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GEBIET DER TECHNIK
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Die Offenbarung betrifft im Allgemeinen eine dekorative Baugruppe für ein Fahrzeug. Insbesondere betrifft die Offenbarung eine Baugruppe, die selektiv beleuchtet werden kann.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Fahrzeuge können viele dekorative Baugruppen beinhalten. Einige dekorative Baugruppen, wie etwa Embleme, helfen dabei, ein Modell des Fahrzeugs zu identifizieren.
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KURZDARSTELLUNG
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Eine beleuchtbare Fahrzeugbaugruppe gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem ein Substrat und eine mehrschichtige Folie auf dem Substrat. Die mehrschichtige Folie weist eine dielektrische Schicht auf, die Licht emittiert. Die dielektrische Schicht ist zwischen einer Anodenschicht und einer Kathodenschicht angeordnet. Die Baugruppe beinhaltet ferner eine Umspritzungsschicht auf mindestens einem Abschnitt der mehrschichtigen Folie.
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In einem weiteren Beispiel für die vorstehende Baugruppe ist die Anodenschicht eine Indiumanodenschicht und ist die Kathodenschicht eine Indiumkathodenschicht.
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In einem weiteren Beispiel für eine der vorstehenden Baugruppen umfasst die dielektrische Schicht Quantenpunkte, die in einem dielektrischen Material suspendiert sind.
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In einem weiteren Beispiel für eine der vorstehenden Baugruppen umfasst die dielektrische Schicht ein Perowskitmaterial, das in einem dielektrischen Material suspendiert ist.
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Ein weiteres Beispiel für eine der vorstehenden Baugruppen beinhaltet ein Radarmodul hinter dem Substrat.
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Ein weiteres Beispiel für eine der vorstehenden Baugruppen beinhaltet ein Spannungsregelmodul, das die Leistung zu der mehrschichtigen Folie regelt. Das Spannungsregelmodul ist mit der mehrschichtigen Folie mit mindestens zwei Leitungen wirkverbunden.
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In einem weiteren Beispiel für eine der vorstehenden Baugruppen sind die Umspritzungsschicht und das Substrat aus dem gleichen Polymer oder polymerbasierten Material hergestellt.
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In einem weiteren Beispiel für eine der vorstehenden Baugruppen sind die Umspritzungsschicht und das Substrat beide aus Poly(methylmethacrylat), beide aus Silikon oder beide aus Polycarbonat.
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In einem weiteren Beispiel für eine der vorstehenden Baugruppen sind einige Abschnitte der mehrschichtigen Folie freiliegend und einige Abschnitte sind durch die Umspritzungsschicht bedeckt.
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In einem weiteren Beispiel für eine der vorstehenden Baugruppen stellen das Substrat, die mehrschichtige Folie und die Umspritzungsschicht später ein Fahrzeugemblem bereit.
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Eine Fahrzeugemblembaugruppe gemäß einem weiteren beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem einen Fahrzeugkühlergrill, ein Radarmodul, das durch einen Abschnitt des Fahrzeugkühlergrills ragt, eine Substratbasisschicht, die sich über mindestens einen Abschnitt des Fahrzeugkühlergrills und mindestens einen Abschnitt des Radarmoduls erstreckt, eine erste Indiumschicht auf dem Substrat und eine dielektrischen Schicht auf der ersten Indiumschicht. Die dielektrische Schicht beinhaltet eine Vielzahl von Perowskit-Quantenpunkten, die leuchten, wenn sie geladen werden. Eine zweite Indiumschicht befindet sich auf der dielektrischen Schicht. Die erste und die zweite Indiumschicht sind dazu ausgelegt, eine Ladung über die dielektrische Schicht aufzubringen, damit die Vielzahl von Perowskit-Quantenpunkten leuchtet. Eine Umspritzungsschicht befindet sich auf mindestens einem Abschnitt der zweiten Indiumschichtfolie.
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Ein weiteres Beispiel für die vorstehende Baugruppe beinhaltet ein Spannungsregelmodul, das sowohl von dem Fahrzeugkühlergrill als auch von der Substratbasisschicht entkoppelt ist. Das Spannungsregelmodul ist mit elektrischen Leitungen mit der ersten und zweiten Indiumschicht wirkverbunden.
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In einem weiteren Beispiel für eine der vorstehenden Baugruppen sind die Umspritzungsschicht und das Substrat aus einem gemeinsamen polymerbasierten Material hergestellt.
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Ein Beleuchtungsverfahren gemäß noch einem weiteren beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem das elektrische Laden einer mehrschichtigen Folie eines Emblems, um zu bewirken, dass die mehrschichtige Folie der Emblems Licht emittiert, und das Übertragen von Radarsignalen durch das Emblem zu und von einem Radarmodul.
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Ein weiteres Beispiel für das vorstehende Beleuchtungsverfahren beinhaltet das Anordnen mindestens eines Abschnitts der mehrschichtigen Folie zwischen einem Substrat und einer U mspritzungsschicht.
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In einem weiteren Beispiel für eines der vorstehenden Beleuchtungsverfahren ist eine Materialzusammensetzung des Substrats identisch mit einer Materialzusammensetzung der U mspritzungsschicht.
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In einem weiteren Beispiel für eines der vorstehenden Beleuchtungsverfahren sind Abschnitte der mehrschichtigen Folie nicht durch die Umspritzungsschicht bedeckt.
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In einem weiteren Beispiel für eines der vorstehenden Beleuchtungsverfahren umfasst die mehrschichtige Folie ein Perowskitmaterial, das in einem dielektrischen Material suspendiert ist.
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In einem weiteren Beispiel für eines der vorstehenden Beleuchtungsverfahren umfasst die mehrschichtige Folie Quantenpunkte, die in einem dielektrischen Material suspendiert sind.
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Die Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen der vorstehenden Abschnitte, die Patentansprüche oder die nachstehende Beschreibung und die nachstehenden Zeichnungen, einschließlich ihrer verschiedenen Aspekte oder jeweiligen individuellen Merkmale, können unabhängig voneinander oder in beliebiger Kombination betrachtet werden. In Verbindung mit einer Ausführungsform beschriebene Merkmale sind auf alle Ausführungsformen anwendbar, sofern derartige Merkmale nicht inkompatibel sind.
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Figurenliste
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Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der offenbarten Beispiele ergeben sich für den Fachmann aus der detaillierten Beschreibung. Die Figuren, die der detaillierten Beschreibung beigefügt sind, können kurz wie folgt beschrieben werden:
- 1 veranschaulicht ein Fahrzeug, in das eine beleuchtbare Baugruppe gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung integriert ist.
- 2 zeigt eine Nahansicht der Vorderansicht der beleuchtbaren Baugruppe des Fahrzeugs aus 1.
- 3 veranschaulicht eine Schnittansicht der beleuchtbaren Baugruppe entlang der Linie 3-3 in 2.
- 4 veranschaulicht eine Nahansicht eines ausgewählten Abschnitts aus 3.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Im Allgemeinen betrifft diese Offenbarung eine beleuchtbare Baugruppe, die eine Art von dekorativer Baugruppe ist. Eine dielektrische Schicht der beleuchtbaren Baugruppe kann erregt werden, um zu bewirken, dass die dielektrische Schicht Licht emittiert. Mindestens ein Abschnitt der dielektrischen Schicht kann zwischen einer Umspritzungsschicht und einem Substrat angeordnet sein.
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Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beinhaltet ein Fahrzeug 10 eine beleuchtbare Baugruppe 14. In dieser beispielhaften nicht einschränkenden Ausführungsform ist die beleuchtbare Baugruppe 14 ein dekoratives Emblem, das das Fahrzeug 10 identifiziert. Embleme können im Gegensatz zu vielen Fahrzeugverkleidungskomponenten eine Marke des Fahrzeugs 10 identifizieren. Das Emblem kann ein Logo, ein Symbol, ein Wort oder eine beliebige Kombination derselben sein.
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Wenngleich die beispielhafte beleuchtbare Baugruppe 14 ein Emblem ist, können die Lehren dieser Offenbarung auf beleuchtbare Baugruppen anwendbar sein, die keine Embleme sind, wie etwa beleuchtbare Verkleidungskomponenten.
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Wenngleich die beispielhafte beleuchtbare Baugruppe 14 an einer äußeren Vorderseite des Fahrzeugs 10 positioniert ist, könnte sich die beleuchtbare Baugruppe 14 ferner an einer anderen Stelle des Fahrzeugs 10 befinden, einschließlich Bereichen an der Außenseite des Fahrzeugs 10 außer dem vorderen Ende, in Bereichen innerhalb eines Innenraums des Fahrzeugs 10. Andere Bereiche des Fahrzeugs 10, die für die beleuchtbare Baugruppe geeignet sind, können eine Seitenverkleidung des Fahrzeugs 10, einen Kofferraumdeckel des Fahrzeugs 10, eine Einstiegsleiste des Fahrzeugs 10 und ein Lenkrad des Fahrzeugs 10 usw. beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt.
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Die beispielhafte beleuchtbare Baugruppe 14 kann selektiv beleuchtet werden. Bei einer Beleuchtung wird ein Licht, wie etwa ein weißes Licht, von Abschnitten der beleuchtbaren Baugruppe 14 emittiert. Insbesondere wird die beispielhafte beleuchtbare Baugruppe ohne Verwendung von Leuchtdioden (LEDs) beleuchtet.
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In der beispielhaften Ausführungsform ist die beleuchtbare Baugruppe 14 an einem Kühlergrill 18 des Fahrzeugs 10 montiert. Der Kühlergrill 18 kann eine Vielzahl von Öffnungen bereitstellen, die es ermöglichen, dass Luft in einen Motorraum des Fahrzeugs 10 strömt. Der Kühlergrill 18 kann aus Polymer oder einem polymerbasierten Material gegossen sein. Dieses Material kann lackiert oder verchromt sein. Eine bestimmte Farbe könnte stattdessen mit dem Polymer oder dem polymerbasierten Material des Kühlergrills 18 eingegossen werden.
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Unter Bezugnahme auf 3 und unter fortgesetzter Bezugnahme auf die 1 und 2 ist die beleuchtbare Baugruppe 14 in Bezug auf eine Ausrichtung des Fahrzeugs 10 vor Abschnitten eines Radarmoduls 22 des Fahrzeugs 10 angeordnet. Das Radarmodul 22 befindet sich direkt hinter der beleuchtbaren Baugruppe 14 und ragt durch einen Abschnitt des Kühlergrills 18. Die beleuchtbare Baugruppe 14 verbirgt das Radarmodul 22, wenn ein Betrachter auf eine Vorderseite des Fahrzeugs 10 schaut.
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Radarwellen können sich zu und von dem Radarmodul 22 bewegen. Die beleuchtbare Baugruppe 14 ist in der beispielhaften Ausführungsform aus Materialien aufgebaut, die die Radarwellen nicht übermäßig verzerren. Dies ermöglicht das Verbergen des Radarmoduls 22 hinter einem Abschnitt der beleuchtbaren Baugruppe 14.
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Unter nunmehriger Bezugnahme auf 4 beinhaltet die beleuchtbare Baugruppe 14 mehrere Schichten. In der beispielhaften Ausführungsform beinhaltet die beleuchtbare Baugruppe 14 ein Substrat 26, eine mehrschichtige Folie 30 und eine Umspritzungsschicht 34. Die mehrschichtige Folie 30 beinhaltet eine Kathodenschicht 38, eine dielektrische Schicht 42 und eine Anodenschicht 46. Die mehrschichtige Folie 30 kann beleuchtet werden.
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Das Substrat 26 stellt eine Basisschicht für die beleuchtbare Baugruppe 14 bereit. Das Substrat 26 kann ein Polymer oder ein polymerbasiertes Material sein. Auf dem Substrat 26 befindet sich die Kathodenschicht 38. Die dielektrische Schicht 42 ist zwischen der Kathodenschicht 38 und der Anodenschicht 46 angeordnet. Es ist ersichtlich, dass die Platzierung der Anodenschicht 46 und der Kathodenschicht 38 umgekehrt werden könnte, sodass die Anodenschicht 46 näher am Substrat 26 positioniert ist als die Kathodenschicht 38.
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Einige Bereiche AC der mehrschichtigen Folie 30 sind durch die Umspritzungsschicht 34 bedeckt, sodass sich die Umspritzungsschicht 34 auf mindestens einem Abschnitt der mehrschichtigen Folie 30 befindet. Andere Bereiche AE der mehrschichtigen Folie 30 sind durch die Umspritzungsschicht 34 hindurch freiliegend. Wenn die mehrschichtige Folie 30 beleuchtet wird, werden die von der Umspritzungsschicht 34 bedeckten Bereiche Ac als weniger beleuchtet wahrgenommen als die Bereiche AE , die freiliegend sind.
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Die äußersten Flächen der Umspritzungsschicht 34 sind in den Bereichen AE nominal bündig mit einer äußersten Fläche der mehrschichtigen Folie 30. In einigen Beispielen könnten die äußersten Flächen der Umspritzungsschicht 34 und die äußerste Fläche der mehrschichtigen Folie 30 mit einer durchsichtigen Schutzfolie oder einer anderen Art von Schutzschicht bedeckt sein.
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Die Umspritzungsschicht 34 und das Substrat 26 können aus dem gleichen Polymer oder dem gleichen polymerbasierten Material hergestellt sein. Das heißt die Umspritzungsschicht 34 und das Substrat 26 können aus einem gemeinsamen polymerbasierten Material hergestellt sein.
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In einem Beispiel bestehen sowohl die Umspritzungsschicht 34 als auch das Substrat 26 aus Poly(methylmethacrylat). In anderen Beispielen bestehen die Umspritzungsschicht 34 und das Substrat 26 beide aus Silikon, beide aus Polycarbonat oder beide aus Acryl.
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In der beispielhaften Ausführungsform erstreckt sich das Substrat 26 der beleuchtbaren Baugruppe 14 über den Abschnitt des Fahrzeugkühlergrills 18 und des Radarmoduls 22.
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In der beispielhaften Ausführungsform sind die Kathodenschicht 38 und die Anodenschicht 46 Dünnfilmschichten aus gesputtertem Indium. Die dielektrische Schicht 42 beinhaltet außerdem eine Vielzahl von Perowskit-Quantenpunkten, die leuchten, wenn sie geladen werden.
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Perowskit-Quantenpunkte sind ionische Nanokristalle, die Licht abgeben können, wenn sie geladen werden. Viele Perowskitmaterialien können sichtbares Licht emittieren, wenn sie durch ultraviolettes Licht oder Elektrizität geladen oder angeregt werden. Die Kathodenschicht 38 und die Anodenschicht 46 können verwendet werden, um Quantenpunkte oder ein Perowskitmaterial zu erregen/beleuchten.
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Perowskit-Quantenpunkte können beispielsweise auf Cadmium oder Blei basieren. Derartige Materialien können intensive Farben über den gesamten sichtbaren Farbbereich abgeben. Einige andere Perowskit-Quantenpunkte basieren auf Zinn, Zink oder Indium.
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Eine beispielhafte Formulierung für die Quantenpunkte ist Indiumphosphid/Galliumphosphid/Zinksulfid (InP/GaP/ZnS), wobei InP den Kern bereitstellt, GaP eine innere Schicht um den Kern bereitstellt und ZnS die äußere Schicht bereitstellt.
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Für die dielektrische Schicht 42 der beleuchtbaren Baugruppe 14 kann Indium besonders geeignet sein, da Radar bekanntermaßen im Wesentlichen durch Indiummetallfolien oder - filme hindurchgehen kann.
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Die mehrschichtige Folie 30 beinhaltet in der beispielhaften Ausführungsform ferner eine Erscheinungsschicht 48, die von dem Fahrzeug 10 nach außen gewandt ist. Die Erscheinungsschicht 48 kann eine Schicht aus gesputtertem Indium sein, die eine grundlegende „chromartige“ Erscheinung bereitstellt, wobei die mehrschichtige Folie 30 durch die Umspritzungsschicht 34 hindurch freiliegend ist. Die Erscheinungsschicht 48 erscheint chromartig, wenn die dielektrische Schicht 42 nicht beleuchtet ist.
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Die Erscheinungsschicht 48 kann hergestellt werden, indem eine dünne Schicht Indium auf die Rückseite einer Kunststofffolie gesputtert wird. Das metallische oder chromartige Erscheinungsbild kann durch die Indiumschicht bereitgestellt werden.
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Elektrische Leitungen 50 erstrecken sich von der Kathodenschicht 38 und der Anodenschicht 46 zu einem Spannungsregelmodul 54, das eine Spannung einer durch eine Batterie 58, wie etwa eine Zusatzbatterie des Fahrzeugs 10, zugeführten Leistung reguliert. Das Spannungsregelmodul 54 kann von der beleuchtbaren Baugruppe 14 entfernt positioniert sein. Das Spannungsregelmodul 54 kann an praktisch jeder strukturellen Komponente befestigt sein, die die beleuchtbare Baugruppe 14 umgibt, einschließlich beispielsweise eines vorderen Stoßfängers, eines vorderen Kühlergrills oder einer Kühlerhalterung.
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Die Kathodenschicht 38 und die Anodenschicht 46 können selektiv durch das Spannungsregelmodul 54 gespeist werden, was die Kathodenschicht 38 und die Anodenschicht 46 elektrisch aktiviert, um die dielektrische Schicht 42 zu laden. Das Laden der dielektrischen Schicht 42 beleuchtet die Vielzahl von Perowskit-Quantenpunkten innerhalb der dielektrischen Schicht 42.
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Das Licht von der dielektrischen Schicht 42 kann eine erste Farbe aufweisen, die in diesem Beispiel grün ist. In einigen Beispielen kann eine Farbumwandlungsschicht in die mehrschichtige Folie 30 integriert sein, um die erste Farbe in eine zweite, andere Farbe umzuwandeln. Die Farbumwandlungsschicht könnte zum Beispiel zwischen der Anodenschicht 46 und der Erscheinungsschicht 48 positioniert sein. Wird die Farbumwandlungsschicht verwendet, gelangt das Licht der ersten Farbe von der dielektrischen Schicht 42 durch die Anodenschicht 46 nach außen zu der Farbumwandlungsschicht.
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Die Farbumwandlungsschicht könnte einen Rylenfarbstoff umfassen. Wenn sich grünes Licht von der dielektrischen Schicht 42 beispielsweise durch eine mit rotem Rylenfarbstoff beschichtete Folie bewegt, wird das grüne Licht in ein warmweißes Licht umgewandelt. Wenn die Folie stattdessen mit einem violetten Rylenfarbstoff beschichtet wird, wird das grüne Licht in ein kaltweißes Licht umgewandelt.
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Die Farbumwandlungsschicht könnte stattdessen ein rotes oder violettes fluoreszierendes Leuchtstoffmaterial umfassen, um eine „Stokes-Verschiebung“ an dem grünen Lichts durchzuführen und die Farbe im Wesentlichen von grün nach weiß zu verschieben. Stokes-Verschiebungen können durch ein Molekül durchgeführt werden, das ein Photon mit kürzerer Wellenlänge (höherer Frequenz oder Energie) absorbieren und ein Photon mit längerer Wellenlänge emittieren kann.
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Wenn die Farbumwandlungsschicht verwendet wird und die beleuchtbare Baugruppe beleuchtet wird, wird das Licht der zweiten Farbe durch Bereiche AE der beleuchtbaren Baugruppe 14 emittiert. Wenn die beleuchtbare Baugruppe aus einer Position vor dem Fahrzeug 10 betrachtet wird, werden somit Abschnitte der beleuchtbaren Baugruppe 14 in einem weißen Licht beleuchtet.
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Bei der Montage der beleuchtbaren Baugruppe 14 kann das Substrat 26 gegen eine erste Seite der mehrschichtigen Folie 30 gespritzt werden. Die Umspritzungsschicht 34 kann gegen eine gegenüberliegende zweite Seite der mehrschichtigen Folie 30 umspritzt werden.
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Beispielsweise kann die mehrschichtige Folie 30 in einem Spritzgusswerkzeug platziert werden, wobei elektrische Leitungen 50 an der Kathodenschicht 38 und der Anodenschicht 46 angebracht werden. Das Substrat 26 kann dann gegen die mehrschichtige Folie 30 in einen Hohlraum des Spritzgusswerkzeugs hinterspritzt werden. Das Substrat 26 kann durch Spritzgießen mit relativ geringem Druck gespritzt werden, um eine Beschädigung der mehrschichtigen Folie 30 zu vermeiden.
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In einigen Beispielen kann die mehrschichtige Folie 30 thermisch geformt und in präzise Formen geschnitten werden, bevor das Substrat 26 gegen die mehrschichtige Folie 30 gespritzt wird. Die Umspritzungsschicht 34 kann gegen gewünschte Abschnitte der anderen Seite der mehrschichtigen Folie 30 gespritzt werden.
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Die beleuchtbare Baugruppe 14 kann dann über dem Radarmodul 22 an dem Kühlergrill 18 befestigt werden. Die beleuchtbare Baugruppe 14 kann selektiv durch die Leitungen 50 mit Leistung versorgt werden, wodurch die mehrschichtige Folie 30 elektrisch aufgeladen wird, um zu bewirken, dass die mehrschichtige Folie 30 Licht emittiert. Wenn sie nicht mit Leistung versorgt werden, können die sichtbaren Bereiche der mehrschichtigen Folie 30 ein chromartiges Erscheinungsbild aufweisen.
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Radarsignale können ebenfalls durch die beleuchtbare Baugruppe 14 zu und von dem Radarmodul 22 übertragen werden. Die Umspritzungsschicht 34 und das Substrat 26 können eine relativ gleichmäßige Dicke aufweisen, was einen im Wesentlichen gleichmäßigen Durchgang von Radarwellen erleichtern kann.
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Merkmale der offenbarten Beispiele beinhalten eine beleuchtbare Fahrzeugbaugruppe, die mit Radar kompatibel ist, was bedeutet, dass Radarwellen die Baugruppe effizient durchdringen können. Die Baugruppe kann beleuchtet werden, ohne dass LEDs und/oder eine Leiterplatte benötigt werden.
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Auch wenn in den Figuren dieser Offenbarung eine spezifische Beziehung der Komponenten veranschaulicht ist, sollen die Darstellungen diese Offenbarung nicht einschränken. Anders ausgedrückt könnte die Anordnung und Ausrichtung der verschiedenen Komponenten innerhalb des Umfangs dieser Offenbarung variieren. Des Weiteren sind die verschiedenen Figuren, die dieser Offenbarung beigefügt sind, nicht zwingend maßstabsgetreu und einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um bestimmte Details einer jeweiligen Komponente zu zeigen.
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Die vorstehende Beschreibung ist beispielhafter und nicht einschränkender Natur. Für einen Fachmann können Variationen und Modifikationen der offenbarten Beispiele ersichtlich werden, die nicht zwangsläufig vom Kern dieser Offenbarung abweichen. Daher kann der Umfang des dieser Offenbarung gewährten Rechtsschutzes nur durch die Lektüre der folgenden Patentansprüche ermittelt werden.
