TW201420382A - 具有任選光束操控光學元件之嵌入式ｌｅｄ總成及相關產品及／或方法 - Google Patents

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Abstract

此發明的某些範例實施例係關於積層LED陣列、包括此等積層LED陣列之產品、及/或其之製作方法。在某些範例實施例中，LED可設置在一可撓曲片材上且一起被鏈結於一陣列中。一任選光束操控光學元件可用來幫助將光線重新定向，即使當該等LED陣列設置在一彎曲表面上及/或呈一非平行於擬觀測者之視線的角度。這樣做能夠確保嵌入式LED所產生的光線之軸線的一實質部分與車輛的前至後軸線重合，且仍容許用於不同實作的不同背光角度。此等技術可有利地關連於中央高架停車燈(CHMSL)；汽車、卡車及其他車輛的尾燈；及/或類似者使用。

Description

具有任選光束操控光學元件之嵌入式LED總成及相關產品及/或方法
本發明的某些範例實施例係有關於發光二極體(LED)系統，及/或其之製作方法。更特別地，本發明的某些範例實施例係有關於積層LED陣列、包括此等積層LED陣列之產品、及/或其之製作方法。一任選光束操控光學元件可用來幫助將光線重新定向，即使當該等LED陣列設置在一彎曲表面上及/或呈一非平行於擬觀測者之視線的角度。
每一年在美國產生的很大比例(一些估計係高達25%)的電力係用至照明。因此，對於提供更為節能之照明有持續不斷的需求。白熾光燈泡為非常不節能的光源是眾所皆知的。他們所消耗大約90%的電力係釋放成熱而非光。螢光燈泡係較白熾光燈泡更為節能(例如，大約10倍)，但相較於固態發光件，諸如發光二極體(LED)，仍較不節能。
可以瞭解的是，嵌入式LED以及於一積層對的彎曲或非彎曲玻璃板之結構內用於選擇性地開啟及關閉此等嵌入式LED的相關聯之電子電路，以及使用其作為對駕駛 人及他們的乘客之部分的安全可視觀看圖示，其會給予機動車輛製造商許多潛在的優勢。例如，相較於例如位於玻璃外部但附接至玻璃的替代燈光，此等技術可提供增大的內部空間。此等總成亦可具有一較低的總重量，例如，由於位於玻璃外部但附接至玻璃或作為一總成而分開地安裝至本體之燈光的外殼，其可被消除。組件的減少以及使用較低成本的能力可以降低製造/組裝相關成本。相較於例如，位於玻璃外部但附接至玻璃之包括螢光燈泡的總成，LED亦有時對於整體燈光總成給予改進的可靠性(例如，在考慮燈絲的細緻度相較於固態LED之下)。
然而，不幸地，在實施此等系統上具有若干缺點或困難。一項類型的缺點/困難係有關玻璃導向與發光圖案之軸線的幾何連結。例如，光輸出的光學軸線典型地為與玻璃之表面幾何正交，雖然光輸出的光學軸線具有不同的導向時常是更好的。更特別地，因為LED所位處的表面典型地為斜角及或/彎曲的，光可於非所欲之方向輸出及/或傳播。
嵌入式LED的潛在問題之一個範例係在於他們使用作為中央高架停車燈(CHMSL)，汽車、卡車及其他車輛之尾燈等等。該些燈係典型地在外殼中，該等外殼時常是塑膠的且附接至車輛之後窗(backlite)的內部表面，或要不然就是附加至本體。美國之聯邦法規明定燈的亮度、顏色、實體尺寸、導向及操作。更特別地，光輸出光學軸線應多數被導向在指定車輛後面的車輛駕駛之方向上。若背光被 導向與車輛的前至後軸線呈直角，那麼CHMSL光軸線就會與車輛的軸線實質上對準，並因此，燈光就會照射回拖曳車輛之駕駛上。然而，若後窗下傾一角度，則燈光就會相對於拖曳汽車中之駕駛的方向「向上」照射。事實上，其具有如同車輛模型一樣多的下傾角度。
圖1，其繪製典型的無透鏡LED之空間分布，係顯示其可能用於一典型的CHMSL中的典型LED之輸出。該圖式係以離開光輸出之局部法線的角度函數顯示相對百分比的光輸出。這個圖案大致為對稱的且可表示成，例如，「餘弦」分布。在此範例中可以見到，對於自「0」角度(其對應於LED表面的法線)的小偏差，相對於該0角度之光輸出百分比僅較沿法線者少幾個百分比。亦即，離開法線少數幾度的光線幾乎一樣亮。然而，於例如離開法線40度之角度，光輸出已跌到少於法線輸出的80%。這本質上意謂著，若法線輸出係觀看者之方向上理想的光輸出水準，則應包括20%更亮的LED來補償這個下降。
這個增加的亮度需求，然而，可能衝擊嵌入式LED在操作期間上升的溫度。較高的LED溫度係已知會降低LED輸出亮度，以及LED的使用壽命。並且，即使若LED之亮度可增加來補償偏軸(off-axis)亮度損失，但正軸(on-axis)亮度卻可高到足以分散注意力。
因此，能瞭解的是，對於相對於玻璃的幾何表面用以改變自嵌入式LED之光輸出的軸線之技術，其於該技藝領域中係有需要。例如，能瞭解的是，對於讓嵌入式LED 所產生之光線的軸線與車輛之前至後軸線重合，而仍容許不同車輛之不同背光角度之技術，其於該技藝領域中係有需要。
某些範例實施例的一個方面係有關相對於其上安裝嵌入式LED的玻璃之幾何表面，而光學上改變自嵌入式LED之光輸出的軸線。
在此發明的某些範例實施例中，係提供一用於車輛之窗戶。第一及第二玻璃基材係經由一第一積層材料彼此積層。一片材支撐多數LED。一光學元件係插置在該等LED與該等LED之一擬觀看者之間。該光學元件係構造成用以將自該等LED之光輸出重新定向於實質上與該車輛之一主軸對準的方向上。
根據某些範例實施例，該等LED及該光學元件係設置於該等第一及第二玻璃基材之間；及/或該光學元件及該等LED係設置於該蓋板基材及該第一基材之間，且該光學元件及該等LED係經由一第二積層材料而積層至該蓋板基材及該第一基材。
根據某些範例實施例，係提供該等多數LED作為一CHMSL的一部份，該CHMSL係可藉由一與該等LED遠隔之控制器控制。
在此發明的某些範例實施例中，係提供一電子裝置。第一及第二玻璃基材係經由一第一積層材料彼此積層。該等第一及第二基材具有實質上匹配的曲率及/或係適 於安裝呈一非正交於一第一擬觀看者之視線的角度。一片材支撐一第一組LED。一第一全像式或尺刻式光學元件係插置在該第一組LED與該第一組LED之該第一擬觀看者之間。該第一光學元件係構造成用以將自該第一組LED之至少一些光輸出重新定向，使得自該第一組LED之光輸出的一實質量聚焦於一大致正交於該第一擬觀看者之視線的方向上。該第一組LED及該第一光學元件係(a)設置於該等第一及第二玻璃基材之間，及/或(b)以一第二積層材料積層於一蓋板玻璃基材及該第一基材之間。
根據某些範例實施例，係提供一第二組LED及一第二全像式或尺刻式光學元件，且該第二光學元件係插置在該第二組LED與一第二擬觀看者之間，且該第二光學元件係構造成用以將自該第二組LED之至少一些光輸出重新定向，使得自該第二組LED之光輸出的一實質量聚焦於一與該第一方向不同之第二方向上，該第二方向係大致正交於該第二擬觀看者之視線。
對應之方法亦提供於某些範例實施例中。例如，在此發明之某些範例實施例，係提供一種製作一用於一車輛之窗戶的方法。第一及第二玻璃基材係以一第一積層材料積層在一起。提供一支撐多數LED之片材及一擬導向於該等LED與該等LED之一擬觀看者之間的光學元件。該光學元件係構造成用以將自該等LED之光輸出重新定向於實質上與該車輛之一主軸對準的方向上。該等LED及該光學元件係積層在(a)該等第一及第二玻璃基材之間，及/或(b) 一蓋板基材及與一第二積層材料關連之該第一基材之間。
這些種類的電子裝置可用在記號、顯示器、標誌照明、尾燈、CHMSL、及/或其他應用中。
本文中所描述之特徵、方面、優點及範例實施例可以任何合適的組合或次組合來組合以實現更進一步之實施例。
30‧‧‧窗戶
32‧‧‧輪廓
40‧‧‧窗戶
41‧‧‧第一基材
43‧‧‧第二基材
45‧‧‧積層材料
47‧‧‧可撓曲片材
49‧‧‧光學元件
50‧‧‧總成/路徑
50a‧‧‧窗戶總成
50b‧‧‧區塊
52‧‧‧積層材料
54‧‧‧薄蓋板基材
α‧‧‧閃耀角之角度
這些及其他特徵和優點可參考下列範例性解說實施例之詳細說明與圖式之結合而更佳且更完整地理解，其中：圖1係繪製一典型的無透鏡LED之空間分布，並因此顯示其可能用於一典型的中央高架停車燈(CHMSL)類型應用中之典型的LED之輸出。
圖2係一可用來創造依據某些範例實施例之一光學元件的沖壓機之截面的放大視圖。
圖3係一包括依據某些範例實施例之一積層的LED陣列之窗戶的俯視平面圖。
圖4至5係一包括依據某些範例實施例之一積層的LED陣列之窗戶的截面視圖。
圖6係一顯示一具有及不具有某些範例實施例的加上光操控元件之嵌入式LED之空間光分布的圖形。
某些範例實施例係有關相對於其上安裝嵌入式LED的玻璃之幾何表面，而光學上改變自嵌入式LED之光 輸出的軸線之技術。此等技術可有利地關連於中央高架停車燈(CHMSL)；汽車、卡車及其他車輛的尾燈；及/或類似者使用。這樣做能夠確保嵌入式LED所產生的光線之軸線的一實質部分與車輛的前至後軸線重合，且仍容許用於不同實作的不同背光角度。
在某些範例實施例中，LED係實質上與用在擋風玻璃、後窗或類似者中的玻璃之剛性表面，於積層期間及/或之後錨定。光學件可用來修改光輸出的軸線，且所使用之光學件係任選地包括在玻璃積層內。更特別地，某些範例實施例可包括一光學元件(OE)，諸如一全像式光學元件(HOE)、一尺刻式光學元件(ROE)或類似者，位於該等LED上方，使得該光學元件操控自該等LED之光輸出於拖曳駕駛之方向上以及於所欲角度。
光學元件可利用一塊透明塑膠或其他材料創造。該材料的一側係光滑的，但另一側已於先前軟化並壓入一金屬板中(被稱為一「沖壓機」)，該金屬板具有一系列極小的緊密間隔三角形溝槽切割於其中。圖2係一可用來創造依據某些範例實施例之一光學元件的沖壓機之截面的放大視圖。當該材料冷卻且從該沖壓機拉開，一忠實複製圖案係浮雕於其中。當這個塑膠或其他材料係放置於一光束之路徑上時，光線會以一名為「閃耀」角之角度α偏離其之入射方向。對於HOE及ROE兩者，溝槽密度及閃耀角設定該溝槽之深度並因此幫助控制如何操控光線。
在塑膠片材中的浮雕「刻痕」係便宜的且可商業 上使用的。參見，例如，美國專利公開案第2007/0153543號，其整體內容係併入本文作為參考。該’543號公開案描述光線重新定向(LRD)元件的使用，其具有降低光線之入射光束於向前方向(法線)上之亮度的效果，並且增加離開法線之餘角上的光束亮度，若使用在此應用中。當該’543號公開案明顯使用其之技術來讓駕駛員及副駕駛員更容易看到實質上位於兩個駕駛員中間的螢幕，且該等螢幕之光輸出會基本上在直接位於螢幕前方且與螢幕任一側皆非呈斜角之一幽靈駕駛員的方向上，此發明的某些範例實施例亦可使用LRD以將來自直接/非空間調變式LED或類似者之光線重新定向。亦即，該’543號公開案之LRD可用來幫助操控一單一或聚集的非空間調變式、非前方顯示的背光嵌入式LED之光束於實質上與一車輛之前至後軸線呈一直線之方向上。
光束操控元件於一些例子中可定制成有關朝向拖曳車輛駕駛之方向的後窗之導向。在一個範例實作中，光束操控元件可被產生來操控光束於兩個或更多不同方向上，例如，若該等嵌入式LED被部份地包繞在窗戶曲線的周圍時。事實上，可瞭解的是，如果想要的話，一光束操控元件可製作來針對一聚集之LED中的每一個LED採納不同角度。若集群中的一些嵌入式LED已導向拖曳駕駛，則對應區域中的光束操控元件不需要重新定向光線(並且因此該元件於這些對應區域可具有一「零光束偏移」)，而相同的光束操控元件可對具有離開拖曳駕駛之導向的其他 (且可能是相鄰的)LED將光輸出實質上定向於駕駛之方向上。
可以瞭解的是，光束操控元件可構造成使得光輸出為基本上匯聚至某些範例實施例中之一點或空間中的小區域。在某些範例實施例中，與該點或小區域定位處之相隔距離可為車輛後方之一預定距離。在某些其他範例實施例中，一可調式光束操控元件可操縱來讓光線匯聚在一小區域上，例如，基於與拖曳車輛之距離的決定。光束操控元件可藉由一小馬達轉換到位，溝槽密度及/或閃耀角可機械地或以其他方式調整，諸如此類者，用以定制一與一側距機或其他距離測量模組之響應。
再次參見圖2，其顯示一典型的尺刻式光學元件之放大截面細部，若此圖案經沖壓至一塑膠或其他相似材料之片材中，則刻痕側會在該片材的一面上且另一側則為光滑(例如，如圖式之底部)。如圖2所示者，可使用實質上三角形輪廓，雖然其他範例實施例可使用這些及/或其他形狀。舉例而言，一全像式光學元件可具有一相似的三角形輪廓，具有圓頭邊緣之輪廓，以及等等者。
製造商已提供用來選擇尺刻式與全像式光學元件之指引。例如，光譜科學(Spectrum Scientific)註明：「尺刻式光學元件比起全像式光學元件傾向產生更雜散之光。雖然兩者都很小，但以尺刻式光學元件測量的雜散光水準至少比其以全像式光學元件測量者強烈十倍。HOE的製造商之主張係指出，隨著溝槽密度增加，對 於ROE也會增加雜散光。HOE並無呈現出此隨溝槽密度增加之雜散光。因此，一全像式光柵可更合適用於需要低雜散光及/或密集溝槽間距的應用。當光學系統之效率及整體產量係主要考量時，一般上會選擇ROE。ROE相對於HOE在傳輸光之效率上具有些微的優點。然而，更新的製程正在改良全像式光柵之效率。一製造商應使用的光學元件類型的選擇係取決於效率、雜散光以及成本考量。對於一脆弱來源，較可能的選擇可為一具有一位在所關注波長附近的眩光的尺刻式光學元件。在足夠強度之來源係可用，並且散射光係非所欲之下，HOE可為首選的。最終，由於對於ROE而非HOE而言，雜散光隨溝槽密度增加，因此對於較高溝槽密度光柵係偏好HOE。ROE之最大溝槽密度係3600個溝槽/釐米，同時6000個溝槽/釐米之溝槽密度可全像式地產生。」
這些及/或其他相似因素於選擇ROE或HOE時可列入考量。
可因而由上述瞭解的是，某些範例實施例的一個方面係有關將一光束操控元件添加至一包括嵌入式LED之積層，以用來將自LED之光輸出重新定向，例如，用以補償LED於玻璃積層內之導向不一定會與所欲希望之光輸出及其方向對準之事實。舉例而言，一特定光束操控元件的選擇可設定為前或後窗角度之導向相對於除了玻璃表面本身以外的一些軸線之導向。
在某些範例實施例中，相同及/或不同光束操控 元件的一個或多個可設置在相同片材的一側或兩側上。在某些範例實施例中，不同片材可經組合來提供相似之配置。在某些範例實施例中，一光束操控元件可設置在光束操控元件之相同側或相反側上。舉例而言，一光學元件可包括一個或多個光束操控元件，相對於沒有光束操控元件之光衰減，光束操控元件以一來自一些軸線導向之角度函數幫助減少光衰減，同時亦具有一折射率基本上高於相鄰黏結層及玻璃層之折射率。相對於沒有光束元件之LED光輸出，這可以幫助某方面地「聚焦」輸出光束。
圖3係一包括依據某些範例實施例之一積層的LED陣列之窗戶的俯視平面圖，且圖4至5係一包括依據某些範例實施例之一積層的LED陣列之窗戶的截面視圖。窗戶30係形成以便於具有其所欲的形狀，其可為彎曲及/或斜角。輪廓32指出一個對應CHMSL之次總成的非限定位置範例。
如圖4所示者，窗戶40包括第一及第二基材41及43，其係利用一合適的積層材料45積層在一起。這個積層材料45可為或包括，例如，PVB、EVA、聚氨酯及/或任何其他合適的積層材料。其他合適的材料包括可以被注射到或設置於二基材之間的透明「塗膠」。在這種意義上，應用液體式UV可固化塗膠對於本文所描述的這些及/或其他用途可視為合適的積層材料。第一及第二基材41及43典型上係玻璃基材且典型上係1至5mm厚(且有時候，例如，大約2mm厚)。該基層材料本質上可形成LED陣列中包圍/鑲嵌 LED的層。此等層各者可為例如，0.1至1.50mm厚，較佳地為0.25至0.75mm厚(且有時候，例如，大約0.38mm厚)。
陣列本身可附加至一導電箔或可撓曲片材47，其係為或包括PET、PMMA、聚亞醯氨(polyimide)、聚醯氨(polyamide)及/或類似者。於其中具有光束操控特徵的光學元件49可插置於LED陣列及觀看者之間(其在某些範例實施例中會是駕駛及/或大致上車輛後方的其他人)。能夠瞭解的是，這個可撓曲片材可加至可能基於電子裝置之所欲使用而選擇的一所欲位置處。舉例而言，當LED是與CHMSL關連使用時，次總成將會設置在約略中心且朝向窗戶40之上部。
在某些範例實施例中，該導電箔或可撓曲片材47以及光學元件49可積層在例如，其為或包括玻璃之二額外的片材之間。額外的基材本身可於一所欲位置積層在第一及第二基材41及43之間。這種配置可有利地提供對於次總成及其中的電子組件的額外保護。引線可延伸穿過包圍該導電箔或可撓曲片材47以及光學元件49的積層材料並且與一電源電性接觸。舉例而言，此類引線可與一設置在窗戶之表面2或3上的低發射率塗層呈電性接觸，以用來將資料及/或動力信號傳送至陣列中的LED。該等資料信號可送至陣列中的多數獨立LED來使他們以一規定的方式反應(例如，轉到一第一預定顏色以指出煞車，轉到一第二不同預定顏色以指出倒車中，閃爍以指出災害，創造一視覺顯示等等)。這種配置可為一種插在主要形成窗戶之較大基材41 及43之間的「區塊」。合適用於將多數獨立LED連接在一起及/或形成與該低發射率塗層之連接或與電源之其他連接的範例技術係揭示於例如，於2012年10月4日提出申請之美國專利申請案第13/644,936號中，其之整體內容係在此併入本文作為參考。
擬放置LED之區域在某些範例實施例中之尺寸可配合至窗戶之彎曲及/或斜角輪廓內。在一些範例實施例中係容許較小的尺寸以在積層期間弓形彎曲。特別對於小的區塊而言，變得可能可使用一厚中間層，其可順帶地幫助減少成本、降低總重、以及提供容易的製造，在其他時候可能是不可行的。蓋板塑膠及/或熱塑性材料可與某些範例實施例關連使用，例如，用來容許匹配或實質上匹配LED陣列擬嵌入的基材之弓形彎曲。
能夠瞭解的是，某些材料可用來隱藏部分的玻璃區塊。例如，可基於美觀理由而提供一密封輪廓、外殼、及/或框架，並且，舉例而言，可用來隱藏電線、防止光線照射到不必要的區域等等。相似地，不透明圖案可應用於一些情況下，例如，用來藏住母線及/或用來作為集電器等等。
現在參見圖5，總成50包括兩個基本部件，亦即，窗戶總成50a及區塊50b。窗戶總成50a包括以積層材料45積層在一起的第一及第二實質上平行基材41及43。另一方面，區塊50b包括支撐LED陣列中之LED的導電箔或可撓曲片材47，以及具有光束操控特徵且插置於LED陣列及觀看 者之間的光學元件49。一薄蓋板基材54幫助保護可撓曲片材47及光學元件49。此片材，其可較窗戶總成50a中所使用的基材更薄(較佳地小於3mm厚，更佳地小於2mm厚，且有時候大約1mm厚)，可為玻璃、塑膠或任何其他合適之材料。
可撓曲片材47及光學元件49在某些範例實施例中可積層至第一基材41之內表面(其對應於車廂的內部)，且用以將LED陣列嵌入其中的積層材料52可與其用以將第一及第二基材41及43積層在一起者為相同或不同材料。在某些範例實施例中，積層材料45之厚度可較積層材料52之厚度更厚。這可幫助用來提供對於窗戶係理想的結構完整性，同時幫助用來確保整體路徑50具有仍然足以保護其中的LED陣列及光學元件49之小的厚度輪廓。因此，在某些範例實施例中，層52各可為0.1至1.50mm厚，較佳地為0.25至0.75mm厚(且有時候，例如，大約0.38mm厚)。相對比地，積層材料45可為0.25至2.00mm厚，較佳地為0.5至1.00mm厚(且有時候，例如，大約0.76mm厚)。
在某些範例實施例中，圖5中所示種類的區塊，其可積層在一已經積層之透明片上，而容許供該區塊積層的較低溫度流程。這可為有利的，在於其可幫助保護LED。
能夠瞭解的是，本文所揭示之玻璃區塊(例如，與圖5相關連者)，可應用於單窗產品(例如，未積層至另一基材之玻璃基材)，用於隔熱玻璃(IG)單元，真空隔熱玻璃(VIG)單元等等。該區塊所附接的基材任選地可經過熱強化、熱回火或化學強化。舉例而言，與第二基材43及積層 材料45相關連者可由圖5範例省略，而區塊50b可應用於一單一熱處理或非熱處理後基材41。
圖6係一顯示一具有及不具有某些範例實施例的加上光操控元件之嵌入式LED之空間光分布的圖形。該圖形上所顯示的兩點係例示所提出發明之一範例改良如后。下面的方塊代表其軸線導向與後玻璃者對準，且非直接於車輛後方駕駛之方向上的LED之光輸出。駕駛之方向上的LED之光輸出，從大約35%之外環開始，每一個同心環係減少10%。上方的菱形代表依據某些範例實施例，其軸線導向與後玻璃者對準的LED之光輸出。在此範例中，一以相對於後玻璃之軸線導向30度之角度，且因此，直接於車輛後方駕駛之方向上，將LED光輸出重新定向的全像式元件。駕駛之方向上的LED之光輸出係減少不到一個環，即，小於10%。在這個例示中，基於此發明的駕駛之方向上的光輸出係改良接近50%(93/64*100)。這個例示係對於其後玻璃導向與垂直軸呈50度之車輛而言。典型的客車具有大約60度(且常常是大約58度)之導向，其甚至更能夠增進此發明的改良。
根據上述，能夠瞭解在某些範例實施例中，相對於某些範例實施例中最大輸出之光輸出下降，於離開法線最多50度之角度，係小於25%，較佳地小於15%，且甚至更佳地小於10%。其亦能夠瞭解在某些範例實施例中，相對於與法線呈大約40至60度之間之角度沒有施用重新定向之情況下，光輸出增加係較佳地至少大約25%，更佳地至少 大約40%，且有時候差不多50%或甚至更高。這些增益應該在任何合適地組配之光學元件上都是可能的。
雖然某些範例實施例已描述關於供車輛外面的觀看者用之某些顯示器或指示器，某些範例實施例可額外地或替代地將LED嵌入在一車輛中之一玻璃與黏著劑的夾層內，以對於車廂內部的一或更多人作為信號或指示之用。舉例而言，某些範例實施例可額外地或替代地發送信號表示哪部或其他鄰近的車輛，哪部車輛之傾向(例如，經由煞車燈、左與右轉閃燈)等等。光學元件之位置可調整或可加上額外的光學元件(例如，插置在LED與車廂中觀看者之間)，使得車廂中觀看者可以從本文所揭示之光束重新定項技術獲益。因為，對於一些應用而言，主要觀看者可為駕駛，且因為駕駛座一般會是固定距離(其藉由傾角/偏角及/或汽車座位之向前/向後放置而變化)，光學元件可能可以更小心校正來聚焦供該特定觀看者之用。在某些範例實施例中，可提供相同的指示給內部及外部觀看者，藉此可能牽涉第一及第二光學元件不同地調諧供該等內部及外部觀看者之用。可提供兩個或更多分開的LED陣列與此方法相關連，以供光學向內及向外照明，且於不同範例實施中該等陣列可分開地或一起定址。
某些範例實施例可合併導熱材料，其相鄰或作為緊密間隔集群的LED之陣列的一部份。這樣做可幫助支援LED運作中所產生的過剩熱之散逸，藉此幫助LED以改良的效率運作且可能增加他們的使用壽命。舉例而言，某些 範例實施例中可提供一光學萃取層堆疊(OCLS)系統，且該OCLS系統幫助作為散熱器同時亦任選地提供折射率匹配(index matching)及/或集光率守恆(étendue conserving)用途。參見，例如，美國專利公開案第2012/0088319號以及於2012年6月5日提出申請之美國專利申請案第13/488,779號，其各者之整體內容係在此併入本文作為參考。
某些範例實施例已描述關於車輛窗戶及/或照明產品。然而，本文所描述之技術可用來與其他應用相關連，像是例如，商用或住宅窗戶、車輛窗戶(例如，擋風玻璃、後窗、天窗、側窗等等)、顯示器產品(例如，用於LCD及/或其他平板設計中之背光)、行動裝置、裝飾性元件(例如，窗戶、門、天窗、側燈等等)以及等等者。顯像及/或非顯像裝置可利用本文所揭示之範例技術得利。例如，標誌、符號、或其他影像可利用本文所揭示之技術，也可被一更詳細的被動或主動矩陣LED裝置來照明。在標牌(signage)的案例中，例如，係可使用本文所揭示之範例技術且電路係可與例如，火車、巴士、或其他目的地記號；關係潛在警示的道路記號；及等等者相關連而可程式化的，用來獨立地開啟及關閉LED或LED群組以創造一所欲之顯示(例如，關於定制的訊息、符號、影像及/或類似者)。相似地，且如以上間接提到的，某些範例實施例可合併有不同顏色的LED嵌入於積層結構內，而可同時地亦或者依序地開啟，例如，以用在顯示器中、標誌照明、用來取代傳統三色LED等等。
任何合適的LED可用來與不同實施例相關連。例 如，係可使用裸片(bare die)LED，也可為設置在印刷電路板上的LED。使用LED厚度小於1mm，較佳地小於0.5mm，可特別有利，因為LED或多數LED之邊緣周圍的黏著劑的變形相較於較大厚度者將會降低。此外，可瞭解的是某些範例實施例可使用無機LED、有機LED等等。某些範例實施例可合併有具有不同運作電壓的LED。在此案例中，補償電路佈局或設計可設於嵌入式LED結構內，或與其通連。
如本文所使用者，用語「在...上」、「由...支撐」及類似者，除非明確地聲明，否則不應被解讀成兩個元件係彼此直接相鄰。換言之，一第一層可謂為「在」一第二層「上」或「由」一第二層「支撐」，即使其間沒有一或更多層。
本文所使用之用語「熱處理」及「進行熱處理」意謂加熱物件至一足以達到玻璃包括物件的熱回火及/或熱強化之溫度。這個定義包括例如，在一烘箱或爐子中以下列溫度加熱一塗覆物件一足夠的期間：至少大約550度C，較佳地至少大約580度C，再佳地至少大約600度C，更佳的至少大約620度C，且最佳地至少大約650度C，用以容許回火及/或熱強化。在某些範例實施例中，其可為至少大約兩分鐘，或最多大約10分鐘。
在某些範例實施例中，係提供一用於一車輛之窗戶。第一及第二玻璃基材係經由一第一積層材料彼此積層。一片材支撐多數LED。一光學元件係插置在該等LED與該等LED之一擬觀看者之間。該光學元件係構造成用以 將自該等LED之光輸出重新定向於實質上與該車輛之一主軸對準的方向上。
除了前一段之特徵外，在某些範例實施例中，該等LED及該光學元件可設置於該等第一及第二玻璃基材之間。
除了前兩段中任一段之特徵外，在某些範例實施例中，可提供一蓋板基材。該光學元件及該等LED係設置於該蓋板基材及該第一基材之間，且該光學元件及該等LED可經由一第二積層材料而積層至該蓋板基材及該第一基材。
除了前一段之特徵外，在某些範例實施例中，該第一基材可適於與車輛之內部相鄰。
除了前兩段中任一段之特徵外，在某些範例實施例中，該蓋板基材可由玻璃製成且可比該等第一及第二基材更薄。
除了前三段中任一段之特徵外，在某些範例實施例中，該等第一及第二積層材料可具有相同的組成。
除了前四段中任一段之特徵外，在某些範例實施例中，可提供一厚度大於該第二積層材料之厚度的該第一積層材料。
除了前七段中任一段之特徵外，在某些範例實施例中，可提供該等多數LED作為一中央高架停車燈(CHMSL)的一部份，該CHMSL任選地可藉由一與該等LED遠隔之控制器控制。
除了前八段中任一段之特徵外，在某些範例實施例中，該第一積層材料可包含PVB、EVA、PU、一塗膠材料(諸如一應用液體式UV可固化塗膠材料)，或類似者。
除了前九段中任一段之特徵外，在某些範例實施例中，該等第一及第二基材可為彎曲且可適於安裝在該車輛中，使得該窗戶整體設置呈一非垂直於該車輛之該主軸的角度。
除了前十段中任一段之特徵外，在某些範例實施例中，該光學元件可包括多數光束操控元件，該等光束操控元件任選地係組構成用以將自該等LED之光輸出重新定向於至少兩個不同方向上。
除了前十一段中任一段之特徵外，在某些範例實施例中，該光學元件可為一全像式光學元件，該全像式光學元件具有一溝槽密度及一閃耀角經選擇以確保自該等LED之光輸出的一實質部分被定向或重新定向朝向該擬觀看者。替代地，除了前十一段中任一段之特徵外，在某些範例實施例中，該光學元件可為一尺刻式(ruled)光學元件，該尺刻式光學元件具有一溝槽密度及一閃耀角經選擇以確保自該等LED之光輸出的一實質部分被定向或重新定向朝向該擬觀看者。
在某些範例實施例中，係提供一種電子裝置。第一及第二玻璃基材係經由一第一積層材料彼此積層，且該等第一及第二基材具有實質上匹配的曲率及/或係適於安裝呈一非正交於一第一擬觀看者之視線的角度。一片材支 撐一第一組LED。一第一全像式或尺刻式光學元件係插置在該第一組LED與該第一組LED之該第一擬觀看者之間，且該第一光學元件係構造成用以將自該第一組LED之至少一些光輸出重新定向，使得自該第一組LED之光輸出的一實質量聚焦於一大致正交於該第一擬觀看者之視線的方向上。該第一組LED及該第一光學元件係(a)設置於該等第一及第二玻璃基材之間，及/或(b)以一第二積層材料積層於一蓋板玻璃基材及該第一基材之間。
除了前一段之特徵外，在某些範例實施例中，係可提供控制電路且該控制電路經組構成用以獨立地定址及提供該第一組LED動力。
除了前兩段中任一段之特徵外，在某些範例實施例中，係可提供一第二組LED及一第二全像式或尺刻式光學元件。該第二光學元件可插置在該第二組LED與一第二擬觀看者之間，且該第二光學元件係任選地構造成用以將自該第二組LED之至少一些光輸出重新定向，使得自該第二組LED之光輸出的一實質量聚焦於一與該第一方向不同之第二方向上，該第二方向係大致正交於該第二擬觀看者之視線。
在某些範例實施例中，一標誌或顯示器可包括例如，前三段中任一段之裝置。
在某些範例實施例中，係提供一種製作一用於一車輛之窗戶的方法。第一及第二玻璃基材係以一第一積層材料積層在一起。提供一支撐多數LED之片材及一擬導向 於該等LED與該等LED之一擬觀看者之間的光學元件。該光學元件係構造成用以將自該等LED之光輸出重新定向於實質上與該車輛之一主軸對準的方向上。該等LED及該光學元件係積層在(a)該等第一及第二玻璃基材之間，及/或(b)一蓋板基材及與一第二積層材料關連之該第一基材之間。
除了前一段之特徵外，在某些範例實施例中，該第一基材可適於與該車輛之內部相鄰。
除了前兩段中任一段之特徵外，在某些範例實施例中，該蓋板基材係可由玻璃製成且可比該等第一及第二基材更薄。
除了前三段中任一段之特徵外，在某些範例實施例中，該第一積層材料可包含PVB、EVA、PU、塗膠或類似者。
除了前四段中任一段之特徵外，在某些範例實施例中，該等LED及該光學元件可積層在該蓋板基材及該第一基材之間；該等第一及第二積層材料可為相同；及可提供一厚度大於該第二積層材料之厚度的該第一積層材料。
除了前五段中任一段之特徵外，在某些範例實施例中，可提供該等多數LED作為一中央高架停車燈(CHMSL)的一部份，該CHMSL係任選地可藉由一與該等LED遠隔之控制器控制。
除了前六段中任一段之特徵外，在某些範例實施例中，該等第一及第二基材可為彎曲且可適於安裝在該車輛中，使得該窗戶整體設置呈一非垂直於該車輛之該主軸 的角度。
除了前七段中任一段之特徵外，在某些範例實施例中，該光學元件可包括多數光束操控元件，且該等光束操控元件係組構成用以將自該等LED之光輸出重新定向於至少兩個不同方向上。
雖然本發明係就目前被視為最實際且較佳的實施例來描述，然而，必須瞭解本發明並不限制於所揭露之實施例，反之，係擬作用來涵蓋隨附之申請專利範圍的精神及範疇內所包括的各種修改及相等之配置。
30‧‧‧窗戶
32‧‧‧輪廓

Claims (25)

  1. 一種用於車輛之窗戶，其包含：第一及第二玻璃基材，其經由一第一積層材料彼此積層；一支撐多數LED之片材；及一光學元件，其插置在該等LED與該等LED之一擬觀看者之間，其中該光學元件係構造成用以將自該等LED之光輸出重新定向於一實質上與該車輛之一主軸對準的方向上。
  2. 如請求項1之窗戶，其中該等LED及該光學元件係設置於該等第一及第二玻璃基材之間。
  3. 如請求項1或2之窗戶，其進一步包含一蓋板基材，其中：該光學元件及該等LED係設置於該蓋板基材及該第一基材之間，及該光學元件及該等LED係經由一第二積層材料而積層至該蓋板基材及該第一基材。
  4. 如請求項1至3中任一項之窗戶，其中該第一基材係適於與該車輛之內部相鄰。
  5. 如請求項3至4中任一項之窗戶，其中該蓋板基材係由玻璃製成且比該等第一及第二基材更薄。
  6. 如請求項3至5中任一項之窗戶，其中該等第一及第二積層材料具有相同的組成物。
  7. 如請求項3至6中任一項之窗戶，其中係提供一厚度大於該第二積層材料之厚度的該第一積層材料。
  8. 如請求項1至7中任一項之窗戶，其中係提供該等多數LED作為一中央高架停車燈(CHMSL)的一部份，該CHMSL係可藉由一與該等LED遠隔之控制器控制。
  9. 如請求項1至8中任一項之窗戶，其中該第一積層材料包含PVB。
  10. 如請求項1至9中任一項之窗戶，其中該等第一及第二基材係彎曲且適於安裝在該車輛中，使得該窗戶整體設置呈一非垂直於該車輛之該主軸的角度。
  11. 如請求項1至10中任一項之窗戶，其中該光學元件包括多數光束操控元件，該等光束操控元件係組構成用以將自該等LED之光輸出重新定向於至少兩個不同方向上。
  12. 如請求項1至10中任一項之窗戶，其中該光學元件係一全像式光學元件，該全像式光學元件具有經選擇以確保自該等LED之光輸出的一實質部分被定向或重新定向朝向該擬觀看者之一溝槽密度及一閃耀角。
  13. 如請求項1至10中任一項之窗戶，其中該光學元件係一尺刻式(ruled)光學元件，該尺刻式光學元件具有經選擇以確保自該等LED之光輸出的一實質部分被定向或重新定向朝向該擬觀看者之一溝槽密度及一閃耀角。
  14. 一種電子裝置，其包含：第一及第二玻璃基材，其經由一第一積層材料彼此積層，該等第一及第二基材具有實質上匹配的曲率及/或係適 於安裝呈一非正交於一第一擬觀看者之視線的角度；一支撐一第一組LED之片材；及一第一全像式或尺刻式光學元件，其插置在該第一組LED與該第一組LED之該第一擬觀看者之間，該第一光學元件係構造成用以將自該第一組LED之至少一些光輸出重新定向，使得自該第一組LED之光輸出的一實質量聚焦於一大致正交於該第一擬觀看者之視線的方向上，其中該第一組LED及該第一光學元件係(a)設置於該等第一及第二玻璃基材之間，及/或(b)以一第二積層材料積層於一蓋板玻璃基材及該第一基材之間。
  15. 如請求項14之裝置，其進一步包含組構成用以獨立地定址及提供該第一組LED動力之控制電路。
  16. 如請求項14至15中任一項之裝置，其進一步包含一第二組LED及一第二全像式或尺刻式光學元件，其中該第二光學元件係插置在該第二組LED與一第二擬觀看者之間，該第二光學元件係構造成用以將自該第二組LED之至少一些光輸出重新定向，使得自該第二組LED之光輸出的一實質量聚焦於一與該第一方向不同之第二方向上，該第二方向係大致正交於該第二擬觀看者之視線。
  17. 一種包括請求項14至16中任一項之裝置的標誌或顯示器。
  18. 一種製作用於車輛之窗戶的方法，該方法包含以下步驟：將第一及第二玻璃基材以一第一積層材料積層在一 起；提供一支撐多數LED之片材及一擬導向於該等LED與該等LED之一擬觀看者之間的光學元件，其中該光學元件係構造成用以將自該等LED之光輸出重新定向於實質上與該車輛之一主軸對準的方向上；及將該等LED及該光學元件積層在(a)該等第一及第二玻璃基材之間，及/或(b)一蓋板基材及與一第二積層材料關連之該第一基材之間。
  19. 如請求項18之方法，其中該第一基材係適於該車輛之內部相鄰。
  20. 如請求項18至19中任一項之方法，其中該蓋板基材係由玻璃製成且比該等第一及第二基材更薄。
  21. 如請求項18至20中任一項之方法，其中該第一積層材料包含PVB、EVA或PU。
  22. 如請求項18至21中任一項之方法，其中：該等LED及該光學元件係積層在該蓋板基材及該第一基材之間；該等第一及第二積層材料係相同；及提供一厚度大於該第二積層材料之厚度的該第一積層材料。
  23. 如請求項18至22中任一項之方法，其中係提供該等多數LED作為一中央高架停車燈(CHMSL)的一部份，該CHMSL係可藉由一與該等LED遠隔之控制器控制。
  24. 如請求項18至23中任一項之方法，其中該等第一及第 二基材係彎曲且適於安裝在該車輛中，使得該窗戶整體設置呈一非垂直於該車輛之該主軸的角度。
  25. 如請求項18至24中任一項之方法，其中該光學元件包括多數光束操控元件，該等光束操控元件係組構成用以將自該等LED之光輸出重新定向於至少兩個不同方向上。
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