschicht 20 oder einer anderen Schicht (z. B. der Umwandlungsschicht 16 in Abwesenheit der Stabilitätsschicht 20) optisch gekoppelt und daran angehaftet ist, um die lumineszierende Struktur 10 vor physikalischer und chemischer Beschädigung durch Umweltexposition zu schützen. Die Stabilitätsschicht 20 und/oder die Schutzschicht 22 können durch aufeinanderfolgendes Beschichten oder Drucken jeder Schicht, aufeinanderfolgendes Laminieren oder Prägen oder auf jede beliebige andere geeignete Weise mit der Energieumwandlungsschicht 16 kombiniert werden.
Zusätzliche Informationen bezüglich des Aufbaus lumineszierender Strukturen 10 sind in US-Patent Nr. 8.232.533 von Kingsley et al. offenbart, dessen gesamte Offenbarung durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist. Zu zusätzlichen Informationen bezüglich der Herstellung und Verwendung von lumineszierenden Materialien, um verschiedene Lichtemissionen zu erzielen, siehe US-Patent Nr. 8.207.511 von Bortz et al., US-Patent Nr. 8.247.761 von Agrawal et al., US-Patent Nr. 8.519.359 von Kingsley et al., US-Patentveröffentlichung Nr. 8.664.624 von Kingsley et al., US-Patent Nr. 2012/0183677 von Agrawal et al., US-Patent Nr. 9.057.021 von Kingsley et al., und US-Patent Nr. US. 8.846.184 von Agrawal et al., von denen alle durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit hier aufgenommen sind.
Gemäß einer Ausführungsform kann das lumineszierende Material 18 organische oder anorganische fluoreszierende Farbstoffe, einschließlich Rylene, Xanthene, Porphyrine und Phthalocyanine, beinhalten. Zusätzlich oder alternativ kann das lumineszierende Material 18 Leuchtstoffe aus der Gruppe der Ce-dotierten Granate wie z. B. YAG:Ce beinhalten, und es kann ein lumineszierendes Material 18 mit kurzer Nachleuchtdauer sein. Eine Emission durch Ce³⁺ basiert zum Beispiel auf einer elektronischen Energieübertragung von 4D¹ zu 4f¹ als eine paritätenermöglichte Übertragung. Infolgedessen ist eine Energiedifferenz zwischen der Lichtabsorption und der Lichtemission durch Ce³⁺ gering und weist das Lumineszenzniveau von Ce³⁺ eine ultrakurze Lebensdauer oder Abklingzeit von 10^-8 bis 10^-7 Sekunden (10 bis 100 Nanosekunden) auf. Die Abklingzeit kann als Zeit zwischen dem Ende der Anregung von dem Anregungslicht 24 und dem Zeitpunkt, zu dem die Lichtintensität des umgewandelten Lichts 26, das von der lumineszierenden Struktur 10 emittiert wird, unter eine Mindestsichtbarkeit von 0,32 mcd/m² absinkt, definiert werden. Eine Sichtbarkeit von 0,32 mcd/m² entspricht grob dem 100-Fachen der Empfindlichkeit des dunkeladaptierten menschlichen Auges, was einem vom Durchschnittsfachmann gemeinhin verwendeten Grundbeleuchtungsniveau entspricht.
Gemäß einer Ausführungsform kann ein Ce³⁺-Granat verwendet werden, der ein Spitzenanregungsspektrum aufweist, das in einem kürzeren Wellenlängenbereich liegen kann als dem von herkömmlichen Leuchtstoffen des Typs YAG:Ce. Dementsprechend weist Ce³⁺ eine kurze Nachleuchtdauer auf, sodass seine Abklingzeit 100 Millisekunden oder weniger betragen kann. Demnach kann das Seltenerdaluminiumgranat der Ce-Leuchtstoffart in manchen Ausführungsformen als lumineszierendes Material 18 mit ultrakurzer Nachleuchtdauer dienen, welches das umgewandelte Licht 26 durch Absorbieren von violettem bis blauem Anregungslicht 24, das von einer Lichtquelle 50 emittiert wird, emittieren kann. Gemäß einer Ausführungsform kann ein ZnS:Ag-Leuchtstoff verwendet werden, um ein blaues umgewandeltes Licht 26 zu erzeugen. Ein ZnS:Cu-Leuchtstoff kann verwendet werden, um ein gelblich grünes umgewandeltes Licht 26 zu erzeugen. Ein Y₂O₂S:Eu-Leuchtstoff kann verwendet werden, um ein rotes umgewandeltes Licht 26 zu erzeugen. Zudem können die vorstehend genannten phosphoreszierenden Materialien kombiniert werden, um eine breite Palette von Farben zu bilden, einschließlich weißen Lichts. Es versteht sich, dass ein beliebiges fachbekanntes lumineszierendes Material mit kurzer Nachleuchtdauer verwendet werden kann, ohne von den hier bereitgestellten Lehren abzuweichen. Zusätzliche Informationen bezüglich der Herstellung lumineszierender Materialien mit kurzer Nachleuchtdauer sind in US-Patent Nr. 8.163.201 von Kingsley et al. offenbart, dessen gesamte Offenbarung durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
Zusätzlich oder alternativ kann das in der lumineszierenden Struktur 10 angeordnete lumineszierende Material 18 gemäß einer Ausführungsform ein lumineszierendes Material mit langer Nachleuchtdauer 18 beinhalten, welches das umgewandelte Licht 26 emittiert, sobald es durch das Anregungslicht 24 aufgeladen wurde. Das Anregungslicht 24 kann von einer beliebigen Anregungsquelle (z. B. einer beliebigen natürlichen Lichtquelle wie z. B. der Sonne und/oder einer beliebigen künstlichen Lichtquelle 50) emittiert werden. Das lumineszierende Material mit langer Nachleuchtdauer 18 kann derart definiert sein, dass es aufgrund seiner Fähigkeit, das Anregungslicht 24 zu speichern und das umgewandelte Licht 26 über einen Zeitraum von mehreren Minuten oder Stunden hinweg graduell abzugeben, sobald das Anregungslicht 24 nicht mehr vorhanden ist, eine lange Abklingzeit aufweist.
Das lumineszierende Material mit langer Nachleuchtdauer 18 kann gemäß einer Ausführungsform derart betreibbar sein, dass es nach einem Zeitraum von 10 Minuten Licht mit oder über einer Intensität von 0,32 mcd/m² emittiert. Zusätzlich kann das lumineszierende Material mit langer Nachleuchtdauer 18 derart betreibbar sein, dass es nach einem Zeitraum von 30 Minuten und in manchen Ausführungsformen über einen Zeitraum von im Wesentlichen über 60 Minuten (der Zeitraum kann z. B. 24 Stunden oder länger sein, und in manchen Fällen kann der Zeitraum 48 Stunden lang sein) Licht über oder mit einer Intensität von 0,32 mcd/m² emittiert. Dementsprechend kann das lumineszierende Material mit langer Nachleuchtdauer 18 als Reaktion auf die Anregung von jeder Lichtquelle 50, die das Anregungslicht 24 emittiert, einschließlich unter anderem, natürlicher Lichtquellen (z. B. die Sonne) und/oder beliebiger künstlicher Lichtquellen 50, kontinuierlich leuchten. Die regelmäßige Absorption des Anregungslichts 24 von einer beliebigen Anregungsquelle kann eine im Wesentlichen nachhaltige Aufladung des lumineszierenden Materials mit langer Nachleuchtdauer 18 bereitstellen, um eine dauerhafte passive Beleuchtung bereitzustellen. In manchen Ausführungsformen kann ein Lichtsensor die Leuchtintensität der lumineszierenden Struktur 10 überwachen und eine Anregungsquelle aktivieren, wenn die Leuchtintensität unter 0,32 mcd/m² oder einen beliebigen anderen vordefinierten Intensitätsgrad abfällt.
Das lumineszierende Material mit langer Nachleuchtdauer 18 kann alkalischen Erdaluminaten und Silikaten, zum Beispiel dotierten Disilikaten oder einer beliebigen anderen Verbindung entsprechen, die in der Lage ist, Licht über einen Zeitraum hinweg zu emittieren, sobald das Anregungslicht 24 nicht mehr vorhanden ist. Das lumineszierende Material mit langer Nachleuchtdauer 18 kann mit einem oder mehreren Ionen dotiert sein, die Seltenerdelementen, zum Beispiel Eu²⁺, Tb³⁺ und/oder Dy³, entsprechen können. Gemäß einem nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel beinhaltet die lumineszierende Struktur 10 ein phosphoreszierendes Material im Bereich von etwa 30 % bis etwa 55 %, ein flüssiges Trägermedium im Bereich von etwa 25 % bis etwa 55 %, ein Polymerharz im Bereich von etwa 15 % bis etwa 35 %, ein stabilisierendes Additiv im Bereich von etwa 0,25 % bis etwa 20 % und leistungssteigernde Additive im Bereich von etwa 0% bis etwa 5%, jeweils bezogen auf das Gewicht der Formulierung.
Die lumineszierende Struktur 10 gemäß einer Ausführungsform kann im nicht leuchtenden Zustand eine durchscheinende weiße Farbe haben und in manchen Fällen reflektieren. Sobald die lumineszierende Struktur 10 das Anregungslicht 24 einer bestimmten Wellenlänge erhalten hat, kann die lumineszierende Struktur 10 Licht einer beliebigen Farbe (z. B. Blau oder Rot) davon in einer beliebigen gewünschten Helligkeit emittieren. Gemäß einer Ausführungsform kann ein blau leuchtendes phosphoreszierendes Material die Struktur Li₂ZnGeO₄ aufweisen und kann durch ein Hochtemperaturfestphasenreaktionsverfahren oder durch beliebige andere mögliche Verfahren und/oder Vorgänge hergestellt werden. Das Nachleuchten kann für eine Dauer von 2-8 Stunden anhalten und kann von dem Anregungslicht 24 und d-d-Übergängen von Mn²⁺-Ionen ausgehen.
Gemäß einem alternativen nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel können 100 Teile eines handelsüblichen lösungsmittelhaltigen Polyurethans, wie z. B. Mace-Harz 107-268, mit 50 % Fest-Polyurethan in Toluol/Isopropanol, 125 Teile eines blaugrünen Leuchtstoffs mit langer Nachleuchtdauer, wie z. B. der Leistungsindikator PI-BG20, und 12,5 Teile einer Farbstofflösung, die 0,1 % Lumogen Gelb F083 in Dioxolan enthält, gemischt werden, um eine lumineszierende Struktur 10 mit geringem Seltenerdmineralanteil zu erhalten. Es versteht sich, dass es sich bei den hier bereitgestellten Zusammensetzungen um nicht einschränkende Beispiele handelt. Somit kann ein beliebiger fachbekannter Leuchtstoff in der lumineszierenden Struktur 10 verwendet werden, ohne von den hier bereitgestellten Lehren abzuweichen. Zudem wird erwogen, dass auch ein beliebiger fachbekannter Leuchtstoff mit langer Nachleuchtdauer verwendet werden kann, ohne von den hier bereitgestellten Lehren abzuweichen.
Zusätzliche Informationen bezüglich der Herstellung lumineszierender Materialien mit langer Nachleuchtdauer sind in US-Patent Nr. 8.163.201 von Agrawal et al. offenbart, dessen gesamte Offenbarung durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist. Für zusätzliche Informationen bezüglich phosphoreszierender Strukturen mit langer Nachleuchtdauer siehe US-Patent Nr. 6.953.536 von Yen et al., US-Patent Nr. 6.117.362 von Yen et al. und US-Patent Nr. 8.952.341 von Kingsley et al., die alle hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezug aufgenommen sind.
Unter Bezugnahme auf 2 ist ein Innenraum 28 eines Fahrzeugs 30 im Allgemeinen mit einer Vielzahl von darin angeordneten Verkleidungselementen 32 veranschaulicht. Das Verkleidungselement ist dazu ausgelegt, an einer Fahrzeugstruktur, wie z. B. einem Armaturenbrett 34, einer Mittelsäule 36, einer Türplatte 38, einer Armstütze 40, einer Konsole 42, einem Getränkehalter und/oder jeder anderen Struktur im Fahrzeug 30 befestigt zu werden. Das Verkleidungselement 32 kann jedes ästhetische Erscheinungsbild, wie z. B. ein Holzmaserungsdekor, wie in 2 veranschaulicht, vermitteln und kann ein Substrat 44 (4) und eine dekorative Folie 46 (4), die auf dem Substrat 44 angeordnet ist, beinhalten. In alternativen Ausführungsformen kann die Folie 46 eine Vielzahl von metallischen Erscheinungsbildern, wie z. B. Chrom, Gold, Aluminium, usw. mit zahlreichen möglichen strukturierten Ausführungen, wie z. B. als dunkel gefärbtes oder schwarzes Erscheinungsbild, usw. vermitteln. Zusätzlich kann die Folie 46 in Verbindung mit jedem anderen möglichen Material, wie z. B. einem Gewebe, Metall, usw., verwendet werden oder durch ein solches Material ersetzt werden, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Unter Bezugnahme auf 3A-4 beinhaltet die Folie 46 eine Zeichenschicht 48. Die Zeichenschicht 48 kann als eine Beschichtung aus Druckfarbe oder einem anderen geeigneten Material ausgelegt sein und wird gedruckt oder anderweitig aufgebracht, um Zeichen zu bilden. Die Beschichtung kann auf der Folie 46 durch jedes fachbekannte Verfahren angeordnet sein, einschließlich unter anderem, Sputterabscheidung, Vakuumabscheidung (Vakuumverdampfungsbeschichtung), Elektroplattierung oder direkten Druckens auf die Folie 46 durch einen Computerdrucker nach der Herstellung des gewünschten Musters durch einen Computer.
Die Zeichenschicht 48 und/oder Beschichtung beinhaltet eine oder mehrere lumineszierende Strukturen 10a, 10b 10c, die als Reaktion auf das Empfangen von Anregungslicht 24 von einer im Fahrzeug 30 angeordneten Lichtquelle 50 oder natürlichem Licht und/oder Umgebungslicht, das in das Fahrzeug 30 eintritt, lumineszieren. Wie in 3A-4 veranschaulicht, beinhaltet die Zeichenschicht 48 drei lumineszierende Strukturen 10a, 10b, 10c, die ein holzähnliches Erscheinungsbild bereitstellen. Die erste lumineszierende Struktur 10a kann einen ersten farbige Hintergrund, zum Beispiel einen braunen transparenten Hintergrund, der auf Holz schließen lässt, bereitstellen. Eine zweite lumineszierende Struktur 10b kann ein Erscheinungsbild einer Maserung in einer zweiten Farbe bereitstellen. Ebenso kann die dritte lumineszierende Struktur 10c zusätzliche Einzelheiten des Erscheinungsbildes einer Maserung in einer dritten Farbe beinhalten. Man wird verstehen, dass die Zeichenschicht 48 eine Reihe von verschiedenen Farben und/oder Materialien beinhalten kann, um das gewünschte Erscheinungsbild der Zeichenschicht 48 zu bilden. Alternativ oder zusätzlich kann die Folie 46 mit anderen bekannten Verfahren und Ausrüstungen hergestellt sein und kann nichtpolymere Materialien, wie z. B. Gläser, Keramiken, Metalle und/oder andere geeignete Materialien umfassen.
Die lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c können variierende geladene (d. h. lumineszierende) und/oder ungeladene (d. h. nicht-lumineszierende) Farb-Erscheinungsbilder aufweisen, sodass die eine lumineszierende Struktur oder die mehreren lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c das gewünschte Muster, wie z. B. das Holzmaserungsmuster der Folie 46, definieren kann bzw. können. In manchen Ausführungsformen weisen die erste, zweite und/oder dritte lumineszierende Struktur 10a, 10b, 10c jeweils wesentlich verschiedene (d. h. nicht überlappende und/oder versetzte) Absorbanz- und/oder Lumineszenz-Wellenlängenspektren auf, sodass die verschiedenen lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c unabhängig beleuchtet sein können. Das bedeutet, die lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c können so formuliert sein, dass sie nicht überlappende Absorptionsspektren und Stokes-Verschiebungen aufweisen, die verschiedene Emissionsspektren erzielen. Bei dem Formulieren der lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c sollte außerdem darauf geachtet werden, die entsprechenden Stokes-Verschiebungen derart zu wählen, dass das von einer der lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c emittierte Licht 26 nicht das jeweils andere anregt, es sei denn, dies ist gewünscht. Für Energieumwandlungsschichten 16, die mehr als zwei verschiedene lumineszierende Materialien 18 enthalten, kann eine größere Vielfalt an Farben erreicht werden. Vorgesehene Farben beinhalten Rot, Grün, Blau und Kombinationen davon, einschließlich Weiß, von denen alle durch Auswählen und Anregen der angemessenen lumineszierenden Materialien 18 erreicht werden können. In manchen Ausführungsformen kann die erste lumineszierende Struktur 10a ein Phosphormaterial sein, während die zweite lumineszierende Struktur 10b ein Farbstoff sein kann.
Gemäß einer Ausführungsform beinhalten die lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c in der Folie 46 ein lumineszierendes Material 18 mit langer Nachleuchtdauer. Die lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c können als Reaktion auf das Empfangen von natürlichem und/oder künstlichem Anregungslicht 24 lumineszieren. Somit können die lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c gemäß einer Ausführungsform durch UV-Licht aktiviert werden. Demnach können die lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c aktiv (d. h. angeregt durch die Lichtquelle 50) und/oder passiv (angeregt durch die Sonne) lumineszieren. In Ausführungsformen, in denen die lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c passiv anregbar sind, kann jeden Tag und/oder jedes Mal, wenn das Verkleidungselement 32 angeregt wird, ein einzigartiges lumineszierende Muster gezeigt werden aufgrund von Variationen der Menge von natürlichem und/oder Umgebungs-Anregungslicht 24, das zu den verschiedenen Abschnitten des Verkleidungselements 32 geleitet wird.
Unter Bezugnahme auf 4 beinhaltet die Zeichenschicht 48 drei getrennte Lagen 52, 54, 56, die durch Einsatz einer Klebschicht 58 aneinander angehaftet sind. Die Klebschicht 58 kann ein optisch klarer Klebstoff sein. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „optisch klar“ auf einen Klebstoff, der eine hohe Lichtdurchlässigkeit über zumindest einen Abschnitt des nicht sichtbaren und/oder sichtbaren Lichtspektrums (etwa 250 bis etwa 700 Nanometer) aufweist und eine geringe Trübung zeigt. Sowohl die Lichtdurchlässigkeit als auch die Trübung können zum Beispiel anhand des Verfahrens von ASTM-D 1003-95 bestimmt werden. In einer Ausführungsform weist der Klebstoff etwa 10 % Trübung oder weniger, insbesondere etwa 5 % Trübung oder weniger, und mehr insbesondere etwa 2 % Trübung oder weniger auf.
Ein Lichtleiter 60 ist unter der Zeichenschicht 48 angeordnet und ist mit der im Fahrzeug 30 angeordneten Lichtquelle 50 wirkgekoppelt. Der Lichtleiter 60 kann aus einem klaren thermoplastischen Material, wie z. B. einem Acrylmaterial, oder jedem anderen transparenten und/oder transluzenten Material hergestellt sein. Der Lichtleiter 60 kann ein wesentlich transparenter oder transluzenter Leiter, der zur Übertragung von Licht geeignet ist, sein. Der Lichtleiter 60 kann ein flexibler Lichtleiter sein, wobei ein geeignetes flexibles Material verwendet wird, um den Lichtleiter 60 zu erzeugen. Solche flexible Materialien beinhalten Urethane, Silikon, thermoplastisches Polyurethan (TPU) oder jedes andere wie flexible optisch klare Materialien.
Weiterhin kann der Lichtleiter 60 aus einem starren Material, das ein härtbares Substrat, wie z. B. eine polymerisierbare Verbindung, ein Mold-in-Clear(MIC)-Material und/oder Mischungen davon, ist, gebildet sein. Akrylate werden ebenfalls gewöhnlicherweise zum Bilden starrer Hohllichtleiter verwendet sowie Polymethylmethacrylat (PMMA), was als Ersatz für Glas bekannt ist. Ein Polycarbonatmaterial kann ebenfalls in einem Spritzgussverfahren zum Bilden des starren Lichtleiters 60 verwendet werden. Unabhängig davon, ob der Lichtleiter 60 flexibel oder starr ist, ist der Lichtleiter 60, wenn gebildet, wesentlich optisch transparent und/oder transluzent und dazu fähig, Licht zu übertragen. Der Lichtleiter 60 kann als Hohllichtleiter, Lichtplatte, Lichtbalken oder ein beliebiges anderes lichttragendes oder -übertragendes Substrat, das aus einem klaren oder wesentlich transluzenten Material hergestellt ist, bezeichnet werden.
Die Lichtquelle 50 kann jede Form von Lichtquelle enthalten. Zum Beispiel können fluoreszierende Beleuchtung, Leuchtdioden (LEDs), organische LEDs (OLEDs), Polymer-LEDs (PLEDs), Festkörperbeleuchtung oder eine beliebige andere Art der Beleuchtung, die dazu ausgelegt ist, Licht zu entsenden, verwendet werden. Gemäß einer Ausführungsform kann die Lichtquelle 50 dazu ausgelegt sein, eine Wellenlänge des Anregungslichts 24 zu emittieren, die als ultraviolettes Licht (∼10-400 Nanometer Wellenlänge), violettes Licht (~380-450 Nanometer Wellenlänge), blaues Licht (~450-495 Nanometer Wellenlänge) und/oder Infrarotlicht (IR) (~700 nm-1 mm Wellenlänge) gekennzeichnet ist, um die relativ niedrigen Kosten, die diesen Arten von LEDs zugeordnet werden können, auszunutzen. In alternativen Ausführungsformen kann die Lichtquelle 50 in jeder anderen Konfiguration im Verkleidungselement 32 angeordnet oder ausgerichtet sein, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Die Lichtquelle 50 kann auf einer gedruckten Leiterplatte (Printed Circuit Board - PCB) 62, oder jeder anderen Art von Leiterplatte, welche mit einer Steuerung 64, welche eine Steuerschaltung einschließlich einer LED-Antriebsschaltung zum Steuern der Aktivierung und Deaktivierung der Leuchtquelle 50 und eine Stromquelle 66 aufweist, wirkgekoppelt ist, angeordnet sein. Die PCB 62 kann jede Art von Leiterplatte sein, einschließlich unter anderem jeder flexiblen PCB und/oder starren PCB.
Eine Grundschicht 68 ist unter dem Lichtleiter 60 angeordnet. Die Grundschicht 68 kann dazu ausgelegt sein, das Befestigen der Folie 46 an einem gewünschten Substrat 44 zu unterstützen. Die Folie 46 kann mit dem Substrat 44 durch jedes fachbekannte Mittel, einschließlich unter anderem durch Klebeverfahren, Druckverfahren und In-Mold-Decoration-Verfahren, gekoppelt sein. Die Grundschicht 68 kann geätzt sein oder ein Material darin beinhalten, um das von der Lichtquelle 50 emittierte Anregungslicht 24 zu der Zeichenschicht 48 zu leiten.
Eine Schutzschicht 70, oder ein Laminat, kann über der Zeichenschicht 48 positioniert sein und kann die Zeichenschicht 48 vor Beschädigung und Verschleiß während der Verwendung schützen. Die Zeichenschicht 48 kann außerdem das Verkleidungselement 32 vor Umweltkontaminanten, wie z. B. Schmutz und Wasser, die in Kontakt mit dem Innenraum 28 des Fahrzeugs 30 kommen können, schützen. Die Schutzschicht 70 kann aus jedem möglichen fachbekannten transparenten und/oder transluzenten Material gebildet sein und kann UV-Licht absorbieren, und dadurch in manchen Ausführungsformen verhindern, dass Sonnenlicht die lumineszierende Struktur 10 anregt. In alternativen Ausführungsformen kann die Schutzschicht 70 dazu ausgelegt sein, Licht jeder anderen Wellenlänge oder mehrfacher Wellenlängen zu absorbieren. In manchen Ausführungsformen, wie in 5 veranschaulicht, kann die Folie 46 die Schutzschicht 70 nicht beinhalten, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Alternativ kann die Schutzschicht 70 zulassen, dass UV-Licht oder jede andere gewünschte Lichtwellenlänge, diese durchdringen kann.
In manchen Ausführungsformen kann eine erste Lichtquelle eine künstliche Lichtquelle 50 sein, die Licht zu einer ersten Seite 72 oder Oberfläche der Zeichenschicht 48 emittiert. Eine zweite Lichtquelle kann eine natürliche Lichtquelle (z. B. die Sonne) sein, die dazu ausgelegt ist, Licht an einer zweite Seite 74, oder Oberfläche, der Zeichenschicht 48 zu emittieren, was die lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c dazu veranlasst, zu lumineszieren, wenn Anregungslicht 24 von einer der Lichtquellen empfangen wird. Die erste und zweite Seite 72, 74 können auf gegenüberliegenden Seiten der Zeichenschicht 48 sein. Außerdem kann die erste und zweite Lichtquelle in jeder anderen Beziehung zur Zeichenschicht 48 sein, wie z. B. auf einer gemeinsamen Seite 72, 74 davon, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Unter Bezugnahme auf 5 kann die Zeichenschicht 48 mit einer lichterzeugenden Baugruppe 78 gekoppelt sein, und, in manchen Ausführungen, kann jede der lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c auf einer einzelnen Lage 76 durch jedes fachbekannte Mittel angeordnet sein. Die zweite und dritte lumineszierende Struktur 10b, 10c können auf der ersten lumineszierenden Struktur 10a, die den Hintergrund der Zeichenschicht 48 bildet, angeordnet sein. Alternativ können jede und/oder alle der lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c auf einer gemeinsamen Lage 76 sein, sodass die lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c alle linear ausgerichtet sind.
Die lichterzeugende Baugruppe 78 kann einer dünnschichtigen oder gedruckten lichtemittierende Dioden-(LED)-Baugruppe entsprechen und beinhaltet die Grundschicht 68 als die unterste Schicht. Die Grundschicht 68 kann ein Polycarbonat-, Polymethylmethacrylat(PMMA)- oder Polyethylenterephthalat-(PET)-Material oder jedes andere fachbekannte Material in einer Dicke in der Größenordnung von 0,005 bis 0,060 Zoll beinhalten und ist über der Grundschicht 68 angeordnet. Alternativ, als eine kostensparende Maßnahme, kann die Grundschicht 68 direkt einer bereits bestehende Fahrzeugstruktur (z. B. dem Substrat 44) entsprechen.
Die lichterzeugende Baugruppe 78 beinhaltet eine positive Elektrode 80, die über der Grundschicht 68 angeordnet ist. Die positive Elektrode 80 beinhaltet ein leitendes Epoxid, einschließlich unter anderem eines silberhaltigen oder kupferhaltigen Epoxids. Die positive Elektrode 80 ist elektrisch mit zumindest einem Abschnitt einer Vielzahl von LED-Quellen 82 verbunden, die in einer Halbleitertinte 84 angeordnet sind, und über der positiven Elektrode 80 angebracht. Gleichermaßen ist eine negative Elektrode 86 zumindest mit einem Teil der LED-Quellen 82 elektrisch verbunden. Die negative Elektrode 86 ist über der Halbleiterdruckfarbe 84 angeordnet und beinhaltet ein transparentes oder transluzentes leitendes Material, einschließlich unter anderem, Indiumzinnoxid.
Zusätzlich ist jede von der positiven Elektrode und der negativen Elektrode 80, 86 über eine entsprechende Sammelschiene 88, 90 und leitfähige Leitungen 92 mit der Steuerung 64 und einer Stromquelle 66 elektrisch verbunden. Die Sammelschienen 88, 90 können entlang gegenüberliegender Kanten der positiven Elektrode und der negativen Elektrode 80, 86 gedruckt sein und die Anschlusspunkte zwischen den Sammelschienen 88, 90 und den leitfähigen Leitungen 92 können an gegenüberliegenden Ecken jeder Sammelschiene 88, 90 sein, um eine gleichmäßige Stromverteilung entlang der Sammelschienen 88, 90 zu unterstützen. Es versteht sich, dass in alternativen Ausführungsformen die Ausrichtung von Komponenten innerhalb der Lichterzeugungsanordnung 78 geändert werden kann, ohne von den Konzepten der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Beispielsweise kann die negative Elektrode 86 unterhalb der Halbleiterdruckfarbe 84 angeordnet sein und die positive Elektrode 80 kann über der vorstehend genannten Halbleiterdruckfarbe 84 angeordnet sein. Gleichermaßen können zusätzliche Komponenten, wie z. B. die Sammelschienen 88, 90 auch in jeder Ausrichtung platziert sein.
Die LED-Quellen 82 können auf zufällige oder kontrollierte Weise in der Halbleitertinte 84 dispergiert sein und können konfiguriert sein, fokussiertes oder nicht-fokussiertes Licht zu emittieren. Die LED-Quellen 82 können Mikro-LEDs aus Galliumnitrid-Elementen in der Größenordnung von etwa 5 bis etwa 400 Mikrometern entsprechen und die Halbleiterdruckfarbe 84 kann verschiedene Bindemittel und dielektrische Materialien wie beispielsweise, einschließlich unter anderem, eines von Gallium, Indium, Siliciumcarbid, Phosphor und/oder transluzenten Polymerbindemittel beinhalten.
Die Halbleiterdruckfarbe 84 kann durch verschiedene Druckprozesse einschließlich Tintenstrahl- und Siebdruckprozessen auf einen ausgewählten Abschnitt bzw. ausgewählte Abschnitte der positiven Elektrode 80 aufgebracht werden. Konkreter wird daran gedacht, dass die LED-Quellen 82 in der Halbleiterdruckfarbe 84 dispergiert sind und so geformt und dimensioniert sind, dass sich eine wesentliche Menge der LED-Quellen 82 während Ablagerung der Halbleiterdruckfarbe 84 an den positiven und negativen Elektroden 80, 86 ausrichtet. Der Abschnitt der LED-Quellen 82, der letztlich mit der positiven Elektrode und der negativen Elektrode 80, 86 elektrisch verbunden ist, kann durch eine Kombination aus den Sammelschienen 88, 90, der Steuerung 64, der Stromquelle 66 und den leitfähigen Leitungen 92 beleuchtet werden. Gemäß einer Ausführungsform kann die Energiequelle 66 einer Fahrzeugenergiequelle 66 entsprechen, die bei 12 bis 16 VDC arbeitet. Zusätzliche Informationen bezüglich der Konstruktion von lichterzeugenden Baugruppen sind in US-Patentveröffentlichung Nr. 2014/0264396 von Lowenthal et al. offenbart, dessen gesamte Offenbarung durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
Die LED-Quellen 82 können eine Wellenlänge des Anregungslichts 24 emittieren, die jede der lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c dazu anregt, in variierten Farben zu lumineszieren. Zusätzlich und/oder alternativ können die LED-Quellen 82 einen Bereich von Wellenlängen des Anregungslichts 24 emittieren, sodass jede lumineszierende Struktur 10a, 10b, 10c unabhängig von den anderen lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c lumineszieren kann.
Es versteht sich, dass die vorhergehende Beschreibung der lichterzeugenden Baugruppe 78 angewandt werden kann, um eine einzelne durchgehende Lichtquelle 50 und/oder eine Vielzahl von einzelnen Lichtquellen 50 zu bilden. In Beispielen, in denen es eine Vielzahl von Lichtquellen 50 gibt, können einige oder alle der Lichtquellen 50 unabhängig elektrisch verbunden sein (z. B. durch eine leitfähige Druckfarbe). In unabhängig elektrisch verbundenen Beispielen der Lichtquellen 50 kann jede der Lichtquellen 50 unabhängig ansprechbar sein, wodurch der Steuerung 64 ermöglicht werden kann, statische und dynamische Lichtmuster zu erzeugen, indem bestimmte Lichtquellen 50 und keine anderen unabhängig beleuchtet werden. Die Lichtquellen können individuell an einer Schaltung befestigt werden. In manchen Fällen kann eine Maschine derart funktionieren, dass sie ungehäuste Lichtquellen von einem Substrat, wie z. B. einem „Wafer-Band“, zu einem Produktsubstrat, wie z. B, einem Schaltungssubstrat, überträgt. Die direkte Übertragung ungehäuster Lichtquellen kann die Dicke eines Endprodukts im Vergleich zu einem durch konventionelle Mittel hergestellten ähnlichen Produkt sowie die Zeitmenge und/oder Kosten, um das Produktsubstrat herzustellen, reduzieren. Zusätzliche Informationen zur Bildung der Vielzahl von Lichtquellen 50 und/oder unterschiedlich ausgelegten lichterzeugenden Baugruppen 78 sind in US-Patentveröffentlichung Nr. 2015/0124573 von Peterson et al. und US-Patentveröffentlichung Nr. 2016/0276205 von Huska et al. offenbart, die beide durch Bezugnahme hierin vollständig aufgenommen sind.
Unter Bezugnahme auf 6 und 7 kann die Zeichenschicht 48 geprägt sein, um der Folie 46 eine Tiefenwirkung zu verleihen. Jedes Verfahren zum Prägen der Folie 46 kann verwendet werden, einschließlich eines Blown-Verfahrens, wobei ein geschmolzenes flexibles synthetisches Harz aufgeblasen wird, indem Luft in das flexible synthetische Harz geblasen wird, und eines Gussverfahrens, wobei eine Vielzahl von formenden Rollen verwendet wird. Das Prägen kann ein Beugungsgitter 77 auf der Zeichenschicht 48, oder jedem anderen Abschnitt der Folie 46 erzeugen. Das Beugungsgitter 77 kann zum Beispiel dazu ausgelegt sein, Licht in verschiedenen Richtungen von einer Oberseite der Zeichenschicht 48 zu reflektieren. Das Beugungsgitter 77 kann eine Dicke aufweisen, die von etwa 250 nm bis etwa 1000 nm reicht.
Wie in 6 beispielhaft dargestellt, kann das Beugungsgitter 77 eine Sägezahn- oder Dreiecksform aufweisen. In drei Dimensionen können diese Gitter 77 42 mit einer Stufen- oder Sägezahnform ohne eckige Merkmale, pyramidenförmig oder in einer Kombination aus Stufen- und Pyramidenformen erscheinen. Andere Formen des Beugungsgitters 77 beinhalten hügelförmige Merkmale (z.B. sinusförmige oder bogenförmige Merkmale). Das Beugungsgitter 77 kann auch Abschnitte mit einer Kombination aus dreieckigen und hügelförmigen Merkmalen beinhalten.
Nun wird in Bezug auf 7 ein Blockdiagramm des Fahrzeugs 30 dargestellt, in dem das Verkleidungselement 32 umgesetzt ist. Das Fahrzeug 30 beinhaltet die Steuerung 64 in Kommunikation mit der Lichtquelle 50. Die Steuerung 64 kann einen Speicher 94 mit darin beinhalteten Anweisungen beinhalten, die von einem Prozessor 96 der Steuerung 64 ausgeführt werden. Die Steuerung 64 kann über die Stromquelle 66, die sich an Bord des Fahrzeugs 30 befindet, die Lichtquelle 50 mit elektrischem Strom versorgen. Zusätzlich kann die Steuerung 64 dazu ausgelegt sein, das Anregungslicht 24 auf der Grundlage von Feedback, das von einem oder mehreren Eingaben empfangen wurde, zu steuern.
Die Eingaben, die die Beleuchtung des Verkleidungselements 32 beeinflussen, können Klangeigenschaften 98 von einem Audiosystem, von Fahrzeugsteuermodulen 100 bereitgestellte Informationen und/oder Beleuchtungseinstellungen für das Verkleidungselement 32, die über eine Benutzerschnittstelle 102 eingegeben werden können, beinhalten. Die Klangeigenschaften 98 beinhalten die Frequenz 104, die Amplitude 106, den Beat 108 und die Quelle 110 der eingegebenen Klänge. Gemäß einer Ausführungsform variiert die Wellenlänge des von der Lichtquelle 50 emittierten Anregungslichts 24, wenn sich die Klangfrequenz 104 und/oder -amplitude 106 ändert. Weiterhin kann der Beat 108 ebenfalls die Farberzeugung von dem Verkleidungselement 32 beeinflussen. Das Verkleidungselement 32 kann in einer ersten Farbe lumineszieren wenn Musik vom Audiosystem wiedergegeben wird und kann in einer zweiten Farbe lumineszieren, um zusätzliche Informationen für einen Insassen des Fahrzeugs 30 bereitzustellen. Das Verkleidungselement 32 kann zum Beispiel in jedem vordefinierten Muster lumineszieren, wenn eine Navigationseinheit im Fahrzeug 30 Richtungsbefehle für den Insassen bereitstellt und kann dann zu einem alternativen vordefinierten Muster zurückkehren, wenn der Richtungsbefehl beendet ist.
Fahrzeugsteuermodule 100, wie z. B. unter anderem ein Karosseriesteuermodul, Motorsteuermodul, Lenksteuermodul, Bremssteuermodul und dergleichen oder eine Kombination davon, können ebenfalls die Farben des Verkleidungselements 32 variieren Durch Steuern des von der Lichtquelle 50 emittierten Anregungslichts 24 kann das Verkleidungselement 32 in einer Vielfalt von Farben und/oder Muster lumineszieren, um ein ästhetisches Erscheinungsbild bereitzustellen, oder Fahrzeuginformationen für einen beabsichtigten Betrachter bereitstellen. Das Verkleidungselement 32 kann zum Beispiel in verschiedenen Farben lumineszieren, wenn die Geschwindigkeit 112 und/oder Beschleunigung 114 des Fahrzeugs 30 variiert wird. Das Verkleidungselement 32 kann außerdem in Verbindung mit dem Fahrzeugbremssystem 116 verwendet werden, um zusätzliche Beleuchtung während eines Bremszeitraums bereitzustellen.
Das Umgebungslichtniveau 118 außerhalb des Fahrzeugs 30 kann ebenfalls die Beleuchtung des Verkleidungselements 32 beeinflussen. Das Verkleidungselement 32 kann zum Beispiel am Tag mit einer höheren Intensität und bei Bedingungen schwachem Licht mit einer geringeren Intensität lumineszieren. Zudem kann das Verkleidungselement 32 als Reaktion auf eine Änderung des Fahrzeugtürzustands 120, oder jede andere Änderung in Bezug auf eine andere Komponente des Fahrzeugs 30 lumineszieren. Oder die Farbe des Verkleidungselements 32 kann mit Änderungen der Umgebungsbedingungen, wie z. B. der Straßenunebenheit 122, potentiellen Gefahren, Wetterschwankungen, oder aus jedem anderen Grund variieren. Wie hierin beschrieben, können die lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c ein lumineszierendes Material mit langer Nachleuchtdauer 18 beinhalten, sodass das Umgebungslicht (d. h. die Sonne) die lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c am Tag anregen kann, was dazu führt, dass die lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c bei nachtähnlichen Bedingungen lumineszieren.
Das Fahrzeug 30 kann außerdem eine Benutzerschnittstelle 102 beinhalten, die ein Insasse zum Einstellen gewünschter Beleuchtungseffekte des Verkleidungselements 32 nutzen kann. Die Benutzerschnittstelle 102 kann ein unabhängiges System sein, oder in jedes andere System, wie z. B. eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle (Human Machine Interface - HMI), des Fahrzeugs 30 integriert sein. Die Benutzerschnittstelle 102 kann derart ausgeführt sein, dass ein Benutzer die Wellenlänge des Anregungslichts 24, das durch die Lichtquelle 50 emittiert wird, oder das Beleuchtungsmuster steuern kann. Ein Insasse kann zum Beispiel die Lichtpulsfrequenz 124, die Lichtpulsamplitude 126, die Lichtfarbvariationen 128 und/oder individuelle Lichtmuster 130 durch Nutzung der Benutzerschnittstelle 102 steuern.
Im Betrieb kann die Lichtquelle 50 Anregungslicht 24 variierender Wellenlängen emittieren, so wie hierin bereitgestellt. Als Reaktion können die lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c eine regelmäßige einfarbige oder mehrfarbige Beleuchtung aufweisen. In Bezug auf die vorgenannten Beispiele kann die Steuerung 64 die Intensität der emittierten Wellenlängen des Anregungslichts 24 durch Pulsbreitenmodulation oder Stromregelung modifizieren. In manchen Ausführungsformen kann die Steuerung 64 dazu ausgelegt sein, eine Farbe des Anregungslichts 24 durch Senden von Steuersignalen zum Einstellen einer Intensität oder eines Energieausgabeniveaus der Lichtquelle 50 einzustellen. Wenn die Lichtquelle 50 zum Beispiel dazu ausgelegt ist, die erste Wellenlänge auf einem niedrigeren Niveau auszugeben, kann im Wesentlichen die gesamte ersten Wellenlänge durch die eine oder mehreren lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c in die zweite Wellenlänge umgewandelt werden. Wenn die Lichtquelle 50 dazu ausgelegt ist, die erste Wellenlänge (d. h. das Anregungslicht 24) auf einem hohen Niveau auszugeben, kann nur ein Abschnitt der ersten Wellenlänge in die zweite Wellenlänge (z. B. das umgewandelte Licht 26) umgewandelt werden. In dieser Anordnung kann eine Lichtfarbe, die der Mischung aus der ersten Wellenlänge und der zweiten Wellenlänge entspricht, als das emittierte Licht ausgegeben werden. Auf diese Weise kann die Steuerung 64 eine Ausgabefarbe des emittierten Lichts steuern.
Obwohl ein niedriger und ein hoher Intensitätsgrad in Bezug auf die erste Wellenlänge des Anregungslichts 24 erörtert werden, versteht es sich, dass die Intensität der ersten Wellenlänge des Anregungslichts 24 unter einer Vielzahl von Intensitätsgraden variiert werden kann, um einen Farbton, der dem emittierten Licht von dem Verkleidungselement 32 entspricht, einzustellen. Die Veränderung der Intensität kann manuell geändert oder auf Grundlage von vordefinierten Bedingungen automatisch durch die Steuerung 64 verändert werden.
Wie hier beschrieben, kann die Farbe des umgewandelten Lichts 26 wesentlich von den konkreten lumineszierenden Materialien 18 abhängig sein, das in den lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c verwendet werden. Zusätzlich dazu kann eine Umwandlungskapazität der lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c wesentlich von einer Konzentration des lumineszierenden Materials 18 abhängig sein, das in den lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c verwendet wird. Durch das Einstellen des Bereichs der Intensitäten, die von der Lichtquelle 50 ausgegeben werden können, können die Konzentration, die Arten und die Proportionen der lumineszierenden Materialien 18 in den hier erörterten lumineszierenden Strukturen 10a, 10b, 10c derart betreibbar sein, dass sie einen Bereich von Farbtönen des emittierten Lichts zu erzeugen, indem die erste Wellenlänge mit der zweiten Wellenlänge gemischt wird.
Aus der vorliegenden Offenbarung lässt sich eine Vielzahl von Vorteilen ableiten. Die Verwendung des offenbarten Verkleidungselements stellt zum Beispiel ein einzigartiges ästhetisches Erscheinungsbild bereit. Zudem kann das Verkleidungselement zusätzliche visuelle Informationen für die Insassen des Fahrzeugs bereitstellen. Zuletzt kann durch die Verwendung mehrfacher Lichtquellen und/oder mehrfacher lumineszierender Strukturen ein breites Spektrum an Mustern und Erscheinungsbildern durch das Verkleidungselement vermittelt werden.
Der Durchschnittsfachmann versteht, dass die Konstruktion der beschriebenen Konzepte und anderer Komponenten nicht auf ein konkretes Material beschränkt ist. Andere beispielhafte Ausführungsformen der hier offenbarten Erfindung können, sofern hier nicht anderweitig beschrieben, aus einer großen Vielzahl von Materialien ausgebildet sein.
Für die Zwecke dieser Offenbarung bezeichnet der Ausdruck „gekoppelt“ (in all seinen Formen wie koppeln, Kopplung, gekoppelt usw.) im Allgemeinen das direkte oder indirekte Verbinden von zwei (elektrischen oder mechanischen) Komponenten miteinander. Ein solches Verbinden kann dem Wesen nach unbeweglich oder beweglich sein. Ein solches Verbinden kann erzielt werden, indem die beiden (elektrischen oder mechanischen) Komponenten und beliebige zusätzliche dazwischenliegende Elemente einstückig als einzelner einheitlicher Körper miteinander oder mit den beiden Komponenten ausgebildet werden. Ein solches Verbinden kann dem Wesen nach permanent sein oder kann dem Wesen nach entfernbar oder lösbar sein, solange nicht anderweitig angegeben.
Außerdem ist eine beliebige Anordnung von Komponenten zum Erzielen derselben Funktion effektiv „verknüpft“, sodass die erwünschte Funktion erzielt wird. Somit können beliebige zwei Komponenten, die hier kombiniert werden, um eine bestimmte Funktion zu erzielen, als „miteinander verknüpft“ angesehen werden, sodass die erwünschte Funktion unabhängig von Architekturen oder Zwischenkomponenten erreicht wird. Ebenso können zwei beliebige derart verknüpfte Komponenten auch als miteinander „wirkverbunden“ oder „wirkgekoppelt“ angesehen werden, um die erwünschte Funktion zu erzielen, und zwei beliebige Komponenten, die derart verknüpft werden können, können auch als miteinander „wirkkoppelbar“ angesehen werden, um die erwünschte Funktion zu erzielen. Manche Beispiele für Elemente, die wirkkoppelbar sind, beinhalten unter anderem physisch zusammenpassbare und/oder physisch zusammenwirkende Komponenten und/oder drahtlos zusammenwirkende und/oder Komponenten, die drahtlos zusammenwirken können, und/oder logisch zusammenwirkende Komponenten und/oder Komponenten ein, die logisch zusammenwirken können.
Es ist ebenso wichtig festzuhalten, dass die Konstruktion und Anordnung der erfindungsgemäßen Elemente, wie in den Ausführungsbeispielen gezeigt, nur veranschaulichend sind. Wenngleich nur manchen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in dieser Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, wird der Fachmann, der diese Offenbarung betrachtet, ohne Weiteres erkennen, dass viele Abwandlungen möglich sind (z. B. Variationen von Größen, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Befestigungsanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Ausrichtungen, usw.), ohne wesentlich von den neuartigen Lehren und Vorteilen des genannten Gegenstands abzuweichen. Beispielsweise können Elemente, die als integral ausgebildet gezeigt sind, aus mehreren Abschnitten konstruiert sein, oder Elemente, die als mehrere Abschnitte gezeigt sind, können integral ausgebildet sein, die Bedienung der Schnittstellen kann umgekehrt oder anderweitig verändert werden, die Länge oder Breite der Strukturen und/oder Elemente oder Verbindungsglieder oder anderer Elemente des Systems können variiert werden, und die Art oder Anzahl der zwischen den Elementen bereitgestellten Verstellungspositionen kann verändert werden. Es ist anzumerken, dass die Elemente und/oder Anordnungen des Systems aus einer Mehrzahl von unterschiedlichen Materialien konstruiert werden können, die ausreichende Festigkeit oder Haltbarkeit liefern, in einer Mehrzahl von unterschiedlichen Farben, Texturen und Kombinationen. Dementsprechend ist beabsichtigt, dass alle derartigen Abwandlungen unter den Schutzbereich der vorliegenden Innovationen fallen. Andere Substitutionen, Modifikationen, Veränderungen und Auslassungen können in Gestaltung, Betriebsbedingungen und Anordnung der gewünschten und anderer Ausführungsbeispiele vorgenommen werden, ohne vom Geist der vorliegenden Innovationen abzuweichen.
Es versteht sich, dass alle beschriebenen Verfahren oder Schritte in den beschriebenen Verfahren mit anderen offenbarten Verfahren oder Schritten zur Bildung von Strukturen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung kombiniert werden können. Die hier offenbarten beispielhaften Strukturen und Verfahren dienen lediglich Veranschaulichungszwecken und sind nicht als einschränkend auszulegen.
Es versteht sich darüber hinaus, dass an den vorstehend genannten Strukturen und Verfahren Abwandlungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und es versteht sich ferner, dass solche Konzepte durch die folgenden Ansprüche abgedeckt sein sollen, sofern durch den Wortlaut dieser Ansprüche nicht ausdrücklich etwas anderes vorgegeben ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 8232533 B [0018]
US 8207511 B [0018]
US 8247761 B [0018]
US 8519359 B [0018]
US 8664624 [0018]
US 20120183677 A [0018]
US 9057021 B [0018]
US 8846184 B [0018]
US 8163201 B [0020, 0026]
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US 6117362 A [0026]
US 8952341 B [0026]
US 2014/0264396 [0045]
US 2015/0124573 [0047]
US 2016/0276205 [0047]

Claims

Fahrzeugfolie umfassend: eine Grundschicht; einen Lichtleiter, der über einer Oberfläche der Grundschicht angeordnet ist; eine Zeichenschicht, die mit dem Lichtleiter wirkgekoppelt ist, wobei die Zeichenschicht eine erste und eine zweite Lage aufweist, die eine erste bzw. zweite lumineszierende Struktur darauf aufweist; und eine Lichtquelle, die mit dem Lichtleiter wirkgekoppelt ist, wobei die erste und zweite lumineszierende Struktur als Reaktion auf ein Anregungslicht, das von der Lichtquelle emittiert wird, lumineszieren.
Fahrzeugfolie nach Anspruch 1, wobei das Anregungslicht zumindest eines von blauem Licht, violettem Licht, Infrarot- und ultraviolettem Licht umfasst.
Fahrzeugfolie nach Anspruch 2, wobei die erste lumineszierende Struktur und die zweite lumineszierende Struktur jeweils zumindest ein lumineszierendes Material darin beinhalten, das dazu ausgelegt ist, das Anregungslicht, das von der Lichtquelle empfangen wird, in ein sichtbares, umgewandeltes Licht umzuwandeln.
Fahrzeugfolie nach Anspruch 1, wobei die erste lumineszierende Struktur als Hintergrundschicht ausgelegt ist und die zweite lumineszierende Struktur ein Muster auf der Hintergrundschicht definiert.
Fahrzeugfolie nach Anspruch 4, wobei die erste und zweite lumineszierende Struktur ein Holzmaserungsmuster definieren.
Fahrzeugfolie nach Anspruch 4, ferner umfassend: eine dritte Lage, die eine dritte lumineszierende Struktur aufweist, um das auf der Hintergrundschicht angeordnete Muster weiter zu definieren.
Fahrzeugfolie nach Anspruch 1, wobei die Zeichenschicht geprägt ist.
Verkleidungselement, umfassend: ein Substrat; eine Lichtquelle, die dazu ausgelegt ist, ein Anregungslicht zu emittieren; eine Folie, die auf dem Substrat angeordnet ist und eine Zeichenschicht, die mit der Lichtquelle wirkgekoppelt ist, aufweist; und eine erste lumineszierende Struktur in der Zeichenschicht und dazu ausgelegt, als Reaktion auf das Empfangen des Anregungslichts zu lumineszieren.
Verkleidungselement nach Anspruch 8, ferner umfassend: eine zweite lumineszierende Struktur, die in der Zeichenschicht angeordnet ist.
Verkleidungselement nach Anspruch 9, wobei die erste lumineszierende Struktur und die zweite lumineszierende Struktur jeweils zumindest ein lumineszierendes Material darin beinhalten, das dazu ausgelegt ist, das Anregungslicht, das von der Lichtquelle empfangen wird, in ein sichtbares, umgewandeltes Licht umzuwandeln.
Verkleidungselement nach Anspruch 8, ferner umfassend: eine Schutzschicht, die über der Zeichenschicht angeordnet ist.
Verkleidungselement nach Anspruch 11, wobei die Schutzschicht das Anregungslicht, das von der Lichtquelle emittiert wird, derart filtert, dass es diese nicht durchdringt.
Verkleidungselement nach Anspruch 9, wobei die erste und zweite lumineszierende Struktur als Reaktion auf das Anregungslicht, das von der Lichtquelle emittiert wird, unabhängig lumineszieren können.
Verkleidungselement nach Anspruch 8, wobei die Zeichenschicht geprägt ist.
Fahrzeugverkleidungselement, umfassend: ein Substrat; eine Folie, die auf dem Substrat angeordnet ist und eine geprägte Zeichenschicht aufweist; eine erste lumineszierende Struktur, die in der Zeichenschicht angeordnet ist und dazu ausgelegt ist, als Reaktion auf das Empfangen eines Anregungslichts zu lumineszieren; eine Schutzschicht, die über der Zeichenschicht angeordnet ist; und eine erste und zweite Lichtquelle, die dazu ausgelegt sind, Licht an gegenüberliegenden Seiten der Zeichenschicht zu emittieren, was die erste lumineszierende Struktur dazu veranlasst, zu lumineszieren.
Fahrzeugverkleidungselement nach Anspruch 15, wobei das Anregungslicht ultraviolettes Licht ist.
Fahrzeugverkleidungselement nach Anspruch 15, ferner umfassend: einen Lichtleiter, der zwischen der ersten Lichtquelle und der Zeichenschicht angeordnet ist.
Fahrzeugverkleidungselement nach Anspruch 16, wobei die erste lumineszierende Struktur als Hintergrundschicht ausgelegt ist und eine zweite lumineszierende Struktur ein Muster auf der Hintergrundschicht definiert.
Fahrzeugverkleidungselement nach Anspruch 15, wobei die erste Lichtquelle eine Vielzahl von LED-Quellen beinhaltet.
Fahrzeugverkleidungselement nach Anspruch 15, wobei zumindest eine von der ersten und zweiten Lichtquelle auf Grundlage von zumindest einem von einer Klangeigenschaft, einem Fahrzeugsteuermodul oder einer Benutzerschnittstelle leuchtet.