CN110390827B - 一种基于磷光铱配合物电致发光的智能信号灯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于磷光铱配合物电致发光的智能信号灯，属于照明设备技术领域，解决了传统信号灯灯杆不同步指示、指示效果差、发光效果差、发光颜色不纯的问题，包括灯杆、架设于灯杆表面的框架以及均布于框架内的信号灯组，框架内侧设有将信号灯灯光放大至整个灯杆的放大机构，放大机构包括将光源转换为信号灯色的转换装置、放大信号灯色的放大装置以及驱使转换装置和放大装置移动的驱动装置。本发明通过旋转荧光轮将自然光转换为与信号灯同步变换色，利用放大装置将转换后的信号灯色填充整个灯杆，实现了灯杆与信号灯同步变色的效果，采用磷光铱配合物电致发光器件发光，提高理论量子效率，保持了发光颜色的纯度。

Description

一种基于磷光铱配合物电致发光的智能信号灯

技术领域

本发明属于照明设备技术领域，具体地说，尤其涉及一种基于磷光铱配合物电致发光的智能信号灯。

背景技术

道路交通信号灯是交通安全产品中的一种类别，是为了加强道路交通管理，减少交通事故的发生，提高道路使用效率，改善交通状况的一种重要工具。并且由于新技术的发展，许多新的技术也被应用到交通信号灯领域，例如LED发光单元、太阳能发电技术等，但大多数新技术无法解决车辆行驶过程中，由于前车自身高度较高或堆叠货物较高，信号灯仅依靠信号灯组作指示，导致后车视线受影响，无法准确察看信号灯颜色，进而导致安全事故的问题。虽然部分信号灯通过在灯杆表面设置灯带达到变换提醒的目的，但由于灯带易受其自身使用寿命、天气环境等因素的影响，导致灯杆无法准确同步信号灯变色，指示效果大打折扣，而且对灯珠依赖性高，易造成资源的浪费。同时，信号灯多采用LED荧光类材料发光，量子发生效率低，发光效率远远低于磷类发光材料。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种灯杆同步指示、指示效果佳、发光效果佳、发光颜色纯的基于磷光铱配合物电致发光的智能信号灯。

为了实现上述技术目的，本发明基于磷光铱配合物电致发光的智能信号灯采用的技术方案为：

一种基于磷光铱配合物电致发光的智能信号灯，包括采用透明陶瓷制成的灯杆、架设于灯杆表面的框架以及均布于框架内的信号灯组，所述框架内侧设有将信号灯灯光放大至整个灯杆的放大机构，所述放大机构包括将光源转换为信号灯色的转换装置、放大信号灯色的放大装置以及驱使转换装置和放大装置移动的驱动装置；

所述转换装置包括与框架相对应的定位板，所述定位板两端对称设有安装耳座，所述安装耳座之间设有联杆，所述联杆沿轴向开设有滑行槽，所述滑行槽内贯穿有滑动杆，所述滑动杆近框架端套设有转轴器，所述转轴器驱使置于滑动杆顶端的荧光轮旋转，所述荧光轮表面均分为三部分，分别对应于三种信号灯色；

所述放大装置包括垂直插设于定位板侧部的底板，底板可沿定位板轴向滑动，所述底板一端对称设有立板，另一端对称设有立柱，所述立柱之间套设有置于荧光轮下方的承接板，所述立板之间通过连接轴连接有放大盘，所述放大盘靠近联杆处开设有进光口，所述进光口表面设有与荧光轮相对应的扇形进光管，所述放大盘内部设有与进光口相连通呈喇叭状的扩光通道，所述扩光通道内壁贴附有第一反光镜，且扩光通道贯穿放大盘前后端部，所述扩光通道口对照于灯杆内部，所述灯杆弯折处错位斜置有第二反光镜，所述立板和立柱之间设有与滑动杆末端相连接的立杆，所述立杆置于底板表面。

优选的，所述立板设于远离框架内侧，所述立柱靠近框架内侧。

优选的，所述承接板表面开设有与荧光轮外缘相匹配的弧形槽。

优选的，所述驱动装置包括插设于定位板侧下方的定位轴、套设于定位轴顶部经电机驱动的主动齿轮以及与主动齿轮相啮合的从动齿轮，所述从动齿轮一面设有连接主动齿轮的第一连板，所述从动齿轮另一面设有连接定位板的第二连板，所述从动齿轮表面还设有与立杆活动连接的第三连板。

优选的，所述第一连板上端经螺栓固定于从动齿轮表面的中心孔，下端活动连接于定位轴顶端。

优选的，所述第二连板上端经螺栓固定于从动齿轮表面远离中心处的第一安装孔，下端活动连接于定位板侧部。

优选的，所述第三连板上端经螺栓固定于第二安装孔内，第二安装孔和第一安装孔分别设于从动齿轮两面，所述第三连板下端套接于立杆表面。

优选的，所述信号灯组包括并排设置的红、黄、绿三色信号灯，设于信号灯内侧的LED光源以及设于三色信号灯和LED光源之间的隔光板，三色信号灯、转轴器以及电机之间通过控制器电性控制连接。

优选的，所述三色信号灯均包括灯罩以及设于灯罩内的有机电致发光器件，有机电致发光器件包括依次层叠的玻璃基板、阳极层、有机层以及阴极层，有机层包括依次层叠的空穴传输层、空穴阻挡层、发光层、电子传输层，玻璃基板底部设有增强光提取的增透膜，电子传输层和发光层之间设有增加电子注入量的介质薄膜，发光层采用磷光铱类配合物制成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过旋转荧光轮将自然光转换为与信号灯同步变换色，利用放大装置将转换后的信号灯色填充整个灯杆，实现了灯杆与信号灯同步变色的效果，避免传统信号灯仅靠灯具指示时，后方因前方体积较大无法及时观察，而发生安全事故的问题，提升指示效果；

2、本发明中信号灯组采用磷光铱配合物电致发光器件发光，代替常规荧光类发光器件，提高理论量子效率，通过介质薄膜减少电子传输层表面的偏振，令电子注入量得到加大，同时，利用空穴阻挡层在靠近阳极截面形成空穴积累，与阴极产生更大电场，限制激子直接在发光层电致发光，从而导致发光效率下降、发光纯度不佳的问题，保持了发光颜色的纯度；

3、本发明利用驱动装置中主动齿轮和从动齿轮的啮合运动，带动荧光轮和放大装置的同步移动，从而确保光源的有效转化，避免因转换后信号灯色发生偏转，而导致整个灯杆发光效果下降的问题；

4、本发明中放大机构不仅结构紧凑，而且灯珠需求量小，使用寿命长，避免常规灯杆显色技术中对大量灯带的需求，降低了资源的浪费。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中放大机构的结构示意图；

图3是本发明中前换气室的结构示意图；

图4是本发明中放大装置的结构示意图；

图5是本发明中放大盘的剖视图；

图6是本发明中信号灯组的结构示意图；

图7是本发明中信号灯的结构示意图；

图8是本发明中有机电致发光器件的结构示意图。

图中：1.灯杆；2.框架；3.定位板；4.安装耳座；5.联杆；6.滑行槽；7.滑动杆；8.转轴器；9.荧光轮；10.底板；11.立板；12.立柱；13.承接板；14.连接轴；15.放大盘；16.进光口；17.进光管；18.扩光通道；19.第一反光镜；20.第二反光镜；21.立杆；22.定位轴；23.主动齿轮；24.从动齿轮；25.第一连板；26.第二连板；27.第三连板；28.LED光源；29.隔光板；30.灯罩；31.有机电致发光器件；310.玻璃基板；311.阳极层；312.阴极层；313.空穴传输层；314.空穴阻挡层；315.发光层；316.电子传输层；317.增透膜；318.介质薄膜。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明进一步说明：

如图1—图8所示，一种基于磷光铱配合物电致发光的智能信号灯，包括采用透明陶瓷制成的灯杆1、架设于灯杆1表面的框架2以及均布于框架2内的信号灯组，所述框架2内侧设有将信号灯灯光放大至整个灯杆1的放大机构，所述放大机构包括将光源转换为信号灯色的转换装置、放大信号灯色的放大装置以及驱使转换装置和放大装置移动的驱动装置；

所述转换装置包括与框架2相对应的定位板3，所述定位板3两端对称设有安装耳座4，所述安装耳座4之间设有联杆5，所述联杆5沿轴向开设有滑行槽6，所述滑行槽6内贯穿有滑动杆7，所述滑动杆7近框架2端套设有转轴器8，所述转轴器8驱使置于滑动杆7顶端的荧光轮9旋转，所述荧光轮9表面均分为三部分，分别对应于三种信号灯色；

所述放大装置包括垂直插设于定位板3侧部的底板10，底板10可沿定位板3轴向滑动，所述底板10一端对称设有立板11，另一端对称设有立柱12，所述立柱12之间套设有置于荧光轮9下方的承接板13，所述立板11之间通过连接轴14连接有放大盘15，所述放大盘15靠近联杆5处开设有进光口16，所述进光口16表面设有与荧光轮9相对应的扇形进光管17，所述放大盘15内部设有与进光口16相连通呈喇叭状的扩光通道18，所述扩光通道18内壁贴附有第一反光镜19，且扩光通道18贯穿放大盘15前后端部，所述扩光通道18口对照于灯杆1内部，所述灯杆1弯折处错位斜置有第二反光镜20，所述立板11和立柱12之间设有与滑动杆7末端相连接的立杆21，所述立杆21置于底板10表面。利用荧光轮9将白色光源转换为红、黄、绿三色，通过放大装置将三色光源进一步放大后填充至整个灯杆1，实现了灯杆1与信号灯同步变色，从而避免传统工艺中因仅靠信号灯灯组进行指示，当前方堆叠度较高时，后方视野受限无法及时查看信号灯，进而发生安全事故的问题，令指示效果得到提高，整个放大机构不仅结构紧凑，而且灯珠需求量小，使用寿命长，避免常规灯杆显色技术中对大量灯带的需求，资源的浪费。

所述立板11设于远离框架2内侧，所述立柱12靠近框架2内侧。通过设置立板11和立柱12的位置，使整个放大装置与转换装置连接为整体，避免转换后光源发生偏差而无法有效放大，进而导致灯杆1显色失败的问题。

所述承接板13表面开设有与荧光轮9外缘相匹配的弧形槽。利用弧形槽充分容纳荧光轮9，避免荧光轮9边缘发生损坏。

所述驱动装置包括插设于定位板3侧下方的定位轴22、套设于定位轴22顶部经电机驱动的主动齿轮23以及与主动齿轮23相啮合的从动齿轮24，所述从动齿轮24一面设有连接主动齿轮23的第一连板25，所述从动齿轮24另一面设有连接定位板3的第二连板26，所述从动齿轮24表面还设有与立杆21活动连接的第三连板27，所述第一连板25上端经螺栓固定于从动齿轮24表面的中心孔，下端活动连接于定位轴22顶端，所述第二连板26上端经螺栓固定于从动齿轮24表面远离中心处的第一安装孔，下端活动连接于定位板3侧部，所述第三连板27上端经螺栓固定于第二安装孔内，第二安装孔和第一安装孔分别设于从动齿轮24两面，所述第三连板27下端套接于立杆21表面。通过主动齿轮23和从动齿轮24的啮合运转，带动第三连板27的移动，推动滑动杆7沿滑行槽6滑动，使荧光轮9根据信号灯颜色变换而发生位置变换，为后续灯杆1变色提供保障。

所述信号灯组包括并排设置的红、黄、绿三色信号灯，设于信号灯内侧的LED光源28以及设于三色信号灯和LED光源28之间的隔光板29，三色信号灯、转轴器8以及电机之间通过控制器电性控制连接。通过设置隔光板29，使信号灯进行交通指示，LED光源为后端转换装置提供光源。

所述三色信号灯均包括灯罩30以及设于灯罩30内的有机电致发光器件31，有机电致发光器件包括依次层叠的玻璃基板310、阳极层311、有机层以及阴极层312，有机层包括依次层叠的空穴传输层313、空穴阻挡层314、发光层315、电子传输层316，玻璃基板310底部设有增强光提取的增透膜317，电子传输层316和发光层315之间设有增加电子注入量的介质薄膜318，发光层315采用磷光铱配合物制成。通过在玻璃基板底部设置增透膜，减少玻璃基板表面发生的反射、折射和偏振现象，提高发光效率，降低光损耗，在电子传输层和发光层之间设置介质薄膜，降低电子注入过程中的损耗，提高电子注入量，而且通过设置空穴阻挡层，使阳极附近界面形成空穴积累，限制激子直接在发电层激发，从而保证了光颜色的纯度。

本发明工作时，红、黄、绿三色信号灯依据自身设定程序进行交通指示，当红色信号灯亮起时，红色信号灯将讯号发送至控制器，同时红色信号灯内侧的LED光源亮起，控制器控制主动齿轮23顺时针转动，与主动齿轮23相啮合的从动齿轮24逆时针旋转，随着从动齿轮24的旋转，第二连板26逐渐偏转，从而带动第三连板27偏转，分解为垂直和水平两个方向的移动，由于第三连板27和立杆21连接，立杆21和滑动杆7末端连接，因此，促使滑动杆7沿滑行槽6轴向移动，同时底板10带动放大装置同方向滑行，由于荧光轮9表面分别均匀涂覆红色、绿色以及黄色，故启动转轴器8使荧光轮旋转后红色区域与LED光源相对照，白色光源转换为红色光源，红色光源经进光管17进入扩光通道18后射入灯杆1上部，由于灯杆1弯折处错叠放置第二反光镜20，故红色光源汇聚后射入灯杆1下部，形成灯杆1与信号灯同时发射同色光，令传统的信号灯由灯组指示转化为灯组和灯杆同时指示，避免了信号灯指示时，由于前方障碍物或车辆较高，无法及时观察信号灯，从而导致安全事故的问题，极大地提升了指示效果和安全性能，待红色信号灯停止发光，黄色信号灯亮起时，控制器控制主动齿轮23继续转动，随着主动齿轮23和从动齿轮24的动力传递，推动滑动杆7沿滑行槽6继续滑行，直至荧光轮9正对于黄色信号灯背面的LED光源28，启动转轴器8驱使荧光轮9旋转，使荧光轮9表面黄色区域正对于LED光源28，黄色光源经扩大后填充整个灯杆1，黄色信号灯停止发光后，绿色信号灯亮起，重复上述动作，待绿色信号灯停止发光后，控制器控制主动齿轮23逆时针旋转至端部，实现复位后再依次重复上述动作。

本发明中信号灯组采用磷光铱配合物作为有机电致发光器件，代替了荧光类材料，提高量子效率，同时，本发明中将有机电致发电器件结构进行改变，在玻璃基板310底部设置增透膜317，使玻璃基板310表面发生的反射、折射和偏振现象减少，提高发光效率，降低光损耗，在电子传输层316和发光层315之间设置介质薄膜318，降低电子注入过程中的损耗，提高电子注入量，而且通过设置空穴阻挡层314，使阳极附近界面形成空穴积累，限制激子直接在发电层315激发，从而保证了光颜色的纯度。

综上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种基于磷光铱配合物电致发光的智能信号灯，包括采用透明陶瓷制成的灯杆、架设于灯杆表面的框架以及均布于框架内的信号灯组，其特征在于：所述框架内侧设有将信号灯灯光放大至整个灯杆的放大机构，所述放大机构包括将光源转换为信号灯色的转换装置、放大信号灯色的放大装置以及驱使转换装置和放大装置移动的驱动装置；

所述转换装置包括与框架相对应的定位板，所述定位板两端对称设有安装耳座，所述安装耳座之间设有联杆，所述联杆沿轴向开设有滑行槽，所述滑行槽内贯穿有滑动杆，所述滑动杆近框架端套设有转轴器，所述转轴器驱使置于滑动杆顶端的荧光轮旋转，所述荧光轮表面均分为三部分，分别对应于三种信号灯色；

所述放大装置包括垂直插设于定位板侧部的底板，底板可沿定位板轴向滑动，所述底板一端对称设有立板，另一端对称设有立柱，所述立柱之间套设有置于荧光轮下方的承接板，所述立板之间通过连接轴连接有放大盘，所述放大盘靠近联杆处开设有进光口，所述进光口表面设有与荧光轮相对应的扇形进光管，所述放大盘内部设有与进光口相连通呈喇叭状的扩光通道，所述扩光通道内壁贴附有第一反光镜，且扩光通道贯穿放大盘前后端部，所述扩光通道口对照于灯杆内部，所述灯杆弯折处错位斜置有第二反光镜，所述立板和立柱之间设有与滑动杆末端相连接的立杆，所述立杆置于底板表面。

2.根据权利要求1所述基于磷光铱配合物电致发光的智能信号灯，其特征在于：所述立板设于远离框架内侧，所述立柱靠近框架内侧。

3.根据权利要求1所述基于磷光铱配合物电致发光的智能信号灯，其特征在于：所述承接板表面开设有与荧光轮外缘相匹配的弧形槽。

4.根据权利要求1所述基于磷光铱配合物电致发光的智能信号灯，其特征在于：所述驱动装置包括插设于定位板侧下方的定位轴、套设于定位轴顶部经电机驱动的主动齿轮以及与主动齿轮相啮合的从动齿轮，所述从动齿轮一面设有连接主动齿轮的第一连板，所述从动齿轮另一面设有连接定位板的第二连板，所述从动齿轮表面还设有与立杆活动连接的第三连板。

5.根据权利要求4所述基于磷光铱配合物电致发光的智能信号灯，其特征在于：所述第一连板上端经螺栓固定于从动齿轮表面的中心孔，下端活动连接于定位轴顶端。

6.根据权利要求4所述基于磷光铱配合物电致发光的智能信号灯，其特征在于：所述第二连板上端经螺栓固定于从动齿轮表面远离中心处的第一安装孔，下端活动连接于定位板侧部。

7.根据权利要求4所述基于磷光铱配合物电致发光的智能信号灯，其特征在于：所述第三连板上端经螺栓固定于第二安装孔内，所述第二安装孔和第一安装孔分别设于从动齿轮两面，所述第三连板下端套接于立杆表面。

8.根据权利要求1所述基于磷光铱配合物电致发光的智能信号灯，其特征在于：所述信号灯组包括并排设置的红、黄、绿三色信号灯，设于信号灯内侧的LED光源以及设于三色信号灯和LED光源之间的隔光板，三色信号灯、转轴器以及电机之间通过控制器电性控制连接。

9.根据权利要求8所述基于磷光铱配合物电致发光的智能信号灯，其特征在于：所述三色信号灯均包括灯罩以及设于灯罩内的有机电致发光器件，有机电致发光器件包括依次层叠的玻璃基板、阳极层、有机层以及阴极层，有机层包括依次层叠的空穴传输层、空穴阻挡层、发光层、电子传输层，玻璃基板底部设有增强光提取的增透膜，电子传输层和发光层之间设有增加电子注入量的介质薄膜，发光层采用磷光铱类配合物制成。

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