CN114270541A - 冷光光学装置以及与这种冷光光学装置一起使用的膜 - Google Patents
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Abstract
公开了一种基于冷光太阳能收集器(LSC)的冷光光学装置。除了形成用于从太阳能产生电能的LSC的部件之外，该冷光光学装置还包括光源以及可选的一个或多个传感器，两者均电连接到LSC的能量储存装置。在控制单元的控制下，光源可以例如响应于传感器测量的环境数据发射不同波长的光，从而激发包含发光材料的相应域以发射不同颜色的光。冷光光学装置可以用作能够方便且灵活地采集能量、照亮自身以及显示各种内容的独立的且全集成的装置，以用于各种目的。
Description
技术领域
本公开内容总体上涉及光学装置，尤其涉及利用光致发光的冷光光学装置，以及与这种冷光光学装置一起使用的膜。
背景技术
不是由热引起的物质的光发射通常称为冷光(luminescence)。一种发光形式-称为光致发光(PL)并且通常分为荧光现象和磷光现象-是由受到电磁辐射的物质吸收能量产生的，该能量以发射的电磁辐射的形式释放。在大多数情况下，发射的电磁辐射具有比吸收的电磁辐射更长的波长。
冷光太阳能集中器(LSC)是一种利用光致发光材料和太阳能电池产生电能的装置。
LSC通过在相对大的表面积上收集由光致发光材料发射的电磁辐射或光，并且通过将发射的辐射引导到相对小的太阳能电池目标(例如光伏(PV)电池)中来操作。
例如，可以通过在由具有相对高折射率的材料(诸如塑料或玻璃)制成的透明承载件的表面上施加高荧光油墨涂层来构建LSC。入射到LSC的电磁辐射(特别是太阳光或环境光)被荧光材料吸收，并且由荧光材料发射的电磁辐射或光学耦合到透明承载件中。由于承载件材料的高折射率，发射的光的较大部分通过全内反射被捕获在承载件中。在有效角(也称为临界角)之外发射的一部分光将作为荧光离开LSC。发射的光的被捕获在透明承载件中的一部分行进到其侧面，在那里光伏电池光学耦合到透明承载件的一个或多个边缘。光伏电池将发射的光的一部分转换成电能，用于为能量储存装置(诸如蓄电池)充电。
由LSC产生并储存在能量储存装置中的电能可以用于各种目的。通过引用的方式并入本文中的US 2012/0118381 A1公开了一种LSC，其包括与透明承载件的边缘光学耦合的光源，用于照亮由施加在透明承载件的表面或施加在布置在透明承载件的表面上的膜处的发光材料的图案形成的图像。光源由能量储存装置供电。
该图案可以包括当被光源照射时发射不同颜色的光的不同的发光材料，用于由LSC显示彩色的单个图像。
在实践中，需要更通用的LSC操作，以便选择性地显示来自发光材料图案的不同图像。
发明内容
在本公开的第一方面，通过一种冷光光学装置实现了上述目的，所述冷光光学装置包括：承载板，其被布置为用于引导光；至少一个光伏电池，其光学耦合到所述承载板并且被布置为用于由从所述承载板所接收的光产生电能；能量储存装置，其连接到所述至少一个光伏电池并且被布置为用于储存由所述光伏电池产生的电能；光源，其光学耦合到所述承载板，电连接到所述能量储存装置，并且被布置为用于将光发射到所述承载板中。多个冷光域设置在所述承载板处，并且被布置为用于在被环境光激发时向所述承载板中发射冷光，以及用于在由来自所述光源的经由所述承载板引导的光激发时向外发射可见冷光。所述多个冷光域中的不同冷光域包括被布置为用于在被不同波长的光激发时发射可见冷光的发光材料，并且所述光源被布置为用于发射不同波长的光以激发相应的域来发射冷光。
本公开基于以下见解：特定发光材料即光致发光材料发射发光的光取决于电磁辐射的波长，即入射在相应发光材料上的光的波长。通过构建具有在被特定波长或特定波长范围的光激发时发射代表不同图像的可见的发光的光的发光材料的冷光域的图案，可以通过控制光源发射的光的一个或多个波长通过选择性地照亮对应于特定图像的相应域来显示不同图像。
因此，利用根据本公开的冷光光学装置，可以通过正确选择光源发射的光的成分，从冷光域的图案显示不同的图像。将理解的是，具有不同发光材料的域可以被成组选择并布置以例如显示不同图像和/或以不同的颜色显示相同的图像。术语“图像”应当以其最一般的形式进行解释，包括图片、图标、图表、标志、象形图以及文字内容，诸如字符、图形、标记或任何其他类型的图形或信息或内容。
利用上述配置，使用冷光光学装置产生和储存的电能为光源供电，无需外部电源和/或外部连接电缆。因此，根据本公开的冷光光学装置可以用作能够方便且灵活地采集能量、照亮自身以及显示各种内容的独立的且全集成的装置，以用于各种目的。例如，冷光光学装置允许提供彩色设计的窗、墙元、广告板、标牌和其他建筑材料。
此外，多色辐射的实现允许显示各种颜色和可能不同亮度的图像的复杂图案。因此，可以用艺术和美学效果诸如用于提供3D效果的颜色深度渲染所得到的产品。
还可以将光源与具有发光材料的多个冷光域组合，以产生更多的动态效果，诸如使所显示的内容发出微弱而稳定的光。动态效果的选择性启用进一步增强了冷光光学装置的应用，例如用于警示或通知目的。
冷光光学装置还可以有利地布置成响应于装置周围环境的变化或与其相关联地改变其显示。为此，冷光光学装置还可以包括用于收集与周围环境有关的信息或测量数据的一个或多个传感器。冷光光学装置与其周围环境的集成或连接是有益的，因为它允许冷光光学装置以响应方式操作。
本冷光光学装置的又一优点是，域的不同发光材料有效地提高了装置将环境光转化为电能的操作范围，因为环境光的大部分即各种波长都可以被不同材料吸收。
根据本公开的实施例，光源可以包括一个或多个可控制的诸如可编程控制的发光二极管LED。具体地，该装置可以包括多个不同的单色LED，或者使用多色LED来照亮特定颜色(即波长)的光，以激发具有不同发光材料的域中对应于要显示的特定图像的相应域。
LED可以定位在透明承载板的一个或多个位置处，例如在矩形承载板的相对侧或边缘处，以提供对发光材料的域的均匀照亮。
替代性地，光源可以包括连接到能够发射不同波长或波长范围的光的激光光源的光漫射光纤。光漫射光纤可以被布置为用于完全围绕承载板，例如完全围绕矩形承载板的侧或边缘，以提供对承载板的尽可能均匀的照亮，而不会影响或可忽略地影响耦合到位于承载板的一个或多个侧或边缘的光伏电池中的发光的光的量。在这个意义上，承载板的任何可用边缘都可以用于照亮而不影响能量产生。
为了操作与其周围环境相关的冷光光学装置，根据本公开的实施例，该装置还可以包括用于监测或检测周围环境的参数或测量的至少一个传感器。一个或多个传感器可以由冷光光学装置的一个或多个光伏电池产生并储存在其能量储存装置中的电能供电。要显示的图像，即光源产生的光的波长，可能会根据传感器的测量数据而改变。冷光光学装置可以被布置为用于以即插即用模式连接一个或多个传感器，这允许装置根据需要选择性地监测环境的一个或多个方面。
特别地，至少一个传感器可以包括可操作地连接到光源的运动传感器、光学传感器、温度传感器、湿度传感器、粒子传感器、红外IR传感器、辐射传感器和COx传感器中的至少一种。光源由此可以响应于来自至少一个传感器的不同读数或测量数据而发射不同波长的光
作为示例，对于运动传感器和光传感器，人们可以决定如根据光传感器读数所感知的在夜间并且仅当需要通知如从运动传感器读数中检测到的在装置附近移动的人时开启光学装置的图像显示，以例如节省储存在能量储存装置中的能量。
作为另一示例，与环境质量有关的传感器，诸如光传感器、温度传感器等，可以用于控制动作，诸如打开窗、切换窗的玻璃等。
根据本公开的实施例，冷光光学装置还可以包括用于控制光源提供的光的单独的控制单元。控制单元与光源和至少一个传感器电连接，并由能量储存装置供电，并且被布置为用于控制光源以发射不同波长的光。
控制单元(特别是处理器控制的控制单元)的结合使得可以通过选择性地发射具有用于显示相应图像或图像效果的相应波长或波长范围的光(即电磁辐射)来可编程地控制发光装置的显示效果。控制单元可以在根据需要定制的不同的(预定义的)模式之间切换，从而允许光源以更加多样化的方式发射不同波长的光，从而实现适应于特定的应用领域的(预定义的)图像和效果的定制和灵活的显示。
多个冷光域可以包括具有在厚度、浓度和成分中的至少一个方面彼此不同的发光材料的域。通过改变相应域中的发光材料的浓度和/或厚度，可以改变发射的发光的光的强度。还可以在不同域之间具有浓度或厚度梯度，使得可以实现更加通用的显示效果。
在有利的公开中，多个冷光域包括从承载板的外围部分到中心部分以递减梯度方式变化的域。即，定位成更靠近承载板的布置PV电池的边缘的域具有更高覆盖百分比、厚度和/或浓度的发光材料，使得由这些域发射的发光的光可以在相对短的距离到达PV电池。这尤其由于定位在承载板处的其他域对发射的发光的光的重新吸收而使得损失较小。这种域靠近承载板边缘的布置有利于提高冷光光学装置的功率输出。
不同照亮颜色的变化基本上依赖于使用响应于不同激发波长的发光材料的域的成分的变化。例如，通过在同一域中混合不同的材料成分，供更加丰富多彩的显示效果。
总体而言，不同冷光域布置成簇或矩阵或阵列形式有利于提供冷光光学装置用于具有不同的期望的图像外观要求的广泛的应用的通用用途。
作为示例，这样的矩阵或阵列可以包括各种尺寸的域，包括小像素的域。这些像素当被环境光激发时可以具有对于人眼来说基本上是不可见的尺寸，但是当被光源的光激发时将变得可见。这种小像素可以例如用于具有更高审美要求等的应用。
根据本公开的另一实施例，多个冷光域被单独附接到承载板的膜包括。将冷光域布置在与冷光光学装置分离的结构上，允许进一步提高光学装置使用的灵活性。也就是说，光学装置可以均匀地生产，没有任何特定的冷光域图案。然后可以通过选择包括适用于特定应用的冷光域的特定预制膜来应用要显示的图像。
更重要的是，当冷光光学装置的承载板包括相反表面时，可以在冷光光学装置的相反表面附接不同的膜，从而允许根据不同的要求将具有不同图案、颜色和内容的膜放置到承载板上，从而例如增加可以显示的图像数量。
甚至更加灵活使膜可拆卸地附接到承载板，特别是通过光学耦合膜和承载板的粘合剂或例如通过静电。这样，通过不时地更换膜，可以容易地改变要显示的图像，类似于改变广告牌上的公告。
膜也可以被层压或夹在两个承载板之间。因此，由膜上的域发射的发光的光可以被布置在两个承载板边缘处的PV电池使用以产生能量。此外，由于将膜被层压在承载板之间，可以保护由膜上的冷光域形成的图案免受破坏或外部大气情况(诸如天气情况)影响。
通过在膜和承载板之间包括紫外UV保护箔，可以增加由膜上的冷光域形成的图案的使用寿命。数个膜和UV保护箔可以被层压在承载板之间。
可以设想的是，多个冷光域可以通过喷墨印刷、狭缝式模头涂布和丝网印刷中的至少一种设置在膜上。该膜适合大规模生产，因此可以以较低的成本制造。
具有机械柔性的承载板也是有利的，这将允许将冷光光学装置布置在弯曲结构上或布置为弯曲结构，该弯曲结构可以是可卷曲和可弯曲的。这进一步提高了装置的适用性和灵活性。
上述冷光光学装置可以被布置为用于操作标牌、与建筑一体化的光伏电池(BIPV)、广告板、汽车玻璃和美学制品中的至少一种。这些产品和装置可以使用由产品和装置本身产生的电能供电的集成光源来显示内容。
本公开的第二方面提供了一种膜，该膜包括多个包含发光材料的冷光域，用于与以上冷光光学装置一起使用，如上面公开的。
这种膜可以布置成可分离的区段并且被设置在卷筒上。因此，在需要时可以很容易地从卷筒上取下一片膜并将其附接到承载板。
通过参考附图的以下描述，将最好地理解本公开的上述和其他特征和优点。在附图中，相同的附图标记表示相同的部件或执行相同或类似功能或操作的部件。
附图说明
图1以示意性和说明性方式示出了根据本公开的冷光光学装置的实施例的平面图。
图2以示意性和说明性方式从侧视图示出了根据本公开的冷光光学装置的实施例。
图3以透视图示出了包括绕在冷光光学装置边缘周围的光漫射光纤的光源。
图4和图5示出了使用根据本公开的冷光光学装置显示的不同图像的示例。
图6以示意性和说明性方式示出了具有冷光域的冷光光学装置的实施例，该冷光域被附接到承载板的膜包括。
图7以示意性和说明性方式示出了具有冷光域的冷光光学装置的实施例，该冷光域被层压在两个承载板之间的膜包括。
具体实施方式
下面参考一般采用平面结构的冷光光学装置对本公开进行详细说明。然而，本领域技术人员可以理解，平面结构仅用于说明性目的，而不是对本公开的限制。
在本公开的以下描述和权利要求中，使用了以下术语。
术语“发光”是指发光材料在从具有足够量子能量的电磁辐射诸如光吸收能量之后发射光。该术语包括荧光现象和磷光现象。
术语“域”是指彼此独立形成且例如包括不同成分、不同厚度或不同浓度的发光材料的区域。
“光学耦合”是指光或辐射主要从冷光光学装置的一部分传输到冷光光学装置的另一部分。
图1以示意性和说明性方式示出了根据本公开的冷光光学装置10的示例实施例的俯视图。
冷光光学装置10包括被布置为用于引导光的矩形透明承载板11、光学耦合到承载板11的边缘并且被布置为用于从于承载件接收的光产生电能的至少一个光伏PV电池12。能量储存装置13电连接到至少一个PV电池12，并被布置为用于储存至少一个光伏电池12产生的电能。能量储存装置13还通过控制单元19特别是处理器控制的控制单元电连接到至少一个光源14。至少一个光源14光学耦合到承载板11的边缘，并且被布置为用于将光发射到承载板11中。冷光光学装置还包括布置在承载板11的一个或两个表面上的冷光域，其将参考图2进行描述。
将理解的是，PV电池12和光源14可以光学连接到其他侧面或不止两个侧面，或者甚至连接到承载板11的上表面和/或下表面，不同于图1中所示。
图2以示意性和说明性方式示出了根据本公开的冷光光学装置20的实施例。图1和图2中类似的附图标记指代冷光光学装置的类似部件，而将不再赘述。
除了图1中描述的部件之外，冷光光学装置20还包括多个冷光域25-28，这些冷光域设置在承载板21的表面并且被布置为用于在被环境光激发时将所发射的光发射到承载板中，以及用于在由来自至少一个光源24的经由承载板21引导的光激发时向外发射可见冷光。冷光域25-28可以包含不同的发光材料25a-28a，其在由从至少一个光源24发射的不同波长的光激发时可以发射可见冷光。
冷光域25-28可以包括：第一组冷光域，其包括被布置为用于在被第一波长的光激发时发射可见冷光的发光材料；以及至少另一组冷光域，其包括被布置为用于在被至少一种另外波长的光激发时发射可见冷光的发光材料。因此，至少一个光源14可以被布置为用于选择性地发射第一波长和至少一个另外的波长的光，以用于激发一个冷光域组和至少另一组冷光域中的相应组来发射发光的光。
承载板21可以由具有相对高折射率的透光材料诸如塑料或玻璃形成，呈各种形状，平面的、弯曲的以及任何其他适合应用的形状。特别地，有利的是，承载板21具有用于在其处布置冷光域25-28的面积相对大的表面，使得冷光域25-28可以充分收集辐射并将光发射到承载板21中，从而允许承载板21通过全内反射的方式将其中捕获的光传送到至少一个光伏电池22。
提供承载板21和PV电池22之间的光学耦合，使得来自承载板21的被收集和引导的光辐射有效耦合到PV电池22。将PV电池22布置在承载板21的相对小的边缘是有利的并且将需要较少的PV电池，从而节省冷光光学装置20的成本。
能量储存装置23可以是任何合适的和已知的装置，诸如蓄电池、电容器等。
至少一个光源24可以被布置为用于将光学耦合到承载板21中，例如在承载板21的边缘处。包括在承载板21上的冷光域25-28中的发光材料25a-28a吸收来自光源24的由承载板21引导的光，并且吸收的光作为可见光被发射，包括不同颜色的可见光，例如由于荧光现象。
至少一个光源24可以包括重量轻且适合于照亮冷光光学装置10、20的任何合适的光源。例如，光源24可以包括一个或多个发光二极管LED，每个发光二极管具有单一不同颜色或能够在以相应选定的电流供电时发射不同颜色的光。可以根据需要对包括光源的LED的光发射进行编程，使得不同波长的光可以被发射，从而激发相应的冷光域25-28，使得冷光域25可以发射可见冷光，特别是不同颜色的光。
即，可以控制至少一个光源24以发射第一波长的光从而激发第一域或第一组域，以发射不同于第一波长的第二波长的光从而激发第二域或第二组域等。例如，还可以控制光源以发射包括第一波长和第二波长的光，用于激发第一域和第二域，即同时激发第一组域和第二组域。
此外，为了达到所期望的照亮效果，LED可以布置在承载板20的不同位置。例如，LED的位置可以对应于冷光域25-28在承载板21处的布置，从而用相应波长的光激发被包括在冷光域25-28中的不同的发光材料。又例如，可以将LED布置在冷光光学装置的框架中，诸如在承载板21的相对侧或边缘处，从而以均匀的方式照亮承载板21上的冷光域。
在选择发光材料时，也可以通过例如根据LED可以以最小的能量消耗发射的波长选择发光材料来考虑能量消耗。
替代性地，如图3所示，光源24可以包括围绕承载板21的一个或多个边缘的光漫射光纤32。光漫射光纤32的布置将不会或将仅可忽略地影响耦合到位于承载板21的一个或多个侧或边缘的PV电池中的发光的光的量，尤其是由于其相对薄的直径。以这种方式布置并由激光装置(未示出)供电的光纤32为承载板提供更均匀的照亮。光纤32的使用也增强了整个冷光光学装置20的适用性，这是因为光漫射光纤可弯曲以包含除矩形以外的不同形状的承载板的特征。PV电池可以例如在与光纤32相对的位置处光学耦合到承载件。
为了控制LED或光漫射光纤32的照明，冷光光学装置20还可以包括控制单元29，控制单元电连接到光源24，即LED或光漫散光纤32的激光装置。
控制单元29的结合使得可以更容易地即灵活且选择性地控制整个发光装置20的显示效果。例如，控制单元29可以根据需要在不同的模式之间进行切换，这些模式根据需要被定制或预先配置，从而允许光源24以更加多样化的方式发射不同波长的光，从而实现例如定制化和更加灵活的显示效果和应用。
使用控制单元29控制光源24发射不同波长的光可以结合发光装置的周围环境或环境的变化来执行，这将在本说明书中进一步详细说明。
包含在多个冷光域25-28中的发光材料25a-28a可以是高荧光油墨，包括但不限于有机荧光染料、量子点和磷光体。发光材料可以是商购的，这有利于装置的经济生产。
冷光域25-28可以在被包括在冷光域25-28中的发光材料25a-28a的浓度、厚度或成分方面彼此不同。改变相应冷光域25-28中的发光材料25a-28a的浓度和/或厚度例如可以改变发射的可见的发光的光的强度。例如，改变发光材料25a-28a的浓度还允许更高的发电效率。同时，发光材料25a-28a的成分的变化允许对应的冷光域25-28响应于不同的激发波长，从而选择性地发射可见冷光，包括不同颜色的光。
作为示例，冷光域25-28可以被布置为使得发光材料25a-28a朝向承载板21的中心“淡出”。这里的淡出是指允许定位成更靠近承载板21的布置PV电池的边缘的冷光域25-28与例如定位在承载板21的中心部分的冷光域25-28相比，具有更高覆盖百分比、厚度和/或浓度的发光材料25a-28a。
结果，由更靠近承载板21边缘的域25-28发射的发光的光可以更容易到达PV电池22，因为光行进的距离更短，从而减少了由于发光的光从承载板到PV电池22中的耦合输出及被发光材料25a-28a重新吸收而造成的损失。这种域的结构有益地增加了冷光光学装置的功率输出。
冷光域25-28可以按簇或矩阵或阵列形式布置。例如，矩阵或阵列可以包括各种尺寸的冷光域，包括小像素的域。这些像素当被入射到像素上的环境光激发时对于人眼来说基本上是不可见的，但是当被来自光源的光激发时将变得可见。这种小像素可以用于具有更高审美要求等的应用。
基于显示的目的和待显示的内容，冷光域25-28可以被布置为彼此分开或彼此相邻。在两个冷光域25-28并排布置的情况下，两个域25-28之间的边界可以采用适于呈现期望的显示效果的任何形状。因此，可以通过使用多个冷光域25-28来产生复杂图像。
上述冷光光学装置20可以用作能够方便且灵活地采集能量、从采集到的能量产生电能、使用产生的电能照亮自己及显示各种内容的独立的、全集成的装置，以用于各种目的。无需外部电源或外部连接电缆，从而使装置本身独立且使用灵活。
可以显示不同的图像，其中，相同的图案由不同的冷光域25-28形成。图4示意性地示出了具有包括冷光域41、42的图案的冷光光学装置40。冷光域41包括响应于第一波长发射第一颜色(例如黄色)的光的发光材料，冷光域42包括响应于第二波长发射第二颜色(例如红色)的光的发光材料。因此，通过控制光源24分别发射第一波长或第二波长的光，冷光光学装置40可以显示带问号的第一图像或带感叹号的第二图像。本领域技术人员将理解的是，可以选择域41和42以例如在被不同波长的光激发时发射相同颜色的光。
作为另一示例，图5示意性地示出了具有包括冷光域51、52、53和54的发光装置50的图案。冷光域53和54被设计为响应不同的波长，使得当分别使用不同的激发波长时，可以使冷光光学装置50显示例如笑脸或悲伤脸等。
再次参考图2，为了控制光源24的照明，即照明源24发射不同波长的光，冷光光学装置20还可以有利地包括一个或多个传感器30。传感器与能量储存装置23电连接，使得其可以方便地通过冷光光学装置20产生的电能进行供电，而无需外部电源。此外，传感器30也与控制单元29电连接。
例如，冷光光学装置20可以被设计为包括即插即用模式的传感器30。传感器30也可以根据需要更换。
通过包括反馈回路，传感器测量或读取的数据可以用于改变光源24的照度，从而允许根据测量值视觉显现所显示的图像。光源24的照度的变化可以对应于例如但不限于颜色的变化，或者所显示的内容的亮度的增加/减少。
传感器30可以包括运动传感器、光学传感器、温度传感器、湿度传感器、粒子传感器、红外IR传感器、辐射传感器和COx传感器中的一种或多种。
在控制单元29的控制下且响应于来自至少一个传感器30的不同读数或测量数据，光源24可以发射不同波长的光。
作为示例，在将冷光光学装置20用作广告板并且传感器30是光学传感器的情况下，控制单元29可以控制光源24在环境光的强度低于阈值时(即夜幕降临时)开启。
传感器30测量的数据也可以用于执行其他控制操作。作为另一示例，在将光学装置20用作窗玻璃且传感器30包括温度传感器的情况下，控制单元29可以用于在空气温度低于阈值时控制关闭窗的致动器。
包括传感器30显著提高了冷光光学装置20的适用性，从而允许冷光光学装置20用于各种场合和目的。例如，上述冷光光学装置20可以被布置为用于操作标牌、与建筑一体化的光伏电池(BIPV)、广告板、汽车玻璃、美容用品等中的至少一种。
本领域技术人员将理解的是，冷光光学装置20可以在数据网络中或例如使用任何目前可用的传输技术诸如Wi-Fi或蓝牙等与处理装置进行通信。
本领域技术人员将理解的是，可以可选地提供电源线，使得可以从PV电池或能量储存装置将电能输送回电网，如果适用的话，使用AC-DC转换器。这对于用作BIPV的冷光光学装置尤其有利。
参考图6，其以示意性横截面视图示出了包括被包括在膜或箔70中的冷光域65-68的冷光光学装置60，该膜或箔可选地以可移除的方式附接(610)到冷光光学装置60的承载板61。为了方便起见，未示出冷光光学装置60的其他部件。
作为示例，包括冷光域66-68的膜或箔70可以通过粘合剂光学耦合的方式(诸如透明胶水或胶带)附接到承载板61。也可以通过静电实现膜或箔70与承载板61之间的附接。
具有可分离和可移除的膜70，包括作为显示期望图像的基本部分的冷光域65-68，允许根据需要改变膜，相应地根据不同的要求改变显示图案或图像。这在某种程度上类似于不时地更换广告牌。
对于具有都暴露给观察者的两个相反表面的承载板61，还可以将膜或箔28附接到两个表面。这为使用冷光光学装置60提供了更大的灵活性。
在如图7所示的另一实施例中，包括冷光域的膜70被层压在承载板61和另外的承载板81之间。通过这种设计，由膜70上的冷光域发射的发光的光可以被布置在两个承载板61、81的边缘处的PV电池使用(未示出)以产生能量。此外，由于将膜被层压在承载板61、81之间，可以保护由膜71上的冷光域形成的图案。
通过在膜70和承载板61、81之间包括一个或多个UV保护箔91，并且膜和UV保护箔均被层压在承载板61、81之间，可以提高由膜70上的冷光域形成的图案的寿命。
本领域技术人员将理解的是，当认为合适时，用于其他功能特性(诸如用于IR反射或隔音)的箔可以堆叠在膜70上并且被层压在承载板61、81之间。
多个冷光域65-68可以通过沉积技术设置在膜或箔70上，沉积技术包括但不限于喷墨印刷、狭缝式模头涂布和丝网印刷。结果，可以通过沉积多种颜色涂层来产生多色部件，从而产生期望的图像。
通过使用包括发光材料的冷光域65-68形成的待显示的图像或内容可以通过将油墨沉积在可移除膜或箔70上而永久地或非永久地形成，从而允许重复使用电子部件(诸如传感器30和控制单元29)，同时仍然能够使用所有上述特征并改变在冷光光学装置上描绘的图像。
为了进一步提高冷光光学装置的柔性，承载板可以具有机械柔性，这将允许冷光光学装置布置在弯曲结构上或布置为弯曲结构。
将可移除膜70布置成可分离的区段并将其设置在卷筒上也是有利的。结果，在需要时可以容易地从卷筒上取下膜70并将其附接到承载板61。
对于包括印有图案的膜的冷光光学装置，印制厚度通常在约1微米至约50微米的范围内。根据具体的应用，承载板的厚度可以在数毫米至数厘米的范围内。
例如，对于窗玻璃应用，承载板的厚度可以在5mm至2cm之间。
对于三层玻璃结构，可能有4mm的玻璃板堆叠体、8mm至12mm的氩气层、另一个4mm的玻璃板层、另一个数毫米的氩气层、以及再一个4mm的玻璃板，结果，总堆叠厚度在28-36mm之间。对于双层玻璃，通常为24mm。
根据用于膜或箔的材料，膜的厚度可以从微米级范围至毫米级范围。例如，用作堆叠体中的功能层的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜或箔通常在微米级范围内，而聚乙烯醇(PVA)和/或聚乙烯醇缩丁醛(PVB)粘合剂层通常为0.1-0.8mm。
例如，方形承载板的尺寸可以是数厘米至数米不等，具体地取决于应用。作为示例，对于建筑窗和广告牌，承载板的宽度和长度可以轻松地最多达数百毫米。
至少一个光源也可以由外部电源供电，在这种情况下，可以省略所述至少一个PV电池和储存装置。
本公开不限于以上公开的示例，并且本领域技术人员可以在超出随附的权利要求书所公开的本公开的范围而不必应用创造性技能的情况下进行修改和增强。
Claims (15)
1.一种冷光光学装置(10、20)，包括：
承载板(11、21)，其被布置为用于引导光；
至少一个光伏电池(12、22)，其光学耦合到所述承载板(11、21)并且被布置为用于由从所述承载板所接收的光产生电能；
能量储存装置(13、23)，其连接到所述至少一个光伏电池(12、22)并且被布置为用于储存由所述光伏电池(10、20)产生的电能；
至少一个光源(14、24)，其光学耦合到所述承载板(11、21)并且电耦合到所述能量储存装置(13、23)，所述至少一个光源(14、24)被布置为用于将光发射到所述承载板(11、21)中；
所述承载板(11、21)设置有多个冷光域(25-28)，所述多个冷光域被布置为用于在被环境光激发时向所述承载板(11、21)中发射冷光，以及用于在被来自所述至少一个光源(14、24)的经由所述承载板(11、21)引导的光激发时向外发射可见冷光，
其中，所述多个冷光域中的不同冷光域(25-28)包括被布置为在被不同波长的光激发时发射可见冷光的发光材料，并且
所述至少一个光源(14、24)被布置为用于发射不同波长的光以激发相应的冷光域(25-28)来发射冷光。
2.根据权利要求1所述的冷光光学装置，其中，所述至少一个光源(14、24)包括一个或多个可控发光二极管(LED)和围绕所述承载板的光漫射光纤中的至少一个。
3.根据前述权利要求中任一项所述的冷光光学装置，还包括可操作地连接到所述至少一个光源(24)的至少一个传感器(30)，以用于响应于来自所述至少一个传感器(30)的不同读数而发射不同波长的光，所述至少一个传感器特别地是运动传感器、光学传感器、温度传感器、湿度传感器、粒子传感器、红外(IR)传感器、辐射传感器和COx传感器中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的冷光光学装置，还包括控制单元(29)，所述控制单元电连接到所述至少一个光源(24)和所述至少一个传感器(30)，并且被布置为用于控制所述至少一个光源(24)以发射不同波长的光，特别地，所述控制单元(29)是处理器控制的控制单元。
5.根据前述权利要求中任一项所述的冷光光学装置，其中，所述多个冷光域(25-28)包括具有不同厚度、不同浓度和不同成分中的至少一项的域。
6.根据权利要求5所述的冷光光学装置，其中，所述多个冷光域(25-28)包括从所述承载板(11、21)的外围部分到中心部分以递减梯度方式变化的域，特别是从外围部分处的较高厚度和较高浓度中的至少一项变化到所述承载板(11、21)的中心部分处的较低厚度和较低浓度中的至少一项的域。
7.根据权利要求5所述的冷光光学装置，其中，所述多个冷光域(25-28)被布置成簇、矩阵和阵列中的至少一种，特别是包括使用高分辨率印刷形成的像素的域的阵列。
8.根据前述权利要求中任一项所述的冷光光学装置，所述冷光光学装置被布置为用于操作标牌、与建筑一体化的光伏电池(BIPV)、广告板、汽车玻璃和美学制品中的至少一项。
9.根据前述权利要求中任一项所述的冷光光学装置，其中，所述多个冷光域(65-68)通过膜(70)附接到所述承载板(61)和所述膜被层压在承载板(61、81)之间中的至少一种方式被所述膜(70)包括。
10.根据权利要求9所述的冷光光学装置，其中，所述承载板(61)包括相反的表面，膜(70)附接到所述表面中的至少一个。
11.根据权利要求9或10所述的冷光光学装置，其中，所述膜(70)可拆卸地附接(610)到所述承载板(61)，特别是通过光学耦合所述膜(70)和所述承载板(61)的粘合剂以及静电中的至少一种。
12.根据权利要求9、10或11中任一项所述的冷光光学装置，其中，所述多个冷光域(65-68)通过喷墨印刷、狭缝式模头涂布和丝网印刷中的至少一种设置在所述膜(70)上。
13.根据前述权利要求中任一项所述的冷光光学装置，其中，所述承载板(11、21)是机械柔性板。
14.一种膜(70)，包括多个包含发光材料的冷光域(65-68)，用于与根据权利要求9至13中任一项所述的冷光光学装置(10、20)一起使用。
15.根据权利要求14所述的膜，其中，所述膜(70)被布置成可分离的区段并且被设置在卷筒上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |