CN104995452B - 用于车辆的照明单元 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种实施方式可以在能够在单个发光面上实现面发射的照明设备中提供用于形成发出不同颜色的光或显示至少两种光色并且局部地发出光的光发出区域的功能。

Description

用于车辆的照明单元
技术领域
本发明的实施方式涉及照明单元，并且涉及应用于车辆用照明的面光源。
背景技术
已经实现了利用在电子装置中所使用的各种光源的照明单元，从而通过利用对于电子装置的各种属性而言适当的光源来提高光效率。
虽然最近在电子装置中使用的照明单元为应用于平板显示器的背光单元，但是该照明单元也可以以各种不同的方式应用于室内灯、或者安装在车辆外部的前灯、雾灯、后向灯、侧灯、牌照灯、尾灯、转向信号灯以及危急闪光灯、或者安装在车辆内部的车内照明灯。
然而，大部分照明主要是通过应用用于使得光能够有效传播的构件诸如导光板从而增大面光源的亮度的方法来实现的。
例如，图1概略地示出了车辆中使用的传统照明单元的结构。
如图1所示，用于车辆的传统的导光装置包括：光源10，该光源10以某一固定的发射角发射光；全反射部20，该全反射部20用于使从光源10发射的光发生全反射，其中，全反射部20基本上具有带内部空间的表壳形式并且构造成使得可以形成第一全反射表面21和第二全反射表面22，并且如图1所示，在全反射部20内部形成有用于分散光的分散点30，使得穿过全反射部20的光可以被分散点分散并且之后可以发射至外部。即，从光源10入射至全反射部20的光通过被全反射部20的第一全反射表面21和第二全反射表面22反射的过程而沿着全反射部20行进，并且光被分散点30分散并发射至与行进方向垂直的方向。然而，由于用于车辆的传统的导光装置以普通的形式安装至车身的后灯，因此问题在于在选择基于就购买者而言处于审美印象降低的状况下的设计的车辆方面存在限制。
为了克服该限制，如图1(b)所示，用于车辆的照明单元的结构包括：在车辆的后灯中以壳体形式形成的衬框1；插入至衬框1中并且发射光的光源2；用于引导从光源2发射的光的导光板3，并且导光板3的一侧插入有印刷图案3-1，即，已经提出了通过在照明单元内部设置印刷图案而改善设计效果的结构。然而，这种结构的问题在于：由于使用印刷图案3-1，因而减小了取光效率并且还降低了印刷墨的可靠性。另外，由于光源仅插入一侧中，因此该结构在使发光强度和光分布令人满意方面存在限制。
发明内容
技术问题
因此，考虑上述问题而做出了本发明。本发明的实施方式的一方面提供了一种用于车辆的照明单元，该于车辆用照明单元通过改变在发光区域中实现的光色或者通过光源之间的干涉而能够实现呈各种不同光色的复合光束。
特别地，由于根据本发明的第一实施方式的用于车辆的照明单元构造成使得发射具有不同颜色的光束的LED安装至穿过导光模块中央部的光源模块，从而可以在一个光源灯中实现两个结合的光束，因此可以去除用于照明所必需的衬框。因而，可以实现没有衬框的用于车辆的面光源，使得可以减少机械限制，并且因而可以增大设计自由度、多样性以及市场适销性。
此外，根据本发明的第二实施方式，使用具有图案的光纤将单独的光束供给至用于车辆的照明单元的光发出表面的特定区域，使得可以实现车辆的尾灯、或者独特的符号、标志以及图像，从而实现用于车辆的后灯的设计上的差异性并且能够提高市场适销性。
另外，根据本发明的第三实施方式，形成了包括具有双重层叠结构的导光构件的光源模块，使得通过从两个光源发射的光束之间的干涉可以产生各种不同光色，并且可以提供能够提高设计自由度的照明单元。
问题的解决方案
为了解决上述问题，根据本发明的第一实施方式的一方面，用于车辆的照明单元可以包括：导光模块，该导光模块包括多个安装槽；以及光源模块，该光源模块包括插入至安装槽中的多个LED光源，其中每一个LED光源具有至少两个不同的LED。因而，两光束实现为一个结合的光使得尾灯、刹车灯以及转向信号灯可以被结合在一起，并且因而可以提高设计自由度、效率以及加工价值。
另外，根据本发明的第二实施方式的另一方面，用于车辆的照明单元可以包括：光源模块；导光模块，该导光模块用于将从光源模块发射的光向前引导；以及光纤模块，该光纤模块插入至导光模块中并且包括光纤，该光纤具有实施在外表面处的光反射图案区域。
此外，根据本发明的第三实施方式的再一方面，用于车辆的面照明单元可以包括：第一光源模块，该第一光源模块包括用于引导从第一光源发射的光的第一导光构件；以及第二光源模块，该第二光源模块设置在第一导光构件上并且包括第二导光构件，第二导光构件用于引导和发出从第二光源发射的光和由第一导光构件引导的光。
本发明的有益效果
根据本发明的某些实施方式，可以提供一种复合照明单元，该复合照明单元能够通过改变在发光区域中实现的光色或通过光源之间的干涉来实现各种光色。
特别地，根据本发明的第一实施方式，发射具有不同颜色光束的LED安装至穿过导光模块的中央部的光源模块，使得可以在一个光源灯中实现两个结合的光束。
另外，根据本发明的第一实施方式，去除了用于照明所必需的衬框，使得可以实现没有衬框的用于车辆的面光源，并且因而可以减小机械限制，还可以增大设计自由度、多样性以及市场适销性。此外，通过一个结合的灯实现两个光束，使得尾灯、刹车灯以及转向信号灯可以被结合在一起，从而能够降低成本。特别地，为了满足光分布特性，在导光模块的表面上设置有光学图案使得可以增大光效率，并且插置光源的安装槽的形状被调节成使得可以解决在注射导光模块时产生喷射缺陷的问题。另外，当LED用作光源时，设置有用于防止由LED使导光模块产生亮点的光遮蔽图案，使得可以提高可靠性。
另外，根据本发明的第二实施方式，使用具有图案的光纤将单独的光束供给至用于车辆的照明单元的光发出表面的特定区域，使得可以实现车辆的尾灯或者独特的符号、标志、或图像，从而实现用于车辆的尾灯设计上的差异性，并且使得能够提高市场适销性。
此外，根据本发明的第三实施方式，形成了包括具有双重层叠结构的导光构件的光源模块，使得通过从两个光源发射的光束之间的干涉可以产生各种光色，可以提高设计自由度。
附图说明
图1是示出了用于车辆的传统照明单元的结构的概念图；
图2概念性地示出了根据本发明的第一实施方式的照明单元的立体图，图3是示出了沿着图2的A-A’线所截取的截面的概念图；
图4是示出了根据本发明的第一实施方式的光源模块的配置的第一示例的概念图；
图5是示出了图3的根据本发明的第一实施方式的导光模块的结构的概念图；
图6至图9示出了根据本发明的第一实施方式的安装槽的不同实施例；
图10是示出了关于根据本发明第一实施方式的图3的照明单元的结构而言设置在导光模块上部处的漫射构件的构型的概念图；
图11是示出了根据本发明的第二实施方式的用于车辆的照明单元的构型的概念图；
图12是示出了沿着图11的A-A’线所截取的截面的主题的概念图；
图13是示出了图11的光纤模块的构型的概念图；
图14是示出了图11的光纤模块的另一构型的概念图；
图15示出了本发明的用于车辆的照明单元的另一实施例；
图16是示出了沿着图15的A-A’线所截取的截面的概念图；
图17至图20是示出了根据本发明的第三施方式的各种实施例的概念图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图对根据本发明实施方式的构型和操作进行详细描述。然而，本发明可以以不同的形式实施而不应理解为限于本文中所陈述的实施方式。在参照附图的说明中，与附图的编号无关，贯穿整个说明书，相同的附图标记指示相同的元件，并且省略对相同元件的重复描述。可能使用诸如第一术语和第二术语之类的措词来说明各种构成元件，但是构成元件不应当受限于这些措词。这些措词仅用于将构成元件彼此区分开的目的。
与用于从单个光发出面实现面光发射的照明单元相关，本发明的实施方式旨在提供一种如下的用于车辆的照明单元：该用于车辆的照明单元能够实施显示出至少两种光色或者实现不同的光色的光发出区域，并且能够实施局部光发出的功能。
1.第一实施方式
图2概念性地示出了根据本发明的第一实施方式的照明单元的立体图，并且图3是示出了沿着图2的A-A’线所截取的截面的概念图。
参照图2和图3，根据本发明的本实施方式的照明单元300包括：导光模块110，该导光模块110包括多个安装槽111；以及光源模块120，该光源模块120包括分别插入安装槽111中的多个LED光源122，其中，每个LED光源122具有发光方向不同的至少两个LED。即，根据本发明的本实施方式的照明单元300的特征在于，光源以插入的方式连接至导光模块110的内部，并且安装在光源模块120上的光源设置成具有不同的发光方向。
为此，光源模块120可以设置在导光模块110的最外部B、C与中央部D之间。即，如图2所示，光源模块可以设置在导光模块110的中央部D处，或者设置在稍微偏离于中央部的位置处。在此情况下，光源模块120包括安装光源122的印刷电路板121。特别地，具有不同发光方向的LED可以彼此交叉地安装至印刷电路板121。
特别地，如示出了沿着图2的A-A’线截取的截面的图3所示，LED122可以设置为使得多个沿第一方向发射光的第一LED组(122a，122c)和沿第二方向发射光的第二LED组(122c，122d)可以发射具有不同颜色的光束。例如，LED可以设置为使得第一LED组为红色，并且第二LED组为琥珀色。作为一个示例，如图3中所示，当红色和琥珀色的LED交替地设置时，红色的LED可以沿第一方向发射光束，并且琥珀色的LED可以沿第二方向发射光束。
关于交叉结构的该布置，如图4中所示，(a)LED可以单个地交替设置成具有不同的发光方向，或者(b)至少两个LED可以设置成沿第一方向或第二方向发射光束。
即，在本发明的该实施方式中，发射具有不同颜色的光束的LED被安装至穿过导光模块的中央部的光源模块，使得一个光源灯可以实现两种结合的光束。当将这种结构应用于车辆照明时，通过移除对用于车辆的照明而言必需的衬框，可以实现不存在衬框的用于车辆的面光源。因而，可以减小机械限制，可以提高设计方面的自由度，并且可以实现设计方面的多样化，从而能够提高商业价值。此外，由于通过一个结合的照明灯实现了两种光束，因此可以使尾灯、刹车灯、以及转向信号灯一体化，从而能够降低成本。例如，当LED设置为使得第一LED组为红色，并且第二LED组为琥珀色时，红色闪光灯和琥珀色闪光灯可以实现在一个照明单元中，并且可以在一个照明单元中实现车辆的尾灯、刹车灯以及转向信号灯的信号。
另外，在本发明的该实施方式中，如图3所示，照明单元还可包括反射构件130，该反射构件130设置在印刷电路板121与具有安装槽111的导光模块的表面之间。反射构件130由具有高反射效率的材料形成并且向上反射从光源模块120发射的光以便用于减小光损失。该反射构件130可以具有膜的形式并且可以使用分散地含有白色颜料的合成树脂形成以便实现光的反射特性和分散特性。例如，白色颜料的示例可以包括但不限于：二氧化钛、氧化铝、氧化锌、碳酸铅、硫酸钡、碳酸钙等。合成树脂的示例可以包括但不限于：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、丙烯酸类树脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚烯烃、纤维素乙酸酯、耐候氯乙烯等。在反射构件130的表面上可以形成有反射图案并且反射图案可以用于通过对入射光进行散射和漫射而起到将光均匀地传送至漫射构件140的作用。反射图案可以通过使用包含TiO2、CaCo3、BaSO4、Al2O3、硅以及PS中的任何一种但不限于此的反射墨在反射构件130的表面上印刷反射图案来形成。
图5是示出了图3的根据本发明的实施方式的导光模块110的结构的概念图。参照图3和图5，根据本发明的实施方式的导光模块110具有多个安装槽111，并且LED光源122插入至安装槽111中。在本发明中，LED光源122可以为侧面发光型。特别地，导光模块110可以在导光模块的表面上形成第一光学图案112。第一光学图案可以实施为直接形成在导光模块的表面上的凹版式的凹凸不平的图案。凹凸不平的图案中的每个图案的截面可以调节成各种形状，诸如三角形形状、半圆形形状、角锥形形状、马蹄状形状等使得可以改善光分布特性。
另外，如图5中所示，安装槽111中的每个安装槽可以实施为呈长方体形式的立体结构或者半球形结构。如图6所示，每个安装槽由沿导光模块的向内方向形成的孔的上表面和下表面以及孔道结构的内侧面构成。上表面和下表面可以具有相同的宽度，或者下表面的宽度可以形成为比上表面的宽度更大。另外，在安装槽的由上表面和内侧面所形成的边缘部内形成有至少一个具有曲率的弯曲部。弯曲部的曲率半径R可以对应于安装槽的上表面的短边长度的1/2或更小。当然，本发明并不限于此，可以通过使安装槽具有不同的形状而使取光效率最大化。
即，当照明单元被应用作为车灯中所使用的平板型面光源时，如图7中所示，安装槽可以具有呈如图7(a)和7(b)中所示出的四边形形状的截面。然而，当用于车辆的灯设置在其中的部分为弯曲的部分或者具有改变的弯折布置等的设计时，安装槽实现呈如图8和图9所示的改变的形状，使得取光效率可以最大化。在此情况下，每个安装槽可以具有对应于LED的高度y的1.3倍至1.4倍的高度Y。当安装槽的高度大于该范围时，由于必须增大导光模块的厚度，因而就有成本方面的不利因素增加的问题。
此外，安装槽可以具有对应于LED的宽度x的1.1倍至1.2倍的宽度X。当安装槽的宽度大于该范围时，由光源发射的光的损失增大使得可能降低效率。
在图8的情况中，可以实施相对于图7的安装槽的结构而言一侧倾斜的结构。在此情况中，下侧宽度的端部从安装槽的上边缘部延伸的倾斜度可以形成为在满足5至10个间隙的范围中。当倾斜度超过此范围时，光损失增大。
另外，在图9的情况中，作为示例在图7的安装槽的基本结构中，所述一侧可以具有由圆化处理所产生的弯曲。为了使光效率最大化，在基于LED光源的宽度为x并且高度为y的情况下，由所述一侧的外边缘形成的弯曲部分所形成的虚拟圆的半径可以形成在对应于1.1x至1.4y的范围内。
图10示出了对于根据本发明的实施方式的图3的照明单元的结构而言设置在导光模块110的上部处的漫射构件140的构型。
即，根据本发明的该实施方式的照明单元还可以在导光模块110的上侧部处包括漫射构件140。在此情况下，在导光模块110与漫射构件140之间可以形成有间隔部142。照明单元还可以包括形成在漫射构件或导光模块的表面上的用于光的遮蔽或反射目的的第二光学图案141。
漫射构件140用于将通过导光模块110发出的光均匀地漫射至整个表面。一般而言，漫射构件140可以通常由丙烯酸树脂形成，但并不限于此。除此之外，漫射构件可以由能够实现漫射功能的所有材料制成，这些材料即高透射性塑料，诸如PS(聚苯乙烯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、COC(环烯烃共聚物)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)以及树脂。
第二光学图案141基本上用于防止从光源模块120发射的光集中。为了防止由于光强过大而降低光学特性或者产生泛黄效果，第二光学图案141的一部分可以形成为光遮蔽图案以便实现光遮蔽效果。光遮蔽图案可以使用遮光墨印刷在导光模块110的上表面上，或者可以印刷在漫射构件的上表面或下表面上。
第二光学图案141实施成以便用于部分地遮蔽光和漫射光而不是完全地遮蔽光，使得可以通过一个光学图案来调节光遮蔽程度和漫射能力。此外，更具体地，根据本发明的光学图案141中的每个光学图案可以以复合图案的重叠印刷结构来实现。重叠印刷结构指的是一个图案印刷在所形成的另一个图案的上方的结构。作为一个示例，在实现光学图案141时，每个光学图案可以以漫射图案和光遮蔽图案的重叠结构来实现，其中漫射图案使用遮光墨形成在聚合物膜的沿光发射方向的下表面上，遮光墨包含从TiO2、CaCO3、BaSO4、Al2O3、以及硅中选出的至少一种材料，并且光遮蔽图案使用包含铝或铝和TiO2的混合物的遮光墨形成。
即，漫射图案被黑白影印在聚合物膜的表面上，并且之后，在漫射图案上形成光遮蔽图案。另外，每个光学图案可以以相反的顺序形成为双层结构。当然，明显的是用于形成这些图案的这种设计可以考虑光的效率、强度以及遮光率以各种不同的方式改变。另外，光学图案的结构可以形成为三层结构，该三层结构构造为使得在顺序的层结构中，在中间层中形成有对应于金属图案的光遮蔽图案，并且在光遮蔽图案的上部和下部处形成漫射图案。在这种三层结构中，可以使用上述材料。作为一个优选的示例，通过如下的三层结构可以确保光的效率和均匀性：该三层结构构造成使得其中一个漫射图案使用具有优异的折射率的TiO2来实现，另一个漫射图案使用具有优异的光稳定性和色敏性的CaCO3和TiO2二者来实现，并且光遮蔽图案使用具有优异的遮掩特性的Al来实现。特别是，由于CaCO3用于减少黄光露出，因此CaCO3使得能够最终实现白光，从而使得可以实现效率更稳定的光。除了CaCO3之外，还可以利用具有较大颗粒尺寸的无机材料，诸如BaSO4、Al2O3、硅珠等。另外，就光效率而言，可以通过调节图案密集度形成光学图案160，使得随着光学图案逐渐远离LED光源的发光方向而降低图案密集度。
另外，形成在漫射构件140与导光模块110之间的间隔部142可以增大通过穿过导光模块110供给至漫射构件140的光的均匀性，从而实现了增大通过穿过漫射构件140所漫射和发出的光的均匀性。此时，为了使穿过树脂层150的光的偏差最小化，间隔部142的厚度可以在从超过0mm到20mm的范围。还可以包括设置在漫射构件的上部处的外部透镜。
另外，虽然根据本发明的第一实施方式的导光模块110具有安装槽，并且LED光源分别安装至安装槽，但是除了具有一定硬度的板结构外，导光模块110也可以通过应用具有柔性的树脂材料构成。在将具有柔性的树脂材料实现为导光模块的情况下，当LED光源设置成插入导光模块中时，LED和树脂材料可以实现为具有其中LED和树脂材料紧密附接的结构的埋置型。另外，LED和树脂材料可以实现为具有其中LED和树脂材料以预先确定的部分彼此分隔开的结构的埋置型。树脂材料可以由包含低聚物的高耐热性的紫外线可固化树脂构成。此时，低聚物的含量相对于紫外线可固化树脂的总重量以重量计可以在40份至50份的范围。另外，聚氨酯丙烯酸酯可以用作紫外线可固化树脂，但并不限于此。除此之外，可以使用环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚丁二烯丙烯酸以及硅丙烯酸酯中的至少一种材料作为紫外线可固化树脂。
特别地，当使用聚氨酯丙烯酸酯作为低聚物时，可以以混合状态使用两种类型的聚氨酯丙烯酸酯，使得可以同时地实现不同的物理特性。
例如，在合成聚氨酯丙烯酸酯期间使用异氰酸酯，则由异氰酸酯决定聚氨酯丙烯酸酯的物理特性(黄色指数、耐候性、耐化学性等)。同时，使用聚氨酯丙烯酸酯型异氰酸酯实现一种聚氨酯丙烯酸酯，并且这种聚氨酯丙烯酸酯实现为使得PDI(苯二异氰酸酯)或IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)具有37％的NCO含量(在下文中将称为“第一低聚物”)。使用聚氨酯丙烯酸酯型异氰酸酯实现另一种聚氨酯丙烯酸酯，并且这种聚氨酯丙烯酸酯实现为使得PDI(苯二异氰酸酯)或IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)具有30％至50％或25％至35％的NCO含量(在下文中将称为“第二低聚物”)，因此可以形成根据各个实施方式的低聚物。可以通过控制NCO含量来获得具有不同物理特性的第一低聚物和第二低聚物。通过将第一低聚物和第二低聚物进行混合，可以实现形成树脂材料的低聚物。此时，低聚物中第一低聚物的重量比可以在15至20的范围内，而第二低聚物的重量比可以在25至35的范围内。
同时，树脂材料还可以包括单体和光引发剂中的至少一种。此时，单体的含量以重量计可以在从65份到90份的范围。更具体地，单体可以由如下的混合物构成：该混合物含有以重量计在35份至45份的IBOA(异冰片基丙烯酸酯)、以重量计在10份至15份的2-HEMA(甲基丙烯酸-2-羟基乙酯)以及以重量计在15份至20份的2-HBA(2-丙烯酸羟丁酯)。另外，在光引发剂(即，1-羟基环己基苯基酮、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)二苯基氧化磷等)的情况下，光引发剂以重量计可以在从0.5份到1份的范围。
另外，树脂材料可以包括具有高耐热性的热固性树脂。具体地，树脂材料可以由包含聚酯多元醇树脂、丙烯酸多元醇树脂以及烃或/和酯溶剂中的至少一者的热固性树脂构成。这种热固性树脂还可以包括用于增大涂覆强度的热固化剂。
在聚酯多元醇树脂的情况下，聚酯多元醇树脂的含量相较于热固性树脂的总重量可以在从9％至30％的范围。另外，在丙烯酸多元醇树脂的情况下，丙烯酸多元醇树脂的含量相较于热固性树脂的总重量可以在从20％至40％的范围。
在烃或/和酯溶剂的情况下，烃或/和酯溶剂的含量相较于热固性树脂的总重量可以在从30％至70％的范围。热固化剂的含量相较于热固性树脂的总重量可以在从1％至10％的范围。当树脂材料由上述材料形成时，耐热性提高。因而，即使在发出温度高的热的照明单元中使用树脂材料，也可以使由于热而导致的亮度降低最小化，因此可以提供具有高可靠性的照明单元。
2.第二实施方式
下面将描述根据本发明的第二实施方式的能够在导光模块的光发出区域中实现单独的局部光发出的用于车辆的照明单元。
图11是示出了根据本发明的第二实施方式的用于车辆的照明单元的构型的概念图。另外，图12是示出了沿着图11的A-A’线截取的截面的主题的概念图。
参照图11和图12，根据本发明的第二实施方式的用于车辆的照明单元包括：光源模块120；导光模块110，该导光模块110用于将从光源模块120发射的光向前引导；以及光纤模块200，该光纤模块200插入导光模块110中并且包括在外表面处实现有光反射区域的光纤。在此情况下，光纤模块200可以具有插入导光模块中的光纤，并且除了光源模块120之外，导光模块110也可以使用通过光纤所提供的光来实现局部光发出。
具体地，根据本发明该实施方式的光源模块120可以包括用于安装第一光源122的印刷电路板121，第一光源122从导光模块110的内侧或外侧向导光模块的内部发射光。已经关于图2或图3中示出的构型而对其中光源模块120安装至导光模块110的内部的构型进行了描述。然而，与此不同，光源模块本身可以设置成从导光模块110的侧面的外部供给光。光源122可以包括侧面发光型发光二极管。即，具有朝向侧部而不是笔直向上地发射光的结构的发光二极管可以用作本发明的发光单元。由此，在本发明的照明单元中，由于由侧面发光型发光二极管构成的光源模块呈直型设置，因此能够实现光漫射和反射功能的导光模块被用于沿稍后将描述的漫射构件的方向漫射和引导光，使得可以减小发光单元的数量并且可以显著减小照明装置的整体重量和厚度。
印刷电路板121指的是在基板上形成有电路图案的板，即印刷电路板。特别地，在本发明中，为了确保一定的柔性，印刷电路板可以形成为柔性印刷电路板(FPCB)。
参照图13，图13是示出了通过图11描述的光纤模块200的概念图。参照图11和图13，光纤模块200可以插入导光模块110中并且可以包括在外表面上实现有光反射图案区域213的光纤210。具体地，除了在导光模块110的整个容积上实现面光发射的事实之外，光纤模块200可以包括用于安装第二光源222的印刷电路板221，该第二光源222从光纤210的一端或另一端向光纤内部发射光，使得可以通过形成在第二光源222的外周处的反射结构230来增大光效率和聚光性。特别地，光纤210实施为其内部为芯212并且其外部为包层。光纤还可以包括光反射图案区域213，在光反射图案区域213中形成有形成在与导光模块110邻近的对置面的包层的表面上的凹凸不平的图案区域。从光源222发射的光传播成通过光反射图案区域213在光纤210内部发生全反射，并且传播的光通过光反射图案区域213被反射从而射向光纤的上部。在此情况下，如图11所示，光被局部地提供至形成在导光模块110的上表面上的显示区域T，使得除光源模块110之外可以实现期望的信号、图像、标志等。
图14示出了通过图13描述的根据本发明的实施方式的光纤模块200的另一实施例。在导光模块的显示区域T中显示了公司标志L，使得可以执行使标志本身发光的功能，并且光纤模块可以实施成使得在光纤的两侧设置有用于将光提供至光纤的光源。
图15是图示以说明用于增大根据本发明的第二实施方式的用于车辆的照明单元的取光效率的示例的立体图，并且图16示出了沿着图15的A-A’线截取区域的截面图。
如图15和图16所示，根据本发明的用于车辆的照明单元可以具有光纤模块200并且还可以包括漫射构件140，该光纤模块200插入至导光模块110中并且具有实施在外表面处的光反射图案区域，漫射构件140设置在导光模块110的上表面上。
根据本发明的实施方式的导光模块110具有多个安装槽111，并且LED光源122插入至安装槽111中。在本发明中，LED光源122可以为侧面发光型。特别地，导光模块110可以形成有在导光模块的表面上形成第一光学图案112。第一光学图案可以实施为直接形成在导光模块的表面上的凹版式的凹凸不平的图案。凹凸图案中的每个图案的截面可以调节为各种形状，诸如三角形形状、半圆形形状、角锥形形状、马蹄状形状等，使得可以改善光分布特性。另外，如图15中所示，安装槽111可以实施为呈长方体形式的立体结构或者半球形结构。安装槽111中的每个安装槽由沿导光模块的向内方向形成的孔的上表面、下表面以及孔道结构和内侧面构成。上表面和下表面可以具有相同的宽度，或者下表面的宽度可以形成为比上表面的宽度更大。另外，在由安装槽的由上表面和内侧面所形成的边缘部中可以形成有至少一个具有曲率的弯曲部。弯曲部的曲率半径R可以对应于安装槽的上表面的短边长度的1/2或更小。当然，本发明并不限于此，可以通过使安装槽具有不同的形状而使取光效率最大化。
漫射构件140设置在导光模块110的上部处，并且在此情况下，在导光模块110与漫射构件140之间可以形成有间隔部142。还可以包括形成在漫射构件或导光模块的表面上的用于光的遮蔽或反射目的的第二光学图案141。
漫射构件140用于将通过导光模块110发射的光均匀地漫射至整个表面。一般而言，漫射构件140可以通常由丙烯酸树脂形成，但并不限于此。除此之外，漫射构件可以由能够实现漫射功能的所有材料制成，这些材料即高透射性塑料，诸如PS(聚苯乙烯)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、COC(环烯烃共聚物)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)以及树脂。
第二光学图案141基本上用于防止从光源模块120发射的光集中。为了防止由于光强过大而降低光学特性或者产生泛黄效果，第二光学图案的一部分可以形成为光遮蔽图案以便实现光遮蔽效果。光遮蔽图案可以使用遮光墨印刷在导光模块110的上表面上，或者可以印刷在漫射构件的上表面或下表面上。
第二光学图案141实施成以便用于部分地遮蔽光和漫射光而不是完全地遮蔽光，使得可以通过一个光学图案来调节光遮蔽程度和漫射能力。此外，更具体地，根据本发明该实施方式的第二光学图案中的每个光学图案可以以复合图案的重叠印刷结构来实现。重叠印刷结构指的是一个图案印刷在所形成的另一个图案的上方的结构。作为一个示例，在实现第二光学图案141时，每个第二光学图案可以以漫射图案和光遮蔽图案的重叠结构来实现，其中漫射图案使用遮光墨形成在聚合物膜的沿光发射方向的下表面上，遮光墨包含从TiO2、CaCO3、BaSO4、Al2O3、以及硅中选出的至少一种材料，并且光遮蔽图案使用包含铝或铝和TiO2的混合物的遮光墨形成。
即，漫射图案被黑白影印在聚合物膜的表面上，并且之后，在漫射图案上形成光遮蔽图案。另外，该光学图案可以以相反的顺序形成为双层结构。当然，明显的是用于形成这些图案的这种设计可以考虑光的效率、强度以及遮光率以各种不同的方式改变。另外，光学图案的结构可以形成为三层结构，该三层结构构造为使得在顺序的层结构中，在中间层中形成有对应于金属图案的光遮蔽图案，并且在光遮蔽图案的上部和下部处形成漫射图案。在这种三层结构中，可以使用上述材料。作为一个优选的示例，通过如下的三层结构可以确保光的效率和均匀性：该三层结构构造成使得其中一个漫射图案使用具有优异的折射率的TiO2来实现，另一个漫射图案使用具有优异的光稳定性和色敏性的CaCO3和TiO2二者来实现，并且光遮蔽图案使用具有优异的遮掩特性的Al来实现。特别是，由于CaCO3用于减少黄光露出，因此CaCO3使得能够最终实现白光，从而使得可以实现效率更稳定的光。除了CaCO3之外，还可以利用具有较大颗粒尺寸的无机材料，诸如BaSO4、Al2O3、硅珠等。另外，就光效率而言，可以通过调节图案密集度形成第二光学图案141，使得随着光学图案逐渐远离LED光源的发光方向而降低图案密集度。
另外，形成在漫射构件140与导光模块110之间的间隔部142可以增大通过穿过导光模块110从漫射构件140供给的光的均匀性。结果是，可以增大通过穿过漫射构件140所漫射和发射的光的均匀性。此时，为了使穿过树脂层150的光的偏差最小化，间隔部142的厚度可以在从超过0mm到20mm的范围。还可以包括设置在漫射构件的上部处的外部透镜150。
另外，对于根据本发明的第二实施方式的导光模块而言，与在上述第一实施方式中相同，虽然导光模块110具有安装槽，并且LED光源分别安装至安装槽，但是除了具有一定硬度的板结构外，导光模块110也可以通过应用具有柔性的树脂材料构成。在将具有柔性的树脂材料实现为导光模块的情况下，当LED光源设置成插入导光模块中时，LED和树脂材料可以实现为具有其中LED和树脂材料紧密附接的结构的埋置型。另外，LED和树脂材料可以实现为具有其中LED和树脂材料以预先确定的部分彼此分隔开的结构的埋置型。树脂材料可以由包含低聚物的高耐热性的紫外线可固化树脂构成。此外，还可以应用通过第一实施方式描述的各种不同的树脂示例。
在第一实施方式中所描述的图8和图9的根据本发明的用于车辆的照明单元的实际实施例也可以应用于上述根据本发明的第二实施方式的照明单元。根据本发明的第二实施方式的用于车辆的照明单元可以应用于前灯、车辆室内灯、门槛、背光灯等。另外，本发明的照明单元可以应用至用于液晶显示器装置的背光单元领域，并且还可以应用于已经开发并商业化或者根据技术发展在未来可能实现的所有与照明相关的领域。
3.第三实施方式
与本发明的第一和第二实施方式的结构不同，下面将描述第三实施方式的结构，在第三实施方式的结构中层叠有至少两个导光模块，使得通过从导光模块发射的光束之间的干涉而可以实现各种不同的光色。
根据本发明的第三实施方式的照明单元可以通过将光供给至导光构件的至少两个光源模块的层叠结构来实现各种光色。
图17是示出了根据本发明的第三实施方式的用于车辆的照明单元的主题的概念图。
参照图17，根据本发明的用于车辆的照明单元包括：第一光源模块300，该第一光源模块300包括用于对从第一光源320发出的光进行引导的第一导光构件330；和第二光源模块400，该第二光源模块400包括用于对从第二光源420发出的光和由第一导光构件330所引导的光进行引导和发射的第二导光构件430。
即，照明单元可以实施为如下的结构：其中至少两个光源模块以层叠的状态设置，使得从设置在下部处的光源模块所发射的光可以被引导至设置在上部处的光源模块，从而使光束的颜色改变。
如图18中所示，第一光源模块300可以设置在第一导光构件330的一侧或者两侧上，并且可以包括安装至印刷电路板310的光源320。第一导光构件330设置在印刷电路板310的一侧，从而将从光源320发射的光漫射并引导至安置在上部的第二导光构件430。导光构件330可以为用于代替导光板和传统导光板的树脂层。
印刷电路板310指的是在基板上形成有电路图案的板，即印刷电路板。在本发明中，印刷电路板可以为由透明材料制成的印刷电路板310。在传统的照明单元的情况下，由于使用FR4印刷电路板作为印刷电路板，因此传统的照明单元是不透明的。与之相反，在本发明中，由于使用了透明的PET印刷电路板，因此可以提供透明的照明单元。另外，在本发明中，为了确保一定的柔性，印刷电路板可以由柔性印刷电路板形成。侧面发光型发光二极管或顶面发光型发光二极管(LED)可以应用作为光源320。
发射并引导至第一导光构件330的光从第一导光构件被漫射并反射出，使得光被向上引导。为此，可以在第一导光构件330的一个表面上实施反射图案331，并且反射图案331可以实施为直接向内凹凸的刻入图案。另外，为了防止从第一光源320发射的光泄漏至外部，还可以在第一导光构件330的下部处设置反射构件340，使得光可以通过背反射向上反射。反射构件340可以为由透明PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)片、白色PET片、以及Ag片中的任意一种材料所制成的片。此外，反射构件形成为如下的结构：在该结构中，使用TiO2、CaCO3、BaSO4、Al2O3、硅以及PS中的任意一者所形成的反射图案印刷在反射构件340的表面上，使得可以提高反射率。另外，该反射构件可以具有膜的形式并且可以使用分散地含有的白色颜料的合成树脂形成，以便实现光的反射特性和分散特性。例如，白色颜料的示例可以包括但不限于：二氧化钛、氧化铝、氧化锌、碳酸铅、硫酸钡、碳酸钙等。合成树脂的示例可以包括但不限于：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、丙烯酸类树脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚烯烃、纤维素乙酸酯、耐候氯乙烯等。此外，反射图案形成在设置有多个突出图案的结构中。为了提高光的散射效果，反射图案可以具有类似点状图案的形状、棱镜形状、晶状体形状、透镜形状或这些形状的结合形状，但并不限于此。另外，反射图案的截面可以具有各种形状，诸如三角形形状、四边形形状、半圆形形状、正弦曲线形形状等。
从第一光源320所发射的光在第一导光构件330中进行漫射和反射，使得光可以发射至上层的第二导光构件430。在此情况下，透过第一导光构件330的光在第一导光构件330与第二导光构件430之间没有单独的隔离构件的情况下直接地进入第二导光模块430，使得可以通过由第二导光构件330所产生的光束之间的干涉和混合的作用而实现光束颜色的改变。当然，也可以在第二导光构件330的一侧或者两侧上设置将光供给至第二导光模块430的第二光源320。从第二导光构件430发射的第二光源420的光在第二导光构件430中进行漫射或反射，使得光可以被向前引导。在此情况下，在第二导光构件430中还可以实施具有凹版结构的反射图案431。在此情况下，泄漏至第二导光构件430的下表面的光再次从第一导光构件330反射或漫射而向上传播。
另外，在图17的结构中，在第一导光构件330与第二导光构件430之间还可以包括半透射半反射式反射构件440，该半透射半反射式反射构件440用于使穿过第一导光构件的光部分地透射至第二导光构件并且部分地反射从第二光源发射的光。在图18的结构中，在第一光源模块300与第二光源模块400之间没有单独的构件的情况下，光束在导光构件之间可以进行交换或者被反射。然而，在图18的结构中，可以设置半透射半反射式反射构件440，从而用于部分地透射从第一导光构件330发射的光使得光可以被引导至第二导光构件430，并且用于反射第二导光构件430中的光，使得光可以向上传播。在此情况下，具有不同光束颜色的LED可以用作第一光源320和第二光源420。另外，导光构件可以由相同的材料或不同的材料制成。
半透射半反射式反射构件440可以实施为如下的结构：其中在诸如透明PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、白色PET片、以及Ag片等的基底反射片上实施光透射图案，使得半透射半反射式反射构件可以具有在大于0％小于100％的范围内的透光率(T)。
光透射图案可以通过形成用于透光的多个细孔或细缝、在反射构件上形成贯通式图案、或者形成半透射半反射材料层来调节透射率，或者可以通过实现由仅半透光材料层所形成的区域来调节透射率使得可以在透光区域实现期望的透射率。这种半透射半反射材料层可以通常形成为具有1％到99％的透射率。另外，用于形成半透射半反射材料层的材料可以为基于Mo、Si、Ta、W、Al、Cr、Hf、Zr、Me、V、Ni、Nb、Co以及Ti作为主元素的主元素材料(仅由主元素构成的材料)；混合了上述主元素中的两种主元素的复合材料；或者将COx、Ox以及Nx中的至少一者添加于主元素材料或者复合材料的材料。下标为根据所组合的主元素改变的自然数。例如，可以使用CrxOy、CrxCOy、CrxOyNz、SixOy、SixOyNz、SixCOy、SixCOyNz、MoxSiy、MoxOy、MoxOyNz、MoxCOy、MoxOyNz、MoxSiyOz、MoxSiyOzN、MoxSiyCOzN、MoxSiyCOz、TaxOy、TaxOyNz、TaxCOy、TaxOyNz、AlxOy、AlxCOy、AlxOyNz、AlxCOyNz、TixOy、TixOyNz、以及TixCOy中的任意一者或者它们的组合。下标x、y以及z为自然数并且指的是化学元素的数量。
与图18的导光构件设置成紧密地附接至彼此的结构不同，半透射半反射式反射构件可以应用于需要针对一定光强或光色的特定透射率的情况，半透射半反射式反射构件可以用于在可允许的范围内调节透射率，并且可以使得能够将光强调节至期望的程度。
图19示出了根据本发明的另一示例。
在关于第一光源模块300处于上下设置的导光构件的层叠结构中的方面，图19的结构与图17的结构相同，但是图19的结构与图17的结构的不同之处在于第二光源模块400可以构造成使得第二光源420设置在第二导光构件430的内部。在此情况下，透明印刷电路板应用于印刷电路板310，使得可以防止透光率的损失。此外，在此情况下，在透明印刷电路板的下部中，半透射半反射式反射构件(未示出)可以设置在第一导光构件330与第二导光构件430之间。特别地，在此情况下，可以使用顶面发光型LED用作第二光源420。当然，在此情况下，当采用多个侧面发光型LED时，可以实现与设置在下部处的第一光源的光色混合。
图20图示了展示与图19的结构不同的结构的示例。
与图19的结构不同，在图20的结构中，第二光源模块400形成在与图17的结构相同的结构中，而第一光源模块300可以构造成使得第一光源320接纳在第一导光构件330的内部。在此情况下，为了提高反射效率，当印刷电路板310设置在第一导光构件330的下部处时，印刷电路板310可以实现为具有高反射率的白色印刷电路板。
当然，即使在图20的结构中未示出，可以在第一导光构件330与第二导光构件430之间设置图17的半透射半反射式反射构件。可以使用顶面发光型LED作为第一光源320。当然，在此情况下，也可以采用多个侧面发光型LED，使得可以实现与设置在上部处的第二光源的光色混合。
在图17至图20的配置结构中，可以在呈现于最外部的导光构件的上部处设置漫射构件500，从而可以通过漫射构件500实现光的漫射。
在图17至图20的示例中，已经作为优选的实施方式描述了其中两个光源模块层叠的结构，但是本发明并不限于此。可以层叠两个或更多个光源模块。在此情况下，具有不同颜色的LED被应用于各个光源模块的光源，使得可以实现各种颜色。此外，通过图17描述的半透射半反射式反射构件可以插入至导光构件之间的间隙中，使得可以调节透射率。
通过图17至图20所描述的根据本发明的导光构件可以由树脂材料制成。这种树脂材料可以由具有高耐热性并且包含低聚物的紫外线可固化树脂构成，这种树脂已经通过第一实施方式进行了描述。通过第一实施方式和第二实施方式所描述的各种类型和成分的树脂也可以应用于根据本发明的第三实施方式的导光构件。
另外，根据本发明，由于在实现用于车辆的照明单元中使用了所述材料，因此可以显著减小树脂材料的厚度，使得可以实现整个产品的薄的结构。特别地，由于树脂材料的柔性特性，因此有利的是照明单元可以容易地应用于弯曲的表面，使得可以提高设计自由度，并且照明单元也可以应用于具有各种设计和曲线的柔性显示器或者其他车辆用照明。
特别地，应用于第一实施方式到第三实施方式的树脂材料可以含有内部具有孔洞(或小孔)的漫射材料。漫射材料可以具有与形成树脂材料的树脂进行混合或扩散的形式，并且可以用于提高光的反射和漫射特性。例如，从光源发射至树脂材料内部的光通过漫射材料的孔洞进行反射和透射，使得光可以在树脂材料中进行漫射和聚集，并且漫射和聚集的光可以发射至树脂材料的一个表面(例如，上表面)。此时，通过漫射材料增大了光的反射率和漫射率，使得可以增大供给至树脂材料的上表面的发出光量和发出光的均匀性，并且结果，可以提高光源模块的亮度。
漫射材料的含量可以适当地进行调节以获得光漫射效果。具体地，漫射材料的含量可以在相较于树脂材料的总重量为0.01％至0.3％的范围内进行调节，但是并不限于此。漫射材料41可以由从硅、二氧化硅、玻璃泡、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、聚氨酯、Zn、Zr、Al2O3以及丙烯中选择的任意一者构成。漫射材料的颗粒尺寸可以在从1μm至20μm的范围，但是不限于此。
根据本发明的照明单元可以应用于需要照明用的各种灯具，诸如车灯、家用照明装置、工业照明装置等。例如，当照明单元应用于车灯时，该照明单元也可以应用于前灯、车辆用室内灯、门槛、背光灯、刹车灯、转向信号灯、尾灯等。另外，根据本发明的照明单元还可以应用到用于液晶显示器装置的背光单元领域，并且可以应用于已经开发或商业化或者根据技术发展在未来可能实现的所有与照明相关的领域。
如之前描述的，在对本发明的详细描述中已经描述了本发明的示例性的实施方式，应当清楚的是，本领域的技术人员在不偏离本发明的精神或范围的情况下可以做出修改和改变。因此，应当理解的是，上述描述用以说明本发明而不应理解为限于所公开的特定实施方式，并且对所公开的实施方式的改型以及其他实施方式要被包括在所附权利要求及其等同物的范围内。
工业适用性
根据本发明的照明单元可以应用于需要照明用的各种灯具，诸如车灯、家用照明装置、工业照明装置等。例如，当照明单元应用于车灯时，该照明单元也可以应用于前灯、车辆用室内灯、门槛、背光灯、刹车灯、转向信号灯、尾灯等。另外，根据本发明的照明单元还可以应用到用于液晶显示器装置的背光单元领域，并且可以应用于已经开发或商业化或者根据技术发展在未来可能实现的所有与照明相关的领域。

Claims (10)

1.一种用于车辆的照明单元，包括：
光源模块，所述光源模块包括多个LED光源；
导光模块，所述导光模块用于引导从所述光源模块发射的光并且用于发出光；
漫射构件，所述漫射构件设置在所述导光模块的上侧部处；
第一光学图案，所述第一光学图案形成在所述导光模块的底表面上；以及
用于光的遮蔽或反射的第二光学图案，所述第二光学图案形成在所述漫射构件的顶表面上或者设置在所述导光模块的顶表面上，
其中，
所述多个LED光源中的至少两个LED光源设置成插入连接至所述导光模块的安装槽并且具有不同的发光方向，
所述LED光源包括侧面发光型LED，
所述导光模块由具有柔性的树脂材料形成，其中，所述LED光源和所述导光模块的树脂材料紧密附接，所述树脂材料由包含低聚物的高耐热性的紫外线可固化树脂构成，所述低聚物的含量相对于所述紫外线可固化树脂的总重量以重量计在40份至50份的范围，并且
所述第二光学图案具有图案密集度，使得随着光学图案逐渐远离所述LED光源的发光方向而降低所述图案密集度。
2.根据权利要求1所述的照明单元，其中，所述LED发射具有不同颜色的光束。
3.根据权利要求2所述的照明单元，其中，所述光源模块设置在所述导光模块的最外部与所述导光模块的中央部之间。
4.根据权利要求3所述的照明单元，其中，
所述光源模块包括安装所述LED光源的印刷电路板，
具有不同发光方向的LED彼此反方向地安装至所述印刷电路板，并且
所述第二光学图案形成为漫射图案与光遮蔽图案的重叠结构，所述漫射图案使用含有选自TiO2、CaCO3、BaSO4、Al2O3和硅中的至少一种材料的遮光墨形成，所述光遮蔽图案使用含有Al或者Al和TiO2的混合物的遮光墨形成。
5.根据权利要求4所述的照明单元，其中，
彼此交叉地安装至所述印刷电路板的所述LED设置成使得沿第一方向发射光的多个第一LED组和沿第二方向发射光的多个第二LED组发射具有不同颜色的光束，并且
所述第一方向和所述第二方向是彼此相反的方向，
所述第一LED组为红色LED，并且所述第二LED组为琥珀色LED，
所述红色LED和所述琥珀色LED交替地设置，
所述红色LED沿第一方向发射光束，并且所述琥珀色LED沿第二方向发射光束。
6.根据权利要求4所述的照明单元，其中，每个所述安装槽包括沿所述导光模块的向内方向形成的孔的上表面、下表面以及孔道结构的内侧面，其中，所述上表面和所述下表面具有相同的宽度，或者所述下表面的宽度形成为大于所述上表面的宽度。
7.根据权利要求6所述的照明单元，其中，在由每个所述安装槽的所述上表面和所述内侧面形成的边缘部中形成有至少一个具有曲率的弯曲部。
8.根据权利要求7所述的照明单元，其中，所述弯曲部具有对应于所述安装槽的单边长度的1/2或更小的曲率半径(R)。
9.根据权利要求8所述的照明单元，其中，基于所述LED光源的宽度为x并且高度为y，由所述安装槽的一侧的外边缘形成的弯曲部所形成的虚拟圆的半径形成在对应于1.1倍x至1.4倍y的范围内。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的照明单元，其中，所述第二光学图案的结构形成为三层结构，该三层结构构造为使得在顺序的层结构中，在中间层中形成有对应于金属图案的光遮蔽图案，并且在所述光遮蔽图案的上部和下部处形成漫射图案。
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