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Die Erfindung betrifft einen Deckel für ein Kraftfahrzeugdach, insbesondere einen Deckel, der relativ zu dem Fahrzeugdach beweglich angeordnet ist oder ein Festglaselement. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Deckel.
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Kraftfahrzeuge können mit einer Dachöffnung versehen sein, die durch einen transparenten Deckel verschlossen ist. Durch den transparenten Deckel kann Licht in das Innere des Fahrzeugs gelangen. Der Deckel kann fest oder beweglich angebracht sein, um zu ermöglichen, die Dachöffnung zumindest teilweise freizugeben.
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Derartige Deckel werden oftmals als Lichtleiter verwendet, um beispielsweise einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs zu beleuchten. Ein derartiger Deckel wird beispielsweise in der
DE 10 2014 100 838 A1 beschrieben.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Deckel für ein Kraftfahrzeugdach und ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Deckel zu beschreiben, wobei der Deckel eine effiziente Lichtauskopplung ermöglicht.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird die oben genannte Aufgabe durch einen Deckel für ein Kraftfahrzeugdach gelöst, der einen Schichtstapel aufweist. Der Schichtstapel umfasst eine flächig ausgedehnte Scheibe, eine flächig ausgedehnte Folie und eine zwischen der Scheibe und der Folie angeordnete Klebstoffschicht zum Fixieren der Folie an der Scheibe. In der Klebstoffschicht ist eine Mehrzahl von Mikro-Leuchtdioden (Mikro-LEDs) angeordnet.
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Mikro-LEDs sind anorganische Leuchtdioden, die räumliche Ausdehnungen von weniger als 100 µm aufweisen. Beispielsweise weisen die Mikro-LEDs jeweils eine räumliche Ausdehnung von weniger als 50 µm auf. Verdrahtungen zur Herstellung elektrischer Verbindungen zu und zwischen Mikro-LEDs haben vergleichbare oder kleinere Abmessungen.
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Der Deckel für das Kraftfahrzeugdach wird mittels den Mikro-LEDs aktiv beleuchtet. Vorteilhaft bei der Verwendung von Mikro-LEDs ist es, dass sie für das menschliche Auge eines Insassen des Kraftfahrzeugs in dem Deckel des Kraftfahrzeugdachs nicht sichtbar sind. Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass ein derartiger Schichtstapel schnell und unaufwändig herstellbar ist. Bei der Herstellung des Deckels sind keine strukturellen Veränderungen an den Oberflächen der Folie und/oder der Scheibe notwendig. Der beschriebene Aufbau trägt ferner dazu bei, dass der Deckel ein geringes Gewicht aufweist. Da die Mikro-LEDs in der Klebstoffschicht angeordnet sind, sind sie durch die Klebstoffschicht geschützt, beispielsweise vor Erschütterungen und Schlägen, die die Mikro-LEDs beschädigen könnten.
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Die Folie, die mit der Klebstoffschicht an der Scheibe fixiert wird, ist zumindest teilweise lichtdurchlässig. Die Klebstoffschicht ist in diesem Fall ebenfalls zumindest teilweise lichtdurchlässig. Licht, das von den Mikro-LEDs erzeugt wird, wird über die Folie ausgekoppelt. Ferner ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Mikro-LEDs in der Klebstoffschicht vollständig eingebettet sind. Folie und Scheibe weisen beispielsweise an einander zugewandten Seiten glatte Oberflächen auf, zwischen denen die Klebstoffschicht angeordnet ist. In einer Ausgestaltung können verschiedenfarbige Mikro-LEDs verwendet werden. Vorteilhaft dabei ist es, dass Farben über eine gesamte Fläche der Folie mit sehr hoher Farbtreue darstellbar sind.
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In wenigstens einer Ausgestaltung sind ferner elektrische Verbindungen der Mikro-LEDs in der Klebstoffschicht angeordnet.
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Auf diese Weise sind auch elektrische Verbindungen der Mikro-LEDs durch die Klebstoffschicht vor Umgebungseinflüssen geschützt. Bohrungen oder sonstige Öffnungen an der Folie und/oder an der Scheibe sind in dieser Ausgestaltung nicht für die Einbringung der elektrischen Verbindungen und/oder der Mikro-LEDs notwendig.
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In wenigstens einer Ausgestaltung sind die Mikro-LEDs einzeln und/oder in Gruppen von einer Steuereinheit ansteuerbar.
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So können beliebig viele Mikro-LEDs der Mehrzahl von Mikro-LEDs auf einmal ein- oder ausgeschaltet werden. Eine wahlweise Ansteuerung der Mikro-LEDs ermöglicht eine individuelle Benutzung der Beleuchtung in dem Deckel, je nach Wunsch eines Nutzers. Auf diese Weise lassen sich dynamische Effekte bei der Beleuchtung erzeugen.
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In wenigstens einer Ausgestaltung sind die Mikro-LEDs derart in der Klebstoffschicht angeordnet, dass sie eine Raumbeleuchtung für einen Innenraum des Kraftfahrzeugs und/oder eine Lesebeleuchtung und/oder eine Darstellung eines Bildes an dem Deckel bewirken.
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Eine Anzahl der Mikro-LEDs bei der Produktion des Deckels ist beliebig variierbar. Beispielsweise sind kostengünstigere Systeme mit einer vergleichsweise geringen Anzahl von Mikro-LEDs, oder aufwändigere Systeme mit einer vergleichsweise größeren Anzahl von Mikro-LEDs herstellbar. Hierfür wird lediglich die Anzahl der in der Klebstoffschicht angeordneten Mikro-LEDs variiert. Manipulationen an der Folie oder der Scheibe selbst sind hierfür nicht notwendig. Dies trägt dazu bei, dass Produktionsschritte bei einer Herstellung des Schichtstapels problemlos angepasst werden können. Außerdem trägt ein Verbauen von Mikro-LEDs unterschiedlicher Farben oder von nur einfarbigen Mikro-LEDs dazu bei, Kosten für den Deckel einem Bedarf eines Kunden anzupassen.
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In wenigstens einer Ausgestaltung weist die Folie einen Kunststoffwerkstoff, insbesondere Polyethylenterephtalat (PET) auf, oder besteht aus diesem.
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Eine derartige Folie ist einfach und kostengünstig herstellbar. Des Weiteren ist eine derartige Folie thermisch flexibel und passt sich so einer Ausdehnung der Scheibe bei Temperaturschwankungen an.
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In wenigstens einer Ausgestaltung weist die Folie UVlichtfilternde und/oder schalldämmende Eigenschaften auf.
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Insassen eines Fahrzeugs werden so vor UV-Licht und/oder Lärm durch die Folie geschützt.
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In wenigstens einer Ausgestaltung liegt eine Dicke der Klebstoffschicht in einem Bereich von 0,02 bis 1 mm. Insbesondere liegt die Dicke der Klebstoffschicht in einem Bereich von 0,1 bis 0,5 mm.
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Derartige Schichtdicken des Klebstoffs haben den Vorteil, dass sie die Mikro-LEDs umgeben und so vor Umgebungseinflüssen, wie beispielsweise Erschütterungen, schützen.
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In wenigstens einer Ausgestaltung ist der Schichtstapel dreidimensional gewölbt ausgeformt.
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Hierbei ist es vorteilhaft, dass die Mikro-LEDs so eingebracht werden, dass die dreidimensionale Wölbung des Schichtstapels keine Beeinträchtigung für die Mikro-LEDs darstellt. Eine Form der Wölbung des Schichtstapels ist so gewählt, dass sie, bezogen auf eine Größe der Mikro-LEDs, vernachlässigbar ist.
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In wenigstens einer Ausgestaltung sind die Mikro-LEDs gleichmäßig in der Klebstoffschicht verteilt.
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Dies ermöglicht eine einfache Produktion und eine homogene Lichtauskopplung bezüglich einer Helligkeit und/oder einer Farbe des ausgekoppelten Lichts über die gesamte Erstreckungsfläche der Klebstoffschicht.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird die oben genannte Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug umfassend ein Kraftfahrzeugdach mit einem Deckel gemäß dem ersten Aspekt gelöst. Das Kraftfahrzeug umfasst des Weiteren eine Steuereinheit, die mit den Mikro-LEDs elektrisch verbunden ist und dazu eingerichtet ist, die Mikro-LEDs anzusteuern.
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Die Steuereinheit ist beispielsweise an dem Deckel, an dem Schichtstapel, an dem Kraftfahrzeugdach oder an einer anderen Stelle des Kraftfahrzeugs angeordnet. In einer weiteren Ausgestaltung ist die Steuereinheit so ausgestaltet, dass sie eine Dicke der Klebstoffschicht nicht übersteigt und in der Klebstoffschicht des Schichtstapels anbringbar ist.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Deckels und des Kraftfahrzeugs sind in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen offenbart. Die Ausführungsbeispiele werden anhand der angehängten Figuren beschrieben. In den Figuren werden für Elemente mit im Wesentlichen gleicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet, diese Elemente müssen jedoch nicht in allen Einzelheiten identisch sein.
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In den Figuren zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und
- 2 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Deckels für ein Kraftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1. Das Kraftfahrzeug 1 weist ein Kraftfahrzeugdach 2 auf. Das Kraftfahrzeugdach 2 weist eine Dachöffnung 3 auf. Die Dachöffnung 3 ist durch einen Deckel 4 verschließbar. Der Deckel 4 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 relativ zum übrigen Fahrzeugdach 2 beweglich angeordnet. Dadurch ist es möglich, mittels des Deckels 4 die Dachöffnung 3 teilweise zu verschließen oder zumindest teilweise freizugeben. Beispielsweise ist der Deckel 4 Teil eines Panoramadaches, eines Spoilerdaches, eines Schiebedaches, beispielsweise eines außengeführten Schiebedach, und/oder eines Schiebe-/Hebedaches. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist der Deckel 4 Teil eines Festglaselements. Das Kraftfahrzeug 1 ist beispielsweise ein Personenkraftwagen.
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2 zeigt einen Randausschnitt des Deckels 4 im Querschnitt gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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Der Deckel 4 weist einen Schichtstapel 5 auf, der in Z-Richtung gestapelt ist. Der Schichtstapel 5 weist eine Scheibe 6 auf, welche in einem Ausführungsbeispiel eine Glasscheibe, beispielsweise ein Einscheibensicherheitsglas (ESG) ist. Alternativ ist die Scheibe 6 aus einem anderen Material, beispielsweise einem Kunststoff, oder ein Verbund-Sicherheitsglas (VSG).
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An einer Unterseite 7 der Scheibe 6 ist eine Klebstoffschicht 8 angeordnet. Auf einer der Scheibe 6 abgewandten Seite der Klebstoffschicht 8 ist eine Folie 9 angeordnet. Die Folie 9 ist eine Kunststofffolie aus Polyethylenterephtalat (PET). Insbesondere eignet sich eine ProTec® Folie der Firma Webasto. Alternativ ist die Folie 9 aus einem anderen Material, beispielsweise Polymethylmethacrylat (PMMA), oder eine Dünnglasfolie.
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Die Folie 9 ist mit einer Oberseite 10 in Kontakt mit der Klebstoffschicht 8. Die Klebstoffschicht 8 verbindet die Folie 9 mit der Scheibe 6. Die Folie 9 ist eine Sicherheitsfolie und trägt beispielsweise dazu bei, bei einem Bruch der Scheibe 6 Bruchstücke der Scheibe 6 zusammenzuhalten, sodass ein Verletzungsrisiko für Insassen gemindert wird.
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Bei einem Aufbau des Schichtstapels 5 wird die Klebstoffschicht 8 zunächst auf die Folie 9 aufgetragen und anschließend die Folie 9 mit der Klebstoffschicht 8 an der Scheibe 6 befestigt. Alternativ wird die Klebstoffschicht 8 auf die Scheibe 6 aufgetragen, bevor die Scheibe 6 mit der Klebstoffschicht 8 an der Folie 9 befestigt wird. In einem weiteren, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Klebstoffschicht 8 eine Schmelzklebefolie, beispielsweise auf Basis eines thermolplastischen Polyurethan (TPU) oder Tectosil. Eine derartige Schmelzklebefolie wird bei einem Aufbau des Schichtstapels 5 zwischen der Scheibe 6 und der Folie 9 eingebracht und thermisch aktiviert, sodass die Schmelzklebefolie die Scheibe 6 mit der Folie 9 verbindet.
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Die Unterseite 7 der Scheibe 6 und die Oberseite 10 der Folie 9 weisen jeweils überwiegend glatte Oberflächen auf. Die glatten Oberflächen weisen keine Einkerbungen, Ausbuchtungen, Bohrungen oder sonstige Vertiefungen auf, die zu einer Instabilität des Schichtstapels 5 oder zu Lufteinschließungen in dem Schichtstapel 5 führen könnten.
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Eine Hauptausbreitungsrichtung des Deckels 4, der Scheibe 6 und der Folie 9 erstrecken sich jeweils quer zur Z-Richtung. Der Deckel 4 weist in Y- und X-Richtung jeweils eine deutlich größere Ausdehnung auf als in Z-Richtung.
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Die Scheibe 6 weist einen in Y-Richtung vorspringenden Bereich 11 auf. Der vorspringende Bereich 11 ragt über die Klebstoffschicht 8 und die Folie 9 vor. An dem vorspringenden Bereich 11 ist kein Klebstoff 8 und keine Folie 9 vorgesehen. Alternativ ist der Deckel 4 ohne vorspringenden Bereich 11 ausgestaltet. In einer solchen Ausgestaltung schließen Scheibe 6, Klebstoffschicht 8 und Folie 9 bündig am Rand ab.
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In die Klebstoffschicht 8 sind Mikro-Leuchtdioden (Mikro-LEDs) 12 eingebettete. Die Mikro-LEDs 12 weisen gemäß Ausführungsbeispielen Höhen, Breiten und Tiefen von jeweils 20 µm auf. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen sind auch größere und auch kleinere Mikro-LEDs 12 vorgesehen.
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Die Mikro-LEDs sind in diesem Ausführungsbeispiel vollständig von der Klebstoffschicht 8 umgeben. Eine zusätzliche Verkapselung der Mikro-LEDs 12 ist hier nicht notwendig. Ebenfalls in der Klebstoffschicht 8 angeordnet sind Verkabelungen 13, die einen elektrischen Kontakt zwischen den Mikro-LEDs 12 herstellen. Die Verkabelungen 13 sind ebenfalls vollständig von dem Klebstoff umgeben. Die Mikro-LEDs 12 erzeugen beispielsweise farbiges Licht oder sind so angeordnet, dass sie additiv weißes Licht erzeugen. Ein von den Mikro-LEDs 12 erzeugtes Licht wird über die Folie 9 ausgekoppelt. Das Licht wird überwiegend in Richtung des Pfeils P ausgekoppelt.
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Der Deckel 4 ist so an dem Kraftfahrzeugdach 2 angeordnet, dass die Folie 9 einem Innenraum des Kraftfahrzeugs 1 zugewandt ist. Der Pfeil P weist somit in den Innenraum des Kraftfahrzeugs 1. Auf diese Weise kann mit dem über die Folie 9 ausgekoppelten Licht der Innenraum des Kraftfahrzeugs 1 beleuchtet werden. Die Beleuchtung kann beispielsweise ein sogenanntes Ambient-Light für den Innenraum, ein Leselicht, und/oder eine Bilddarstellung an dem Deckel 4 umfassen.
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An dem Deckel 4 ist eine Steuereinheit 14 angebracht. Die Steuereinheit 14 ist mit einem doppelseitigen Klebeband 15 an dem vorspringenden Bereich 11 der Scheibe 6 befestigt. Zum Schutz der Steuereinheit 14 ist über der Steuereinheit 14 eine Abdeckung 16 angebracht. Die Abdeckung 16 ist mit einem Ende an der Scheibe 6 befestigt und mit einem anderen Ende an der Folie 9 befestigt. Die Abdeckung 16 schützt somit auch einen Randbereich der Folie 9 vor einem Ablösen von der Scheibe 6.
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Die Steuereinheit 14 empfängt von einem Benutzer ein Eingabesignal zur Steuerung der Mikro-LEDs 12. Die Steuereinheit 14 ist über die Verkabelung 13 mit den Mikro-LEDs 12 verbunden und generiert, basierend auf dem Eingabesignal, ein Steuersignal zum Steuern der Mikro-LEDs 12. Das Steuersignal wird von der Steuereinheit 14 über die Verkabelung 13 an die Mikro-LEDs 12 gesendet. Auf diese Weise werden die Mikro-LEDs 12 ein- bzw. ausgeschaltet. Die Mikro-LEDs 12 können von der Steuereinheit 14 einzeln, in Gruppen, oder alle auf einmal angesteuert werden. Auf diese Weise können die zuvor beschriebenen unterschiedlichen Beleuchtungen erzeugt werden.
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In einem alternativen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Steuereinheit 14 beispielsweise an der Folie 9 befestigt. In weiteren, nicht gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Steuereinheit 14 anderweitig an dem Deckel 4, an dem Kraftfahrzeugdach 2, oder an einem anderen Teil des Kraftfahrzeugs 1 befestigt. Beispielsweise ist die Steuereinheit 14 in eine Mittelkonsole eines Armaturenbrettes des Kraftfahrzeugs 1 integriert. Die von der Steuereinheit 14 generierten Steuersignale werden dann über Kabel, die zu dem Deckel 4 führen und an die Verkabelung 13 angeschlossen sind, an die Mikro-LEDs 12 gesendet.
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In dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 weist die Scheibe 6 eine Schichtdicke von ungefähr 3,2 - 3,85 mm auf. Die Folie 9 weist eine Schichtdicke von weniger als 0,5 mm auf. Die Klebstoffschicht weist eine Dicke in einem Bereich von 0,02 bis 1 mm, insbesondere in einem Bereich von 0,1 bis 0,5 mm auf. Ein derartiger Aufbau des Schichtstapels 5 ermöglicht eine Bauweise des Deckels 4 mit geringem Gewicht. Dies ist vorteilhaft, da ein Gesamtgewicht von Kraftfahrzeugen stets minimiert werden soll.
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Bei einem Aufbau des Schichtstapels 5 werden die Mikro-LEDs 12 und die Verkabelungen 13 beispielsweise von einem Industrieroboter in der Klebstoffschicht 8 angeordnet sobald diese auf die Folie 9 und/oder auf die Scheibe 6 aufgetragen wurde, bevor die Folie 9 an der Scheibe 6 befestigt wird. Alternativ, wenn die Klebstoffschicht 8 eine Schmelzklebefolie ist, können die Mikro-LEDs 12 und die Verkabelungen 13 auch bereits in der Schmelzklebefolie eingelassen sein, bevor die Schmelzklebefolie an der Scheibe 6 und/oder an der Folie 9 angebracht wird.
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Der Deckel 4 ist ferner so ausgestaltet, dass der Schichtstapel 5 dreidimensional gewölbt ist. Die Wölbung ist in dem Ausschnitt der 2 nicht erkennbar. Die Mikro-LEDs 12 sind so klein, dass die Wölbung des Schichtstapels 5 keine Beeinträchtigung für die Mikro-LEDs 12 darstellt. Des Weiteren sind die Mikro-LEDs 12 langlebig und weisen eine gute Temperaturbeständigkeit auf. Insbesondere bei der Verwendung des Deckels 4 in einem Kraftfahrzeugdach 2 treten Temperaturen von bis zu 100°C auf. Derartigen Temperaturen können die Mikro-LEDs 12 ohne Probleme ausgesetzt werden. Eine Verfärbung der Mikro-LEDs 12 tritt in diesem Fall nicht oder nur unwesentlich bezogen auf eine gewöhnliche Lebensspanne eines Kraftfahrzeugs 1 auf.
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Bei hohen Temperaturschwankungen, denen das Kraftfahrzeug 1 unter Umständen ausgesetzt ist, kann es an dem Deckel 4 zu thermischen Verformungen kommen. Derartige Verformungen stellen für den hier beschriebenen Schichtstapel 5 mit den in der Klebstoffschicht 8 eingebetteten Mikro-LEDs 12 kein Risiko dar. Die Folie 9 passt sich einer Ausdehnung der Scheibe 6 an. Die Mikro-LEDs 12 sind so in der Klebstoffschicht 8 angeordnet, dass sie von einer derartigen Ausdehnung nicht beschädigt oder beeinträchtigt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Kraftfahrzeugdach
- 3
- Dachöffnung
- 4
- Deckel
- 5
- Schichtstapel
- 6
- Scheibe
- 7
- Unterseite der Scheibe
- 8
- Klebstoffschicht
- 9
- Folie
- 10
- Oberseite der Folie
- 11
- vorspringender Bereich
- 12
- Mikro-LEDs
- 13
- Verkabelung
- 14
- Steuereinheit
- 15
- doppelseitiges Klebeband
- 16
- Abdeckung
- P
- Pfeil
- X, Y, Z
- Richtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014100838 A1 [0003]
