CN114270095A - 机动车辆照明装置 - Google Patents
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Abstract
一种机动车辆发光装置(3)包括载体基板(4)和被布置在所述载体基板(4)上的多个发光二极管(5),每个发光二极管包括本体(11)和光线发射区域(9),所述装置还包括保护性外透镜(7),该保护性外透镜被布置在由发光二极管发射的光线的路径上,该发光装置(3)的特征在于,该发光装置包括至少一个吸收层(17),该至少一个吸收层被配置为覆盖基板(4)并且至少部分地覆盖发光二极管(5)的本体(11),并且吸收层(17)具有多个空腔(23),每个空腔被布置成与发光二极管(5)之一的发射区域(9)相对。
Description
本发明涉及机动车辆发光装置领域,更具体地涉及放置在置于机动车辆前部和/或后部的发信号或信息显示模块中的发光装置。
这种发光装置用于机动车辆的前模块或后模块中,用于例如通过闪光来执行发信号功能,或者甚至用于形成对驾驶员有用的信息的载体,以便他可以知道他的车辆的状态。因此,这些发光装置可以是车辆电池电量指示器的形式,和/或用于向外部人员发出车辆处于正在被驱动模式的危险信号的器件的形式,这些装置的功能是显示所有类型的发信号功能和消息,包括信息消息或危险警告消息。
安装在前照灯或后车灯或前车灯中的发光装置必须允许满足各种需求,这些需求包括有效性(即,所显示的消息即使在白天也需要是可见的,以便观察者(例如另一个驾驶员或行人)能够理解)以及正确的分辨率,使得所显示的图案清晰并且具有良好的感知质量,否则观察者能够看到发光指示器的像素之间的(多个)间隙。
这些发光装置通常使用发光二极管(LED)来制造,这些发光装置特别地包括印刷电路板(PCB),该印刷电路板上附接(例如焊接或钎焊)有发光二极管和电子部件。
对于这种类型的发光装置所观察到的一个缺点是,在外部或照亮的环境中,车辆外部的光线(例如来自太阳或直接或间接来自机动车辆外部环境的光线)穿透到发光装置中并且被发光装置的各种部件(比如发光二极管和电子部件的轨道或本体)反射。由此导致由发光二极管显示的发光图案的对比度损失,尤其是当外部光源明亮时。
此外,有必要保护发光装置的所有部件免受环境压力,特别是为了保持这些部件的有效性并延长其使用时间。
为了限制采用发光二极管的发光装置的部件的反射率,已知的做法是使用在其上用涂层覆盖各种轨道的哑光黑色PCB。然而,这种系统仍然不能令人满意:各种部件(特别是发光二极管或电子部件)的本体和插入和/或附接部位保持部分可见并且能够反射外部光线。
本发明落入此背景内,并且旨在提供用于形成迄今为止的机动车辆发光装置的技术的替代方案,本发明允许降低发光装置的反射率,而且还允许保护所述装置的部件,特别是发光二极管。
本发明提供了一种机动车辆发光装置,该机动车辆发光装置包括载体基板和被放置在该载体基板上的多个发光二极管,每个发光二极管包括本体和光线发射区域。该发光装置还包括保护性外透镜,该保护性外透镜被放置在由发光二极管发射的光线的路径上。本发明的特征在于,该发光装置包括至少一个吸收层,该至少一个吸收层被配置为覆盖基板并且至少部分地覆盖发光二极管的本体,并且吸收层包括多个空腔,每个空腔被布置成面向发光二极管之一的发射区域。
这种发光装置可以安装在被放置在车辆前部和/或后部处的模块中,不仅安装在具有发信号功能的发光模块中,而且安装在具有识别或发信号功能的其他模块(比如牌照)中。
由本体和光线发射区域指定构成的每个发光二极管在这里可以由微型发光二极管或小型发光二极管组成。术语“微型发光二极管”被理解为是指尺寸小于100微米的发光二极管,其最大范围由发光二极管本体的最长边限定。同样,术语“小型发光二极管”被理解为是指最大范围的值在100微米至300微米之间的发光二极管。更具体地,每个发光二极管可以具有由其本体限定的正方形或矩形形状。
发光二极管通过焊接、粘合剂粘结或钎焊附接到载体基板上,该基板可能由例如陶瓷多层基板或者硅(Si)或其衍生物(SiC等)基板等组成。发光二极管由发电机供电,所述发光二极管通过焊接、钎焊、粘合剂粘结或者甚至通过加成或半加成金属化而电连接。发光二极管可以持续打开,或者实际上可以通过特定的命令来启用,例如通过制动踏板或车辆指示灯开关的柄来启用,用于发信号。一个或多个发光二极管由启用和/或控制单元启用,该启用和/或控制单元可以由发光装置的载体基板承载。
有利地,发光二极管可以根据其组成而发出特定的颜色。特别地,该发光装置包括RGB发光二极管和/或被配置为发射红色和/或琥珀色和/或白色的单色发光二极管。
在常规的发光装置中,进入发光装置的外部光线易于被发光二极管的本体、发光装置的各种电子部件(比如启用和/或控制单元)以及各种发光二极管处的载体基板(例如印刷电路板)反射。这种效应导致发光装置发出的发光信号的对比度降低。
为了防止这种影响,根据本发明的发光装置包括吸收机动车辆外部产生的光线的吸收层,该吸收层整体地形成并且在承载发光二极管的载体基板上延伸,以便覆盖任何易于反射外部光线(例如太阳发出的光线)的可见元件,该吸收层特别地至少部分地覆盖发光二极管的本体、以及发光装置的启用和/或控制单元。此外,由于发光二极管通常通过布线电连接,因此吸收层被配置为覆盖向发光二极管供电的电极,而不管所述电极是被定位在每个发光二极管的基部还是这些发光二极管具有竖直电极。替代性地,可以设想通过加成或半加成手段(mSAP或SAP)的电连接。
为了最小化发光装置的反射率,吸收层被配置为优化外部光线的吸收。为此,吸收层优选地是不透明的和/或黑色的。吸收层可以特别地通过使用比如硅树脂、环氧树脂、聚氨酯或丙烯酸的材料进行包覆成型来制造,该吸收层例如包覆成型在承载发光二极管和启用和/或控制单元的基板上。吸收层的厚度至少为50微米。有利地,吸收层的表面可以经过至少一次处理以旨在制备所述表面,从而促进易于叠加在吸收层上的任何附加层的粘合。
为了不妨碍发光二极管发射光线并且因此为了不降低发光装置的性能,吸收层包括空腔,这些空腔被形成为面向至少一个发光二极管。每个空腔由沿着发光二极管的发射区域的边缘延伸的多个侧面界定;因此,吸收层在发光二极管的本体上延伸,但不覆盖该发光二极管的光线发射区域。特别地,发射区域和空腔的底部可以具有基本相同的形状,例如正方形或矩形形状,空腔以发射区域为中心。
有利地,这种吸收层形成机械屏障,从而防止湿气和任何其他液体或气体元素的扩散,该液体或气体元素易于使载体基板承载的部件的导电轨道或互连接头劣化。此外,吸收层提高了所述部件的机械阻力,增加了它们的寿命。
根据本发明的一个特征,至少一个空腔由多个倾斜侧面界定,所述倾斜侧面与延伸平面成0°至45°之间的角度α,该延伸平面包括对应的发光二极管的发射区域。
这种倾斜有助于优化对反射部分的覆盖,特别是对发光二极管的本体或它们的电极的覆盖,而不会降低对应发光二极管的发射区域的性能。每个空腔的这种构型可以特别地通过在通过包覆成型制造吸收层时使用具有特定设计的配对模具来获得。
因此,吸收层包括下表面,该下表面与发光装置的各种部件接触,特别是与载体基板和各种发光二极管的本体接触,并且各个倾斜侧面从该下表面延伸。因此,吸收层确保了对放置在载体基板上的部件的优化的密封覆盖,从而限制了它们对外部光线的反射,并且减少了由于机动车辆中遇到的标准环境条件而导致的劣化。
根据本发明的一个特征,吸收层的与基板相反的上表面包括纹理。
更准确地说,上表面是被转向发光装置的保护性外透镜的相对表面。所谓“纹理”是指吸收层的上表面具有糙面(asperities),例如凸起或粗糙部,旨在赋予上表面哑光外观,从而限制外部光线在外部观察者方向上的直接反射。
根据本发明的一个特征,发光装置包括至少一个互补层,该至少一个互补层至少部分地延伸到吸收层的至少一个空腔中。
根据本发明的一个特征,互补层可以是透明的。换句话说,互补层让发光二极管发射的光线通过。特别地,互补层可以是透明且无色的,或者透明且着色的。
根据本发明的一个特征,互补层由局部互补层组成,该局部互补层被放置在空腔之一中,并且由具有第一折射率的材料制成,该第一折射率基本上等于发光二极管的被放置在对应空腔中的发射区域的第二折射率。
发光装置的互补层可以通过简单地沉积材料或通过包覆成型操作获得。特别地,互补层可以特别地由局部互补层组成,该局部互补层的沉积旨在专门覆盖空腔内的发射区域。因此,局部互补层被配置为至少部分地填充发光装置的吸收层的至少一个空腔,以便确保覆盖发光二极管的面向对应空腔的发射区域。根据沉积的材料的量,局部互补层因此可以在至少一个空腔中形成凹形或凸形沉积物,互补层因此覆盖所述空腔居中的发射区域,从而提供附加的保护。
特别地,发光装置可以包括多个互补层,例如多个局部互补层。
形成互补层的材料的折射率接近发光二极管的折射率,特别是离所述二极管的焊接到载体基板上的基部最远的发光二极管层的折射率,以便通过促进发光二极管的发射表面与形成发光装置的各个层的材料之间的通道来优化光线的发射。
用于制造互补层的材料可以是例如硅树脂、丙烯酸树脂或聚氨酯树脂。有利地,除去其色彩,用于互补层的材料与用于吸收层的材料相同。换句话说,如果吸收层使用吸收性不透明聚氨酯树脂制成,则互补层使用透明聚氨酯树脂制成。应理解,这种构型使得通过包覆成型或通过局部注塑成型的制造步骤中的材料能够相容,这有助于它们彼此粘合并且增加成品的强度。
根据第一实施例的一个特征,被放置在空腔之一中的局部互补层可以由磷光体或被着色成具有与发光二极管的容纳在对应空腔中的光源发射的光的颜色基本相同的颜色的材料制成。
换句话说,发光二极管之一的至少一个发射区域可以被由磷光体制成的局部互补层覆盖。磷光体是这样的元件,该元件被放置在发光二极管上以便改变由发光二极管发射的一些或全部光子的波长,从而允许开始使用发射蓝光的发光二极管。在旨在用于机动车辆的发光装置中,特别已知的是使用磷光体(比如黄色、琥珀色或红色磷光体)来形成白色、橙色或红色,这些颜色分别对应于车辆警告灯的标准。
特别地,发光装置可以被配置为包括沉积在单独空腔中的多种不同的磷光体。
替代性地,发光二极管之一的至少一个发射区域可以被由着色材料(即有色透明材料)制成的局部互补层覆盖。当对应的发光二极管是单色的,即发射以单一波长为特征的光线时,这种替代方案是适用的。因此,例如,以发射红色光线的发光二极管的发射区域为中心的空腔可以至少部分地填充有着色成红色的互补层。这种替代方案的结果是,穿透到发光二极管中与其发射区域齐平的任何残余外部光线的影响被极大地降低,因此,互补层形成了滤光器,该滤光器降低了外部光线的影响,但是不影响发光二极管本身发射的光线。
应注意,刚刚描述的特征可以非限制性地组合。因此,发光装置可以被配置成使得位于至少第一空腔中的第一互补层(例如局部第一互补层)由磷光体制成,而位于第二空腔中的至少第二互补层由透明或着色材料制成,该着色材料的颜色基本上与在所述第二空腔中形成的发光二极管的光源所发射的光的颜色相同。
根据本发明的一个特征,互补层至少部分地在吸收层上延伸,相对于与吸收层接触的互补层的下部面,互补层的厚度可能在1μm至40μm之间。
特别地,当互补层由局部互补层组成时,该局部互补层在吸收层上在所述层所延伸的空腔的侧面(例如倾斜侧面)上延伸。
替代性地,互补层可以由可以整体地形成的覆盖互补层组成,覆盖互补层是透明的,特别是无色且透明的。覆盖互补层可以至少部分地延伸到至少一个空腔中,并且覆盖互补层至少部分地在吸收层上延伸,并且例如在所述吸收层的使两个相邻空腔分开的平坦区段上延伸。覆盖互补层的厚度特别是在覆盖互补层的在吸收层的没有空腔的平坦区段上延伸的区段中测量的。然后可以例如通过包覆成型来沉积覆盖互补层。
如上所指定,组合是可能的,并且因此发光装置可以至少包括吸收层的第一空腔,在该第一空腔中延伸有由透明或着色磷光体制成的局部第一互补层,并且发光装置可以进一步包括覆盖互补层,该覆盖互补层在吸收层上延伸(并且在适当的情况下延伸到一个或多个其他空腔中)并且在局部第一互补层上延伸。
根据本发明的一个特征,互补层的与互补层的下部面相反的上部面包括散射元素,该下部面与至少一个发光二极管的发射区域接触和/或与吸收层的上表面接触。
特别地,散射元素可以离散地或者在互补层的整个上表面上延伸,这种散射元素被放置成至少面向至少一个发光二极管的发射区域。
这些散射元素可以特别是上面关于吸收层的上表面所描述的上部面的纹理,由上部面的糙面或粗糙部组成。此外,散射元素可以是精细几何结构,比如棱柱或凸起。这些散射元素一方面允许二极管发射的光在离开装置时被最佳地散射,另一方面,当高亮度光源(比如太阳)从互补层的上部面反射时,限制对比度的损失。
根据散射元素的几何形状,这些散射元素可以通过表面处理来获得,包括模制或基于气体的处理,例如,注射的气体物质选择性地与吸收层反应,从而在所述层的上表面上产生粗糙部。这些散射元素也可以例如通过使用常规方法(比如旋涂、薄膜层压、丝网印刷或微粒喷墨印刷)沉积材料来获得。
有利地,发光装置可以被配置成使得吸收层的上表面利用纹理而纹理化,并且使得互补层的上部面包括散射元素。
根据这些各种实施例的一种替代性构型,透明矿物材料(比如SiO2)的至少一个薄中间层,可以沉积在互补层与吸收层之间,而不管该互补层是以目标方式放置在空腔中的互补层还是沉积在载体基板的大面积上的覆盖互补层。这种中间层赋予发光装置附加的耐化学品性,化学品比如水污染物或离子污染物;中间层在吸收层的上表面和各种发光二极管的发射区域两者上延伸。当存在覆盖互补层或局部互补层时,覆盖互补层或局部互补层有助于至少部分地保护矿物中间层。
本发明还涉及一种机动车辆的后车灯或前车灯,该机动车辆的后车灯或前车灯包括至少一个如上所述的发光装置。
本发明还涉及一种用于制造如上所述的发光装置的方法,该方法包括至少一个步骤:在承载多个发光二极管的载体基板上包覆成型吸收层,在该步骤中,将吸收性和/或不透明的第一材料注射到基板与配对模具之间,该配对模具包括多个浮凸,这些浮凸被配置为分别覆盖一个发光二极管的发射区域。
此外,用于制造发光装置的方法包括移除配对模具的第二步骤。
该方法可以包括附加步骤,此第三步骤包括沉积单独的材料,例如透明的着色材料或磷光体,以便覆盖吸收层。此第三步骤可以包括在移除配对模具之后,以目标方式沉积该材料,以便在一个或多个空腔中形成局部互补层。该第三步骤也可以在移除配对模具之前进行,在第一步骤之后,将配对模具从刚刚注射的吸收层移开一段距离,该距离对应于期望沉积在吸收层整个表面上的覆盖性透明互补层的厚度。
替代性地,制造方法可以包括处理吸收层的上表面和/或沉积透明矿物中间层的至少一个中间步骤,该步骤在移除模具的第二步骤之后、并且在沉积透明的着色材料或磷光体的第三步骤之前进行。
有利地,制造方法可以包括处理覆盖互补层或局部互补层的上部面和/或沉积抗反射处理物的至少一个最终步骤,该最终步骤在沉积透明的着色材料或磷光体以形成覆盖互补层或局部互补层的步骤之后进行。
通过参考所附示意图,本发明的进一步特征、细节和优点在阅读下面给出的通过指示和非限制性方式给出的实施例的多个示例的详细描述时将变得更加清楚,在附图中:
[图1]展示了从后面看的机动车辆,以便允许看到灯,这里是后车灯,在该后车灯中能够安装根据本发明一个方面的发光装置;
[图2]是根据本发明的发光装置的部分示意图;
[图3]是图2的发光装置的发光二极管的载体基板的部分示意图;
[图4]是从截面看的根据第一实施例的发光装置的示意性表示,从而允许看到覆盖有吸收层的基板,并且展示了吸收层和两个单色发光二极管的相对布置;
[图5]是当根据本发明的一个替代方案制造如图4所展示的发光装置时,以所述装置的两个RGB发光二极管为中心的截面的示意性表示;
[图6]是当根据本发明的一个替代方案制造如图4所展示的发光装置时,以所述装置的多个单色发光二极管为中心的截面的示意性表示;
[图7]是以根据第二实施例制造的发光装置的三个单色发光二极管为中心的截面的示意性表示;
[图8]是以根据第二实施例制造的发光装置的两个RGB发光二极管为中心的截面的示意性表示;
[图9]是以根据第三实施例制造的发光装置的两个单色发光二极管为中心的截面的示意性表示;
[图10]是以根据第四实施例制造的发光装置的两个单色发光二极管为中心的截面的示意性表示;
[图11]是制造发光装置的方法的第一步骤的示意性表示。
首先应注意,尽管附图详细阐述了本发明的实施方式,但是如果需要,所述附图当然可以用于更好地定义本发明。
图1展示了机动车辆1,并且允许观察车辆1的后车灯2,这些后车灯2之一配备有采用发光二极管的发光装置3。此外,可以提出将这种发光装置3安装在车辆1的各个后车灯和/或前车灯2中。
在所展示的示例中,发光装置3可以被配置为对跟随车辆1的驾驶员发出危险情况的警告、或者例如实际上对可能在车辆1后面或前面过马路的行人发出警告。根据本发明,用于形成发光装置3的光源的发光二极管允许以一定分辨率显示信号或消息,从而允许位于相对远离机动车辆1的观察者解读到信息,并且在适当的情况下在白天解读到信息。此外,发光装置3可以用于发信号功能,特别是在前指示灯或后指示灯2中。
图2示意性地展示了根据本发明的发光装置3的一个部分。发光装置3包括载体基板4,例如形成印刷电路板的陶瓷多层基板,该基板承载多个发光二极管5和多个电子部件,比如用于启用和/或控制由所述发光二极管5产生的光发射的单元6。如图所示,发光装置3还可以包括保护性外透镜7,该保护性外透镜被放置在由发光装置3的二极管发射的光线的路径上。
如图所示,保护性外透镜7和基板4可以具有弯曲结构,以便与车辆1的本体配合。为此,发光二极管5的载体基板4可以有利地是柔性的。
启用和/或控制单元6是电子连接元件,这些电子连接元件允许将电流输送到每个发光二极管5,并且在适当的情况下,允许它们根据要由发光装置显示的信息而被彼此分开驱动。每个启用和/或控制单元6可以被配置为控制一个或多个发光二极管5。
图3示意性地展示了承载各种发光二极管5的载体基板4以及所述发光二极管5的相对布置的一个示例。应注意,这种布置是出于说明的目的而描述的,并且决不限制本发明。
发光二极管5可以由规则地布置在发光装置3的基板4上的多个微型发光二极管和/或小型发光二极管组成。发光二极管5包括光线发射区域9,该光线发射区域的大小由发光二极管的最长边13限定,该大小在10微米至150微米之间。发光二极管还包括包围发射区域9的本体11,并且在所展示的示例中,该本体具有平行六面体结构,该平行六面体结构的最大范围由发光二极管的最长边13限定,该最大范围在20微米至200微米之间,因此本体11围绕发射区域9形成宽度在10微米至50微米之间的边界。
发光二极管5可以根据其组成而发出特定的颜色。特别地,发光装置3可以包括一组RGB发光二极管5和/或一组单色发光二极管5,即,被配置为发射单一颜色的一组发光二极管,特别是发射红色或琥珀色或白色的一组发光二极管。因此,每个发射不同颜色的发光二极管5可以并排定位,例如以便实施发信号装置,该发信号装置允许使两种颜色交替以便在视觉上警告其他用户。这种交替例如可以通过根据由车辆驾驶员给出的命令打开和关闭发光二极管5来实现,该命令致使显示与所执行的动作相对应的颜色,例如,当驾驶员致动制动踏板时,打开红色的发光二极管5。
发光二极管5被布置成形成彼此间隔开的像素。发光二极管5以规则的布置接合到载体基板4,每个发光二极管5与相邻的发光二极管5分开基本恒定的节距15,该节距是在两个相邻的发光二极管5之间从中心到中心测量的。根据发光二极管5发射的颜色,该节距15可以变化。特别地,两个相邻的单色发光二极管5可以以约300微米的节距15彼此分开,而两个相邻的RGB发光二极管5可以以约100微米的节距15分开。因此,应注意,图2和图3的图示是示意性的,发光二极管5被展示为在它们之间具有放大的空间,以便允许区分它们。
下面详细描述的图4至图10示出了发光装置的各种实施例,更具体地展示了发光装置3的基板4沿着图3所展示的横向平面500的截面。
图4至图6展示了第一实施例以及采用发射不同颜色的发光二极管5的此第一实施例替代方案。
图4部分地示出了发光装置3的基板4,该基板承载多个发光二极管5,这里数量为两个。两个发光二极管5是单色的,并且在所展示的示例中,发射相同颜色的光线,例如红色。此外,在所展示的示例中,单色发光二极管5延伸到在50微米至150微米之间的高度18,并且这些单色发光二极管以约300微米的节距15彼此分开。
发光二极管5被放置在载体基板4的导电片19上。为了给发光二极管5供电,发光二极管可以通过两个电极21连接到导电片19。这些电极21可以是竖直的,如图4中第一发光二极管510所示,或者这些电极可以定位在发光二极管5的基部22处。
替代性地,发光二极管5可以包括电连接件21b,该电连接件使用加成或半加成法(SAP或mSAP)由导电材料制成,例如对于与第一发光二极管510相邻的第二发光二极管520,由比如铜或金制成。
发光二极管5各自包括发射区域9和本体11。本体11包括基部22,该基部至少部分地与基板4和/或包含在基板4中的导电片19接触。发射区域9背离基板4转向。
根据本发明,发光装置3包括至少一个吸收层17,该至少一个吸收层被放置以包覆发光二极管5和启用和/或控制单元6。一方面这使得可以保护这些各种部件免受环境压力,另一方面这使得可以防止来自外部环境的光线(例如由太阳发出的光线)穿透到发光装置3中而被发光装置3的各种部件、比如形成轨道的导电片19或发光二极管5的本体11反射。为此,吸收层优选地是不透明的和/或黑色的。因此,此吸收层使得可以确保由发光装置通过发光二极管5的启用而显示的发光图案保持良好的对比度。
为了不妨碍发光二极管5发射光线,吸收层17包括多个空腔23,每个空腔23形成为面向发光装置3的发光二极管5之一。更具体地,空腔23的尺寸被确定成不覆盖每个发光二极管5的发射区域9,而覆盖包围这些发射区域中的每一个发射区域的本体11,每个空腔23以发光二极管5之一的发射区域9为中心。
每个空腔23由倾斜侧面25界定,这些倾斜侧面被定向成使得开口张开并且随着远离二极管而变大,并且该开口的近端(即靠近对应二极管的端部)沿着发光二极管的发射区域9的边缘27延伸,并且因此吸收层17在发光二极管5的本体11上延伸,而不妨碍由发射区域9发射的光线通过。倾斜侧面25与延伸平面900成0°至45°之间的角度α,该延伸平面包括发光二极管5的发射区域9,空腔23在该发射区域上开口。下面将更详细地描述用于获得这种空腔23的方法。
因此,除了发光二极管5的发射区域9之外,吸收层17遍布整个基板4以及该基板承载的所有部件。因此,吸收层17的下表面29与基板4、各种导电片19、发光二极管5的本体11以及启用和/或控制单元6接触,以便确保这些部件的密封覆盖。
吸收层17的与下表面29相反的上表面31背离基板4转向,例如朝向灯的保护性外透镜7。上表面31可以是平面的(如图4所示),或者具有纹理33(如图5示意性地所示)。然后,此纹理33使上表面31具有哑光外观,这限制了吸收层17对外部光线的反射。
例如,在吸收层17的制造期间,可以通过基于气体的表面处理或者甚至通过模制来获得纹理33。
图5表示第一实施例的一个替代方案,它与上面的不同之处在于,吸收层17被施加以覆盖这次承载了两个RGB发光二极管5、而不是单色二极管的基板4。除了使相邻发光二极管5分开的节距15较小(节距15为约100微米)之外,发光装置3的特征基本上与图4所展示的那些特征相同。
图6表示发光装置3的第一实施例的另一个替代方案,吸收层17具有类似于图4所展示的关于各种发光二极管5的布置。在此替代方案中,发光二极管5以三个单色二极管的组的形式布置在基板4上,每组中的每个二极管被配置为发射限定颜色(特别是红色、绿色或蓝色)的光线。单色发光二极管5的尺寸小于图4和图5所示的尺寸。根据以上所述,对于这些发光二极管5中的每一个,吸收层17包括一个空腔23,该空腔被放置成不覆盖发光二极管5的发射区域9,但是吸收层17仍然覆盖发光二极管的本体11。
而且,图6所示的替代方案与上述方案的不同之处在于,在吸收层17上沉积有透明矿物中间层35。此矿物中间层35在吸收层17的整个上表面31上延伸,并且也在限定各种空腔23的倾斜侧面25上延伸,并且覆盖基板4的各种发光二极管5的发射区域9。有利地,矿物中间层35可以具有粗糙外观。这种层允许增加各种部件的耐化学性,特别是防潮性。
图7至图10示出了其他实施例,其中发光装置3包括至少一个互补保护层37、38,该至少一个互补保护层可以由局部互补层37或覆盖互补层38组成,这些实施例中的每一个都能够被认为具有上述以及图5和图6所示的各种替代方案。根据互补层是由局部互补层37组成还是由覆盖互补层38组成,该互补层可以由透明材料(其可以是无色或着色的)制成,或者由磷光体制成,如下面进一步解释的。
图7和图8表示本发明的第二实施例,在该实施例中互补层以目标方式沉积在吸收层17的至少一个空腔23中,以便至少部分地填充该空腔并且形成局部互补层37。局部互补层37可以通过简单的注塑成型或包覆成型来制造。
局部互补层37可以由以第一折射率为特征的材料制成,该第一折射率基本上等于发光二极管5的被放置在对应空腔23中的发射区域9的第二折射率。
替代性地,此局部互补层37可以是透明且无色的、可以被着色,或者可以由磷光体制成。这种替代方案的结果是,局部互补层37机械地保护发光二极管,并且可以偏转穿透到发光二极管5中与其发射区域9齐平的任何残余外部光线,从而降低易于被外部观察者证明是麻烦的反射的风险,但是不影响发光二极管5本身发射的光线。
“着色的”局部互补层37意味着,当空腔23以单色发光二极管5的发射区域9为中心时,可以如图7所示,用于在所述空腔23中制造局部互补层37的材料可以被着色为与发光二极管5发射的光线的颜色基本相同的颜色。
例如,在图7中,所示出的基板4的区段包括三个单色发光二极管5,每个都覆盖有一个局部互补层37,每个组件由一个发光二极管5和一个局部互补层37形成,旨在产生红色、绿色或蓝色光线。
因此,如图所示,第一发光二极管510可以是红色的,并且被放置在以第一发光二极管510的发射区域9为中心的第一空腔231中的第一局部互补层371则可以被着色成红色或者是透明且无色。替代性地,第一发光二极管510可以是单色的,并且由磷光体制成的第一局部互补层371旨在改变由第一发光二极管510发射的至少一些光子的波长,以便形成红光。
同样,如图所示,第二发光二极管520可以是绿色的,并且被放置在以第二发光二极管520的发射区域9为中心的第二空腔232中的第二局部互补层372则可以被着色成绿色。替代性地,第二发光二极管520是单色的,并且第二局部互补层372由旨在形成绿光的磷光体制成。
最后,如图所示,第三发光二极管530可以是蓝色的,并且被放置以第二发光二极管530的发射区域9为中心的第三空腔233中的第三局部互补层373则可以被着色成蓝色。替代性地,第三发光二极管530是单色的,并且第三局部互补层373由旨在形成蓝光的磷光体制成。
特别地,对于发射给定颜色的每个单色发光二极管5,与其相关联的所有空腔23可以填充有相同的透明的无色或着色材料或者相同的磷光体。
应注意,互补层37由着色材料制成的替代方案可以仅考虑用于单色发光二极管5,如图7所示,而不考虑用于RGB发光二极管5,如图8所示。
不管所讨论的材料如何,局部互补层37被配置为至少部分地填充发光装置3的吸收层17的至少一个空腔23。局部互补层37的下部面41与发光二极管5的发射区域9的外部面39接触,并且与限定空腔23的倾斜侧面25接触。局部互补层37的上部面43可以被配置成使得其相对于吸收层17具有凹形、凸形或平面轮廓。在图7和图8所展示的示例中,空腔23被局部互补层37完全填充,并且此局部互补层37具有平面轮廓。附加地,局部互补层37的上表面43和吸收层17的上部面31齐平,即位于同一平面内。
有利地,如关于吸收层17的上表面31所描述的,互补层37的上部面43可以是平面的且均匀的,如图7和图8中容纳在第一空腔231中的互补层37的情况一样,或者上部面43可以包括散射元素45,比如对于位于第二空腔232中的互补层37所示。这些散射元素45可以由上部面43的纹理(该纹理例如通过基于气体的表面处理获得)组成,或者由精细几何结构(该精细几何结构可以通过模制获得)组成。此外,发光装置3可以被配置成使得吸收层17的上表面31利用纹理而纹理化,而互补层的上部面43包括散射元素45。
图9和图10展示了本发明的第三实施例和第四实施例,该第三实施例和第四实施例与刚刚关于第二实施例描述的内容的不同之处在于,这里的互补保护层至少由一个覆盖互补层38组成,该覆盖互补层占据的面积大于上述互补层的目标面积。
在图9所展示的第三实施例中,覆盖互补层38被沉积成延伸到至少一个空腔23中并且覆盖吸收层17的上表面31,覆盖互补层38在吸收层17上整体地延伸。在此实施例中,覆盖互补层38的特征为在1微米至40微米之间的厚度47,此厚度47在上部面43与下部面41之间、在垂直于吸收层17的方向上并且在所述吸收层17的在被包括于两个发光二极管5之间的基本平面的区段中测得。类似地,由吸收层17和覆盖互补层38形成的组件具有小于200微米的总厚度48。
根据关于第二实施例描述的内容,互补层(这里是覆盖互补层38)可以例如通过包覆成型或简单的注塑成型来沉积,沉积的材料是透明的,并且优选地是无色的。
因此,根据第三实施例的覆盖互补层38可以沉积在整个基板4上,以便完全填充吸收层17的所有空腔23,如图9所示,覆盖互补层38的上部面43是平面的,并且可能是光滑的,或者如上所述包括散射元素,比如面向以发光二极管5的发射区域9为中心的空腔23定位的纹理或精细几何结构。
第二实施例和第三实施例可以组合成第四实施例,如图10所示。空腔23中的至少一个空腔可以例如至少部分地填充有由着色的透明材料或磷光体制成的局部互补层37,而至少一个空腔23填充有如刚刚描述的覆盖互补层38,所述覆盖互补层由在吸收层17的上表面31上延伸的透明材料制成。
在所展示的示例中,第一空腔231由局部互补层37填充,该局部互补层例如由磷光体制成,该局部互补层37以目标方式沉积。第二空腔232由覆盖互补层38填充,该覆盖互补层在吸收层17的上表面31上整体地延伸。覆盖互补层38因此也延伸以便覆盖局部互补层37的第一上部面431。
如以上所解释的,覆盖互补层38的上部面43可以是平面的且均匀的,或者包括散射元素,比如可以通过模制获得的纹理或精细几何结构。
根据一种替代性构型(未示出),如图7至图10所展示的各种实施例也可以在这样的发光装置3中实施,该发光装置包括吸收层17、沉积在所述吸收层17上的透明矿物中间层(比如图6所展示)、以及至少一个互补层,而不管所述互补层是局部互补层37还是覆盖互补层38。矿物中间层35于是至少部分地被包含在吸收层17与局部互补层37或覆盖互补层38之间。
图11示出了制造发光装置3的一个步骤。更具体地,图11展示了通过包覆成型在承载发光二极管5和启用和/或控制单元6的基板4上沉积和成形吸收层17。将不透明材料注射到基板4与配对模具49之间,该配对模具被配置为允许在吸收层17中制造多个空腔23。为此,多个浮凸51从配对模具49的下侧53露出,即面向光源的一侧。浮凸51的形状限定了吸收层17中的空腔23的形状,并且浮凸51被配置为被放置成面向载体基板4的发光二极管5的发射区域9。
当配对模具下降时,浮凸51与发光二极管5的发射区域9接触,并且注射的不透明材料围绕浮凸51流动,而不能够扩散到发射区域9上。因此,在包覆成型操作结束时,除了每个发光二极管5的发射区域9之外,基板4的所有可见部分都被吸收层17覆盖。
特别地,浮凸51的特征为在对应浮凸51的下侧53与倾斜侧55之间测量的角度β,角度β在135°至180°之间,并且角度β限定了空腔23的角度α的值。配对模具49可以覆盖有界面膜57,以便一方面在注射不透明材料(例如树脂)期间保护印记和配对模具49,另一方面促进脱模步骤。这种技术通常被称为膜辅助成型(FAM)。
有利地,配对模具49可以被配置为使得吸收层17的上表面31均匀且光滑,或者相反,使得吸收层17具有赋予其哑光外观的纹理化上表面31。
还可能进行类似的操作来沉积覆盖互补层或局部互补层,于是可能使用不同的配对模具。
在阅读了上述内容之后,应理解,本发明提供了一种旨在用于发信号系统或信息显示系统的发光装置,该发光装置包括承载多个发光二极管的基板,这些发光二极管被覆盖有至少一个吸收层,吸收层特别地被配置为确保覆盖发光装置的易于反射源自车辆外部的光线的各种部件,除了发光二极管的光线发射区域之外。因此,限制了发光装置的反射率,也限制了发光装置所发射的发光信号的对比度损失。此外,吸收层和任何附加的互补层(比如覆盖互补层或局部互补层)为发光装置的各种部件提供了附加的机械保护,以免受外部环境条件的影响。
本发明不限于本文描述和展示的手段和构型,它包括任何等同的手段或等同的构型以及这些手段的任何技术上可行的组合。特别地,可以在不损害本发明的情况下对空腔的数量、尺寸、形状和布置进行修改,前提是发光装置最终能够执行与本文件所描述的相同的功能。
Claims (10)
1.一种用于机动车辆(1)的发光装置(3),所述装置包括载体基板(4)和被放置在所述载体基板(4)上的多个发光二极管(5),每个发光二极管包括本体(11)和光线发射区域(9),所述发光装置(3)还包括保护性外透镜(7),所述保护性外透镜被放置在由所述发光二极管发射的光线的路径上,其特征在于,所述发光装置(3)包括至少一个吸收层(17),所述至少一个吸收层被配置为覆盖所述基板(4)并且至少部分地覆盖所述发光二极管(5)的本体(11),并且所述吸收层(17)包括多个空腔(23),每个空腔被布置成面向所述发光二极管(5)之一的发射区域(9)。
2.如权利要求1所述的发光装置(3),其中,至少一个所述空腔(23)由多个倾斜侧面(25)界定,所述倾斜侧面(25)与延伸平面(900)成0°至45°之间的角度α,所述延伸平面包括对应的发光二极管(5)的发射区域(9)。
3.如前述权利要求中任一项所述的发光装置(3),其中,所述吸收层(17)的上表面(31)包括纹理(33)。
4.如前述权利要求中任一项所述的发光装置(3),包括至少一个互补层(37,38),所述至少一个互补层至少部分地延伸到所述吸收层(17)的至少一个所述空腔(23)中。
5.如权利要求4所述的发光装置(3),其中,所述互补层(37,38)是透明的。
6.如权利要求4或5所述的发光装置(3),其中,所述互补层(37,38)由局部互补层(37)组成,所述局部互补层被放置在所述空腔(23)之一中,并且由具有第一折射率的材料制成,所述第一折射率基本上等于所述发光二极管(5)的被放置在对应空腔(23)中的发射区域(9)的第二折射率。
7.如权利要求4所述的发光装置(3),其中,所述互补层(37,38)由局部互补层(37)组成,所述局部互补层被放置在所述空腔(23)之一中,并且由磷光体或被着色成具有与所述发光二极管(5)的容纳在所述对应空腔(23)中的光源发射的光的颜色基本相同的颜色的材料制成。
8.如权利要求4或5所述的发光装置(3),其中,所述互补层(37,38)至少部分地在所述吸收层(17)上延伸。
9.如权利要求4至8中任一项所述的发光装置(3),其中,所述互补层(37,38)的与所述互补层(37,38)的下部面(41)相反的上部面(43)包括散射元素(45),所述下部面与至少一个所述发光二极管的发射区域(9)接触和/或与所述吸收层(17)的上表面(31)接触。
10.一种用于制造如前述权利要求之一所述的发光装置(3)的方法,所述方法包括至少一个步骤:在承载多个发光二极管(5)的载体基板(4)上包覆成型吸收层(17),在所述步骤中,将吸收性和/或不透明的第一材料注射到所述基板(4)与配对模具(49)之间,所述配对模具包括多个浮凸(51),所述浮凸被配置为分别覆盖一个发光二极管(5)的发射区域(9)。
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