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Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugleuchte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine typische Kraftfahrzeugleuchte umfasst einen im Wesentlichen von einem Leuchtengehäuse und einer Lichtscheibe umschlossenen Leuchteninnenraum und mindestens ein darin beherbergtes, mindestens eine Lichtquelle umfassendes Leuchtmittel für wenigstens eine Lichtfunktion der Kraftfahrzeugleuchte.
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Jede Kraftfahrzeugleuchte erfüllt je nach Ausgestaltung eine oder mehrere Aufgaben bzw. Funktionen. Zur Erfüllung jeder Aufgabe bzw. Funktion ist eine Lichtfunktion der Kraftfahrzeugleuchte vorgesehen. Lichtfunktionen sind beispielsweise bei einer Ausgestaltung als Scheinwerfer eine die Fahrbahn ausleuchtende Funktion, oder bei einer Ausgestaltung als Signalleuchte eine Signalfunktion, wie beispielsweise eine Wiederholblinklichtfunktion zur Fahrtrichtungsanzeige oder eine Bremslichtfunktion zur Anzeige einer Bremstätigkeit, oder z.B. einer Begrenzungslichtfunktion, wie etwa einer Rücklichtfunktion, zur Sicherstellung einer Sichtbarkeit des Kraftfahrzeugs bei Tag und/oder Nacht, wie etwa bei einer Ausgestaltung als Heckleuchte oder Tagfahrleuchte. Beispiele für Kraftfahrzeugleuchten sind am Fahrzeugbug, an den Fahrzeugflanken und/oder an den Seitenspiegeln sowie am Fahrzeugheck angeordnete Blinkleuchten, Ausstiegsleuchten, beispielsweise zur Umfeldbeleuchtung, Begrenzungsleuchten, Bremsleuchten, Nebelleuchten, Rückfahrleuchten, sowie typischerweise hoch gesetzte dritte Bremsleuchten, so genannte Central, High-Mounted Braking Lights, Tagfahrleuchten, Scheinwerfer und auch als Abbiege- oder Kurvenlicht verwendete Nebelscheinwerfer, sowie Kombinationen hiervon.
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Jede Lichtfunktion muss dabei eine beispielsweise gesetzlich vorgegebene Lichtverteilung erfüllen. Die Lichtverteilung legt dabei mindestens einzuhaltende, umgangssprachlich als Helligkeit bezeichnete Lichtströme in zumindest einzuhaltenden Raumwinkelbereichen fest.
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Für die einzelnen Lichtfunktionen sind zum Teil unterschiedliche Helligkeiten bzw. Sichtweiten sowie zum Teil unterschiedliche Lichtfarben zugeordnet.
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Wenigstens einer Lichtquelle des Leuchtmittels einer Kraftfahrzeugleuchte können ein oder mehrere zur Ausformung einer Lichtverteilung beitragende Optikelemente zur Lichtlenkung zugeordnet sein.
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Die Lichtscheibe ist durch eine heutzutage meist aus einem Kunststoff hergestellte, transparente Abdeckung gebildet, welche den Leuchteninnenraum abschließt und die darin beherbergten Bauteile, wie etwa ein oder mehrere Leuchtmittel, Reflektoren sowie alternativ oder zusätzlich vorgesehene Optikelemente gegen Witterungseinflüsse schützt.
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Das Leuchtengehäuse bzw. der Leuchteninnenraum kann in mehrere Kammern mit jeweils eigenen Lichtquellen und/oder Leuchtmitteln und/oder Optikelementen sowie gegebenenfalls Lichtscheiben unterteilt sein, von denen mehrere Kammern gleiche und/oder jede Kammer eine andere Lichtfunktionen erfüllen kann.
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Bei den erwähnten Optikelementen kann es sich um wenigstens einen Reflektor und/oder um mindestens eine Linse und/oder um eine oder mehrere im Strahlengang zwischen wenigstens einer Lichtquelle des Leuchtmittels und der Lichtscheibe angeordnete Optikscheiben oder dergleichen handeln.
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Beispielsweise kann in dem Leuchteninnenraum mindestens ein hinter wenigstens einer Lichtquelle zumindest eines Leuchtmittels angeordneter Reflektor untergebracht sein. Der Reflektor kann zumindest zum Teil durch ein separates Bauteil und/oder durch wenigstens einen Teil des Leuchtengehäuses selbst gebildet sein, beispielsweise vermittels einer zumindest teilweisen, reflektierenden Beschichtung.
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Die Lichtscheibe selbst kann alternativ oder zusätzlich als ein Optikelement ausgebildet sein, beispielsweise indem sie vorzugsweise an deren Innenseite mit einer zur Erzeugung einer oder mehrerer zuvor erwähnter Lichtverteilungen beitragenden optischen Struktur versehen ist. Hierdurch kann gegebenenfalls auf eine Optikscheibe verzichtet werden.
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Beispiele für Kraftfahrzeugleuchten sind am Fahrzeugbug, an den Fahrzeugflanken und/oder an den Seitenspiegeln sowie am Fahrzeugheck angeordnete Wiederholblinkleuchten, Ausstiegsleuchten, beispielsweise zur Umfeldbeleuchtung, Begrenzungsleuchten, Bremsleuchten, Nebelleuchten, Rückfahrleuchten, sowie typischerweise hoch gesetzte dritte Bremsleuchten, so genannte Central, High-Mounted Braking Lights, Tagfahrleuchten, Scheinwerfer und auch als Abbiege- oder Kurvenlicht verwendete Nebelscheinwerfer, sowie Kombinationen hiervon.
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Eine solche Kombination ist beispielsweise regelmäßig in den bekannten Heckleuchten verwirklicht. In diesen kommen beispielsweise Wiederholblinkleuchten, Begrenzungsleuchten, Bremsleuchten, Nebelleuchten sowie Rückfahrleuchten zum Einsatz, um nur eine von vielen in Heckleuchten verwirklichten Kombinationen zu nennen. Weder erhebt diese Aufzählung Anspruch auf Vollständigkeit, noch bedeutet dies, dass in einer Heckleuchte alle genannten Leuchten kombiniert werden müssen. So können beispielsweise auch nur zwei oder drei der genannten oder auch anderer Leuchten in einem gemeinsamen Leuchtengehäuse einer Heckleuchte miteinander kombiniert sein.
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Als Lichtquellen kommen in Kraftfahrzeugleuchten Glühlampen, Gasentladungslampen sowie unter anderem wegen ihres geringen Stromverbrauchs und geringen Bauraumbedarfs vermehrt Leuchtdioden zum Einsatz. Letztere bestehen aus mindestens einem Lichtemittierende-Diode-Halbleiter-Chip, kurz LED-Chip, sowie wenigstens einer beispielsweise durch Spritzgießen angeformten, den mindestens einen LED-Chip ganz oder teilweise umhüllenden Primäroptik. Auch sind Kraftfahrzeugleuchten bekannt, in denen reine LED-Chips ohne angeformte Primäroptiken zum Einsatz kommen. Im Folgenden wird deshalb der Einfachheit halber nicht zwischen Leuchtdiode und LED-Chip unterschieden und statt dessen einheitlich der Begriff LED stellvertretend für beide Ausgestaltungen verwendet, es sei denn, es ist explizit etwas anderes erwähnt. Herausragende Eigenschaften von LEDs im Vergleich zu anderen, konventionellen Lichtquellen von Leuchtmitteln sind eine wesentlich längere Lebensdauer und eine wesentlich höhere Lichtausbeute bei gleicher Leistungsaufnahme. Dadurch und unter anderem auch wegen ihrer kompakteren Abmessungen können durch Verwendung von LEDs als Lichtquelle von Leuchtmitteln besonders kompakte Kraftfahrzeugleuchten verwirklicht werden, die an fast jede nur erdenkliche Einbausituation angepasst sein können.
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In Verbindung mit der Verwendung von LEDs als Lichtquellen in einer Kraftfahrzeugleuchte ist bekannt, mehrere LEDs von außerhalb des Leuchteninnenraums durch die Lichtscheibe hindurch sichtbar auf einer Fläche anzuordnen, welche bei eingeschalteten LEDs durch die Lichtscheibe hindurch als leuchtende Fläche wahrgenommen wird, oder die LEDs in einem von außerhalb des Leuchteninnenraums durch die Lichtscheibe hindurch nicht einsehbaren Bereich anzuordnen, wobei das von den LEDs abgestrahlte Licht über einen Reflektor und/oder einen Lichtleiter in Richtung der Lichtscheibe verteilt und umgelenkt wird, welcher dann durch die Lichtscheibe hindurch als leuchtende Fläche wahrgenommen wird, so dass das Licht schließlich durch die Lichtscheibe hindurch aus dem Leuchteninnenraum austreten kann.
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Nachteilig an beiden Varianten ist neben dem immer noch teils erheblichen Bauraumbedarf im Leuchteninnenraum der notwendige, nicht unerhebliche Aufwand, um ein homogenes Erscheinungsbild der leuchtenden Fläche zu erhalten.
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Eine Behebung dieser Nachteile verspricht die Verwendung organischer Leuchtdioden (Organic Light Emitting Diode; OLED).
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Eine OLED ist ein leuchtendes Dünnschichtbauelement aus organischen halbleitenden Materialien, das sich von den anorganischen Leuchtdioden (LED) dadurch unterscheidet, dass keine einkristallinen Materialien erforderlich sind. Im Vergleich zu anorganischen LEDs lassen sich organische Leuchtdioden daher in Dünnschichttechnik kostengünstiger herstellen. OLEDs ermöglichen dadurch die Herstellung flächiger Lichtquellen, die einerseits sehr dünn und andererseits als durch die Lichtscheibe einer Kraftfahrzeugleuchte hindurch sichtbare leuchtende Fläche eingesetzt einen besonders homogenes Erscheinungsbild aufweisen.
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Durch
EP 2 592 331 A1 ist eine Kraftfahrzeugleuchte mit einer auf einem im Leuchteninnenraum untergebrachten Halter angeordneten OLED bekannt.
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Durch
DE 10 2009 009 087 A1 ist bekannt, im Leuchteninnenraum einer Kraftfahrzeugleuchte eine OLED als Lichtquelle eines zur Erfüllung einer zweiten Lichtfunktion vorgesehenen Leuchtmittels im Strahlengang zwischen einem zur Erfüllung einer ersten Lichtfunktion vorgesehenen Leuchtmittels und einer Lichtscheibe anzuordnen.
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Durch
DE 20 207 799 U1 ist eine Kraftfahrzeugleuchte mit einer auf einem Träger aufsitzenden Lichtscheibe und einer zwischen Lichtscheibe und dem Träger angeordneten OLED bekannt.
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Durch
DE 10 2007 021 179 A1 ist bekannt, eine OLED in eine transparente, einen Leuchteninnenraum begrenzende Rückwand einer Kraftfahrzeugleuchte zu integrieren.
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Eine Einschränkung dieser Kraftfahrzeugleuchten ist deren hoher konstruktiver Aufwand sowie deren immer noch verhältnismäßig großer Bauraumbedarf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Kraftfahrzeugleuchte zu entwickeln, welche einen besonders homogenen Eindruck einer während der Erfüllung zumindest einer Lichtfunktion der Kraftfahrzeugleuchte leuchtenden Fläche aufweist, einfach aufgebaut ist, sowie mit einem geringen Bauraumbedarf auskommt.
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Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs.
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Die Erfindung betrifft demnach eine Kraftfahrzeugleuchte mit wenigstens einem zur Erfüllung wenigstens einer Lichtfunktion der Kraftfahrzeugleuchte vorgesehenen Leuchtmittel mit wenigstens einer OLED als Lichtquelle. Wenigstens eine Lichtscheibe der Kraftfahrzeugleuchte dient als Träger für zumindest eine OLED.
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Vorteile gegenüber dem Stand der Technik sind nebst einer besonders hohen Wirtschaftlichkeit einhergehend mit einer hohen Lichtausbeute von OLEDs ebenso wie von LEDs der einfache Aufbau der Kraftfahrzeugleuchte und deren geringer Bauraumbedarf.
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Kostenvorteile ergeben sich unter Anderem dadurch, dass als Lichtquellen in Kraftfahrzeugleuchten vorgesehene OLEDs herstellerseitig zwischen Glasplättchen angeordnet sind und deshalb zum Schutz der Glasplättchen bei der bisherigen Entwicklung von Kraftfahrzeugleuchten mit OLEDs als Lichtquellen vorgesehen ist, die OLEDs spannungsfrei im Leuchteninnenraum anzuordnen, einhergehend mit dem Nachteil der Notwendigkeit eigens hierfür vorgesehener Bauteile, welche die OLEDs tragen.
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Die Erfindung erlaubt auf solche eigens zur spannungsfreien Anordnung im Leuchteninnenraum vorgesehene Bauteile zu verzichten und OLEDs in die Lichtscheibe einer Kraftfahrzeugleuchte zu integrieren bzw. die Lichtscheibe als Träger von OLEDs in Kraftfahrzeugleuchten vorzusehen. Dies ist besonders vorteilhaft, da eine an Kraftfahrzeugleuchten und vor allem an Kraftfahrzeugheckleuchten im Automobilbereich gestellten Qualitätsanforderungen eine Beständigkeit vor allem der Lichtscheibe gegen ein Ethanol-Wasser-Gemisch vorsehen, ohne dass eine Rissbildung in der Lichtscheibe auftritt, welche neben anderen Qualitätsanforderungen nur erfüllt werden kann, wenn die im Herstellprozess der Kraftfahrzeugleuchte in die Lichtscheibe induzierten Spannungen in einem Temperprozess relaxiert werden.
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Damit ist die Lichtscheibe einer Kraftfahrzeugleuchte ohnehin spannungsfrei und damit besonders zur spannungsfreien Anordnung von OLEDs geeignet.
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Die mindestens eine OLED kann auf oder in der Lichtscheibe angeordnet oder untergebracht sein.
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Beispielsweise kann wenigstens eine als Lichtquelle zumindest eines zur Erfüllung wenigstens einer Lichtfunktion der Kraftfahrzeugleuchte vorgesehenen Leuchtmittels dienende OLED in eine Lichtscheibe der Kraftfahrzeugleuchte integriert oder auf eine Lichtscheibe aufgebracht sein.
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Ein sich neben einer Erfüllung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ergebender Vorteil gegenüber dem Stand der Technik beruht auf der Alternative, OLEDs großflächig und kostengünstig auch auf drucktechnischem Wege herstellen zu können, was bei klassischen LEDs nicht und bei elektronischen Bauelementen und Systemen nur selten der Fall ist. Darüber hinaus lassen sich OLEDs nicht nur unter teuren Vakuum- und Reinraumbedingungen herstellen. Dies bedeutet eine erhebliche Kosteneinsparung gegenüber anorganischen LEDs. Der Kostenvorteil ergibt sich daraus, dass die elektrisch leitenden farbgebenden Schichten in einem modifizierten Tintenstrahldruckverfahren oder neuerdings auch im Offsetdruck aufgebracht und ebenfalls ohne Vakuum-Aufdampfen anschließend beschichtet werden können. Dadurch können OLEDs einfach, beispielsweise auf drucktechnischem Wege beispielsweise auf die Innenseite einer Lichtscheibe aufgebracht werden. Im Falle einer mehrschichtigen oder mehrschichtig hergestellten Lichtscheibe können OLEDs auf drucktechnischem Wege auf eine erste Schicht der Lichtscheibe aufgebracht werden, um im Anschluss hieran, beispielsweise im Spritzgussverfahren oder durch Aufkleben, mit einer weiteren Schicht der Lichtscheibe bedeckt und gegenüber Umwelteinflüssen hermetisch eingeschlossen zu werden.
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Die Lichtscheibe kann einen Leuchteninnenraum abschließen oder umgeben, in welchem eine oder mehrere Lichtquellen zur Erfüllung der selben oder einer anderen Lichtfunktion als mindestens eine beispielsweise in die Lichtscheibe integrierte OLED beherbergt sein können.
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Die Lichtscheibe ist bevorzug aus einem Kunststoff hergestellt.
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Die Lichtscheibe kann transparent und klar oder milchig und/oder gefärbt ausgeführt sein.
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Die Lichtscheibe kann plan oder zwei- oder dreidimensional gewölbt ausgeführt sein.
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Die Lichtscheibe kann tiefgezogen oder im Spritzgussverfahren hergestellt sein.
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Wenigstens einer Lichtquelle des Leuchtmittels der Kraftfahrzeugleuchte können ein oder mehrere zur Ausformung einer Lichtverteilung beitragende Optikelemente zur Lichtlenkung zugeordnet sein, wobei die Lichtscheibe selbst als mindestens ein Optikelement ausgebildet sein kann oder mindestens ein Optikelement umfassen kann, beispielsweise indem sie vorzugsweise an deren Innenseite mit einer zur Erzeugung einer oder mehrerer eingangs erwähnter Lichtverteilungen beitragenden optischen Struktur versehen ist. Hierdurch kann gegebenenfalls auf eine Optikscheibe verzichtet werden.
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Mindestens eine OLED kann direkt auf eine von außerhalb einer Kraftfahrzeugleuchte beim Blick auf die Lichtscheibe sichtbare Fläche, beispielsweise eine eine Innenseite oder eine Außenseite der Lichtscheibe bildende Oberfläche beispielsweise mittels eines bei der Herstellung einer OLED verwendeten Verfahrens aufgebracht und/oder appliziert sein.
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Alternativ oder zusätzlich kann mindestens eine OLED eine in der fertigen Lichtscheibe innen liegende Innenfläche bilden, indem die OLED auf eine Oberfläche einer noch nicht fertig gestellten, mehrschichtige oder in einem mehrstufigen Herstellungsprozess hergestellte Lichtscheibe aufgebracht und/oder appliziert wird, welche Oberfläche im Anschluss hieran beispielsweise durch das Aufbringen mindestens einer weiteren Schicht versiegelt und dadurch gegenüber der Umgebung hermetisch abgedichtet ist und dadurch eine Innenfläche in der Lichtscheibe bildet, welche sich an der Grenze zwischen der Schicht der Lichtscheibe, auf welche die OLED aufgebracht und/oder appliziert ist, und der diese überdeckenden Schicht befindet.
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Die OLED kann beispielsweise durch Aufkleben, Laminieren, zwischen zwei Schichten im Spritzgussverfahren Einspritzen, oder Aufdrucken aufgebracht und/oder appliziert sein.
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Vorteile ergeben sich unter Anderem durch einen Verzicht auf separate Halter oder Träger für die OLEDs, welche in einem hierfür vorgesehene Leuchteninnenraum untergebracht werden müssen sowie durch eine Verringerung der optischen Übergänge bei der Integration von OLEDs in die Lichtscheibe bzw. bei der Anordnung von OLEDs unmittelbar auf der Lichtscheibe, einhergehend mit einer Verbesserung der Lichtausbeute.
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Zusätzliche Vorteile ergeben sich in der Automobilbeleuchtung durch die im Vergleich zum Stand der Technik größere Designfreiheit.
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Es ist ersichtlich, dass die Erfindung verwirklicht sein kann durch mindestens eine OLED, welche mit einer Lichtscheibe einer Kraftfahrzeugleuchte kombiniert bzw. in diese integriert ist. Die mindestens eine OLED dient dabei als Lichtquelle eines zur Erfüllung wenigstens einer Lichtfunktion der Kraftfahrzeugleuchte vorgesehenen Leuchtmittels.
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Die mindestens eine mit der Lichtscheibe der Kraftfahrzeugleuchte kombinierte bzw. in diese integrierte OLED ist dabei von außerhalb der Kraftfahrzeugleuchte sichtbar. Die mindestens eine mit der Lichtscheibe der Kraftfahrzeugleuchte kombinierte bzw. in diese integrierte OLED kann dabei auf der Oberfläche und/oder innerhalb der Lichtscheibe positioniert sein. Die Lichtscheibe kann weitere optisch relevante Geometrien, auch für Lichtquellen andere Lichtfunktionen der Kraftfahrzeugleuchte erfüllender Leuchtmittel aufweisen und/oder umfassen. Die Geometrien können alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, um das Warm-/Kalterscheinungsbild der Kraftfahrzeugleuchte bei ein- bzw. ausgeschaltetem Leuchtmittel zu beeinflussen.
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Beispiele optisch relevanter Geometrien sind in die Lichtscheibe integrierte oder von der Lichtscheibe umfasste Optikelemente beispielsweise in Form einer vorzugsweise an der Innenseite der Lichtscheibe vorgesehenen optischen Struktur, welche zur Erzeugung einer oder mehrerer eingangs erwähnter Lichtverteilungen beiträgt.
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Weitere Beispiele optisch relevanter Geometrien sind:
- – mit in die Lichtscheibe integrierte (Mikro-)Optiken eines Rückstrahlers, und/oder
- – mit in die Lichtscheibe integrierte transparente, streuende Walzenoptiken für eine dahinterliegende Bremslichtfunktion, wobei einige Walzen auf bzw. unter der Oberfläche eine oder mehrere OLEDs beinhalten können.
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Indem eine oder mehrere OLEDs in und/oder auf der Lichtscheibe integriert sind, kann das maximale räumliche Volumen des Leuchteninnenraums der Kraftfahrzeugleuchte für andere Lichtfunktionen bzw. deren Leuchtmittel sowie gegebenenfalls Optikelemente ausgenutzt werden. Indem eine oder mehrere OLEDs in und/oder auf der Lichtscheibe integriert sind, wird durch den Wegfall mindestens einer optischen Grenzfläche die optische Effizienz gesteigert.
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Die Kraftfahrzeugleuchte kann einen von einem Gehäuse und einer Lichtscheibe umschlossenen Leuchteninnenraum aufweisen, in dem mindestens ein weiteres Leuchtmittel zur Erfüllung zumindest einer weiteren Lichtfunktion der Kraftfahrzeugleuchte angeordnet sein kann. Zumindest zwei der dann vorgesehenen mindestens zwei Lichtfunktionen der Kraftfahrzeugleuchte können unterschiedliche Lichtfarben aufweisen.
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Die Kraftfahrzeugleuchte ist bevorzugt als Heckleuchte ausgeführt.
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Wichtig ist hervorzuheben, dass die Kraftfahrzeugleuchte zusätzlich zu der durch die mindestens eine OLED zu erfüllenden Lichtfunktion über mindestens eine konventionell vermittels beispielsweise eines oder mehrerer beispielsweise in einer separaten Reflektorkammer untergebrachten Leuchtmittels und/oder eines Lichtleiters verwirklichte, zusätzliche Lichtfunktion verfügen kann. Bei dieser mindestens einen zusätzlichen Lichtfunktion kann es sich beispielsweise um eine solche Lichtfunktion handeln, deren Lichtwerte und/oder deren gesetzliche Vorschriften vermittels einer flächigen Lichtquelle wie einer OLED nur unter hohem Aufwand zu erfüllen sind.
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Alternativ oder zusätzlich können eine oder mehrere Lichtfunktionen unabhängig von der Kraftfahrzeugleuchte untergebracht sein. Beispielsweise können eine der Erfüllung einer Nebelschlusslichtfunktion dienende Nebelschlussleuchte und/oder ein der Erfüllung einer Rückfahrlichtfunktion dienender Rückfahrscheinwerfer zusammen in einem Modul der Kraftfahrzeugleuchte örtlich ausgelagert sein, während sich in einem anderen Bereich der Kraftfahrzeugleuchte die verbleibenden Lichtfunktionen konzentrieren. Ein Grund hierfür kann beispielsweise sein, dass die Nebelschlusslichtfunktion einen Mindestabstand zum Bremslichtfunktion aufgrund gesetzlicher Vorgaben einhalten muss. Durch diese Abtrennung ist dann zusätzlich eine größere Gestaltungsfreiheit gegeben.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Darin bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder gleich wirkende Elemente. Der Übersicht halber sind nur Bezugszeichen in den einzelnen Zeichnungen dargestellt, die für die Beschreibung der jeweiligen Zeichnung erforderlich sind. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander entsprechen dabei nicht immer den realen Größenverhältnissen, da einige Formen vereinfacht und andere Formen zur besseren Veranschaulichung vergrößert im Verhältnis zu anderen Elementen dargestellt sind. Es zeigen in schematischer Darstellung:
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1 eine Partie einer Lichtscheibe einer Kraftfahrzeugleuchte mit mindestens einer darin untergebrachten, zur Erfüllung zumindest einer Lichtfunktion der Kraftfahrzeugleuchte vorgesehenen OLED in einer perspektivischen Ansicht deren Stirnseite.
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2 die Partie der Lichtscheibe der Kraftfahrzeugleuchte mit mindestens einer darin untergebrachten, zur Erfüllung zumindest einer Lichtfunktion der Kraftfahrzeugleuchte vorgesehenen OLED in einer Ansicht in einem normal zu der Darstellung in 1 liegenden Querschnitt.
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Eine in 1 und in 2 ganz oder in Teilen dargestellte Kraftfahrzeugleuchte 01 umfasst mindestens ein zur Erfüllung wenigstens einer Lichtfunktion der Kraftfahrzeugleuchte 01 vorgesehenes Leuchtmittel mit zumindest einer OLED 20 als Lichtquelle. Die Kraftfahrzeugleuchte 01 zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine Lichtscheibe 10 der Kraftfahrzeugleuchte 01 als Träger für zumindest eine OLED 20 dient.
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Indem die Lichtscheibe 10 als Träger für mindestens eine OLED 20 dient wird ebenso ein besonders einfacher Aufbau der Kraftfahrzeugleuchte 01 sowie ein besonders geringer Bauraumbedarf erhalten. Darüber hinaus kann im Vergleich zum Stand der Technik mindestens ein die optische Güte nachteilig beeinträchtigender optischer Übergang eingespart werden, der sich beim Stand der Technik durch einen Luftspalt zwischen OLED 20 und Lichtscheibe 10 ergibt. Darüber hinaus ergeben sich durch die Verwendung einer Lichtscheibe 10 als Träger für eine oder mehrere OLEDs 20 Kostenvorteile, wenn die als Lichtquellen in Kraftfahrzeugleuchten 01 vorgesehenen OLEDs 20 herstellerseitig zwischen Glasplättchen angeordnet sind und deshalb zum Schutz der spannungsfrei im Leuchteninnenraum angeordnet werden müssen. Die Lichtscheibe 10 muss bei Kraftfahrzeugleuchten 01 ohnehin spannungsfrei hergestellt werden, um die an Kraftfahrzeugleuchten 01 gestellten Qualitätsanforderungen zu erfüllen. Damit ist eine Lichtscheibe 10 einer Kraftfahrzeugleuchte 01 besonders zur spannungsfreien Anordnung von OLEDs 20 geeignet.
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Die Kraftfahrzeugleuchte 01 sieht demnach mindestens eine OLED vor, welche mit einer Lichtscheibe 10 einer Kraftfahrzeugleuchte 01 kombiniert, beispielsweise in diese integriert ist. Die mindestens eine OLED 20 dient dabei als Lichtquelle eines zur Erfüllung wenigstens einer Lichtfunktion der Kraftfahrzeugleuchte 01 vorgesehenen Leuchtmittels.
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Die mindestens eine mit der Lichtscheibe 10 der Kraftfahrzeugleuchte 01 kombinierte, beispielsweise in diese integrierte OLED 20 ist dabei von außerhalb der Kraftfahrzeugleuchte 01 sichtbar. Die mindestens eine mit der Lichtscheibe 10 der Kraftfahrzeugleuchte 01 kombinierte, beispielsweise in diese integrierte OLED 20 kann dabei auf der Oberfläche, beispielsweise der einem von der Lichtscheibe 10 und einem Gehäuse 02 zumindest teilweise umschlossenen Leuchteninnenraum 03 der Kraftfahrzeugleuchte 01 zugewandten Innenseite 11 und/oder innerhalb der Lichtscheibe 10 positioniert sein.
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Die mindestens eine OLED 20 kann beispielsweise auf oder in der Lichtscheibe 10 angeordnet oder untergebracht sein, beispielsweise indem die mindestens eine auf oder in einer Lichtscheibe 10 der Kraftfahrzeugleuchte 01 angeordnete oder untergebrachte OLED 20 in die Lichtscheibe 10 integriert oder auf die Lichtscheibe 10 aufgebracht ist.
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Die Kraftfahrzeugleuchte 01 mit auf oder in der Lichtscheibe 10 angeordnet oder untergebrachten OLEDs 20 erlaubt in Zukunft vermehrt OLEDs 20 im Bereich von Kraftfahrzeugleuchten 01 einzusetzen. Diese müssen sich bei der Kraftfahrzeugleuchte 01 nicht mehr auf einem eigenen Trägersubstrat befinden, das nach dem Stand der Technik bei den bisher für den Einsatz in Kraftfahrzeugen vorgesehenen OLEDs meistens aus Glas hergestellt ist, sondern können direkt in die Lichtscheibe 10 der Kraftfahrzeugleuchte 01 integriert sein. Auf das Trägersubstrat, welches beim Stand der Technik ein elementares Bestandteil der OLED ist, und keine weitere Funktion hat, kann hierbei verzichtet werden.
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Indem eine oder mehrere OLEDs 20 in und/oder auf der Lichtscheibe 10 untergebracht, beispielsweise integriert sind, kann das maximale räumliche Volumen des Leuchteninnenraums der Kraftfahrzeugleuchte 01 für andere Lichtfunktionen bzw. deren Leuchtmittel sowie gegebenenfalls Optikelemente ausgenutzt werden. Indem eine oder mehrere OLEDs 20 in und/oder auf der Lichtscheibe 10 integriert sind, wird durch den Wegfall mindestens einer optischen Grenzfläche die optische Effizienz gesteigert.
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Durch die Integration bzw. Anordnung der mindestens einen OLED 20 in bzw. auf der Lichtscheibe 10 entfällt zumindest ein optischer Übergang im Strahlengang von der Lichtentstehung bis zum Verlassen der Kraftfahrzeugleuchte 01 mit dem Austritt durch die Außenoberfläche 12 der Lichtscheibe 10. Dadurch wird eine besonders hohe Wirtschaftlichkeit einhergehend mit einer hohen Lichtausbeute erzielt. Dies ist durch eine Steigerung der optischen Güte bedingt, welche vereinfacht den Anteil des der Lichtverteilung einer Lichtfunktion beitragenden von einer Lichtquelle abgestrahlten Lichts zum insgesamt von der Lichtquelle abgestrahlten Licht widerspiegelt. Dieser Anteil ist bei ansonsten gleichen Rahmenbedingungen um so kleiner, je mehr optische Übergänge stattfinden. Bei einem optischen Übergang handelt es sich hierbei um einen Lichtübertritt zwischen Medien mit unterschiedlichem optischem Brechungsindex.
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Die bevorzugt als Heckleuchte ausgeführte Kraftfahrzeugleuchte 01 kann einen von einem Gehäuse 02 und einer Lichtscheibe 10 umschlossenen Leuchteninnenraum 03 aufweisen. Die Kraftfahrzeugleuchte 01 verfügt über mindestens eine Lichtfunktion. Alternativ kann die Kraftfahrzeugleuchte 01 über zumindest zwei Lichtfunktionen verfügen. Hierbei kann es sich um eine Rücklichtfunktion und/oder eine Bremslichtfunktion und/oder eine Wiederholblinklichtfunktion und/oder eine Rückfahrlichtfunktion und/oder eine Nebelschlusslichtfunktion handeln, um nur einige denkbare Ausgestaltungen verschiedener Lichtfunktionen zu nennen. Alternativ oder zusätzlich sind weitere Lichtfunktionen denkbar. Mindestens zwei der Lichtfunktionen der Kraftfahrzeugleuchte 01 können unterschiedlicher Lichtfarbe sein.
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Die Kraftfahrzeugleuchte 01 kann demnach einen von einem Gehäuse 02 und einer Lichtscheibe 10 zumindest zum Teil umschlossenen Leuchteninnenraum 03 aufweisen, in dem mindestens ein weiteres Leuchtmittel 04 mit zumindest einer Lichtquelle zur Erfüllung zumindest einer weiteren Lichtfunktion der Kraftfahrzeugleuchte 01 angeordnet sein kann. Zumindest zwei der dann vorgesehenen mindestens zwei Lichtfunktionen der Kraftfahrzeugleuchte 01 können unterschiedliche Lichtfarben aufweisen.
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Dabei kann die Kraftfahrzeugleuchte 01 zusätzlich zu der durch die mindestens eine OLED 20 zu erfüllenden Lichtfunktion über mindestens eine konventionell vermittels beispielsweise eines oder mehrerer beispielsweise in einer separaten Reflektorkammer untergebrachten weiteren Leuchtmittels 04 und/oder eines Lichtleiters verwirklichte, zusätzliche Lichtfunktion verfügen. Bei dieser mindestens einen zusätzlichen Lichtfunktion kann es sich beispielsweise um eine solche Lichtfunktion handeln, deren Lichtwerte und/oder deren gesetzliche Vorschriften vermittels einer flächigen Lichtquelle wie einer OLED 20 nur unter hohem Aufwand zu erfüllen sind.
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In dem beispielsweise von einem Gehäuse 02 und einer Lichtscheibe 10 zumindest zum Teil umschlossenen Leuchteninnenraum 03 der Kraftfahrzeugleuchte 01 können eine oder mehrere Lichtquellen:
- – des selben Leuchtmittels beherbergt sein, welches die mindestens eine von der Lichtscheibe 10 getragene, beispielsweise in die Lichtscheibe 10 integrierte OLED 20 umfasst, und/oder
- – mindestens eines zur Erfüllung der selben Lichtfunktion vorgesehenen Leuchtmittels beherbergt sind, wie der von dem die mindestens eine von der Lichtscheibe 10 getragenen, beispielsweise in die Lichtscheibe 10 integrierten OLED 20 umfassenden Leuchtmittel erfüllten, und/oder
- – mindestens eines weiteren Leuchtmittels 04 beherbergt sein, bei dem es sich nicht um das Leuchtmittel handelt, welches die mindestens eine von der Lichtscheibe 10 getragene, beispielsweise in die Lichtscheibe 10 integrierte OLED 20 umfasst, und/oder
- – mindestens eines zur Erfüllung einer anderen Lichtfunktion vorgesehenen Leuchtmittels beherbergt sein, wie der von dem die mindestens eine von der Lichtscheibe 10 getragenen, beispielsweise in die Lichtscheibe 10 integrierten OLED 20 umfassenden Leuchtmittel erfüllten.
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Alternativ oder zusätzlich können eine oder mehrere Lichtfunktionen unabhängig von der Kraftfahrzeugleuchte 01 untergebracht sein. Beispielsweise können eine der Erfüllung einer Nebelschlusslichtfunktion dienende Nebelschlussleuchte und/oder ein der Erfüllung einer Rückfahrlichtfunktion dienender Rückfahrscheinwerfer zusammen in einem Modul der Kraftfahrzeugleuchte 01 örtlich ausgelagert sein, während sich in einem anderen Bereich der Kraftfahrzeugleuchte 01 die verbleibenden Lichtfunktionen konzentrieren. Ein Grund hierfür kann beispielsweise sein, dass die Nebelschlusslichtfunktion einen Mindestabstand zum Bremslichtfunktion aufgrund gesetzlicher Vorgaben einhalten muss. Durch diese Abtrennung ist dann zusätzlich eine größere Gestaltungsfreiheit gegeben.
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Die mindestens eine auf oder in einer Lichtscheibe 10 der Kraftfahrzeugleuchte 01 angeordnete oder untergebrachte OLED 20 kann auf drucktechnischem Wege in die Lichtscheibe 10 integriert oder auf die Lichtscheibe 10 aufgebracht sein.
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So können OLEDs 20 großflächig und kostengünstig beispielsweise auf drucktechnischem Wege hergestellt werden, was bei klassischen LEDs nicht und bei elektronischen Bauelementen und Systemen nur selten der Fall ist. Darüber hinaus müssen OLEDs 20 nicht unbedingt unter teuren Vakuum- und Reinraumbedingungen hergestellt werden. Dies bedeutet eine erhebliche Kosteneinsparung gegenüber anorganischen LEDs. Der Kostenvorteil ergibt sich daraus, dass die elektrisch leitenden farbgebenden Schichten in einem modifizierten Tintenstrahldruckverfahren oder neuerdings auch im Offsetdruck aufgebracht und ebenfalls ohne Vakuum-Aufdampfen anschließend beschichtet werden können. Dadurch können OLEDs 20 einfach, beispielsweise bevorzugt auf drucktechnischem Wege beispielsweise auf die einem von einem Gehäuse 02 und einer Lichtscheibe 10 zumindest teilweise umgebenen Leuchteninnenraum 03 zugewandten Innenseite 11 einer Lichtscheibe 10 aufgebracht werden. Im Falle einer mehrschichtigen oder mehrschichtig hergestellten Lichtscheibe 10 können OLEDs auf drucktechnischem Wege auf eine erste Schicht der Lichtscheibe 10 aufgebracht werden, um im Anschluss hieran, beispielsweise im Spritzgussverfahren oder durch Aufkleben, mit einer weiteren Schicht der Lichtscheibe 10 bedeckt und gegenüber Umwelteinflüssen hermetisch eingeschlossen zu werden.
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Alternativ kann die mindestens eine auf oder in einer Lichtscheibe 10 der Kraftfahrzeugleuchte 01 angeordnete oder untergebrachte OLED 20 mittels eines bei der Herstellung einer OLED 20 verwendeten Verfahrens aufgebracht und/oder appliziert sein.
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Beispielsweise kann mindestens eine OLED 20 direkt auf eine von außerhalb einer Kraftfahrzeugleuchte 01 beim Blick auf die Lichtscheibe 10 sichtbare Fläche, beispielsweise eine Innenseite 11 oder eine Außenoberfläche 12 der Lichtscheibe 10 mittels eines bei der Herstellung einer OLED 20 verwendeten Verfahrens aufgebracht und/oder appliziert sein.
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Dabei stehen zwei verschiedene Ansätze für die Herstellung von OLEDs zur Verfügung. Einerseits können vermittels Vakuumdeposition kleinere Moleküle durch Verdampfen auf einer Oberfläche einer als Substrat für die OLED 20 dienenden, fertig hergestellten oder erst zum Teil, weil beispielsweise mehrschichtigen, hergestellten Lichtscheibe 10 einer Kraftfahrzeugleuchte 01 abgeschieden werden, Entsprechend dem Aufdampfen auf die bereits mehrfach erwähnten Glasplättchen. Die Vakuumdeposition wird derzeit hauptsächlich angewendet und ermöglicht es, OLEDs 20 mit sehr reinen und definierten Schichtarchitekturen herzustellen. Nachteilig an der Die Vakuumdeposition sind mit hohe Kosten für die benötigten Ausgangsmaterialien und dass der Preis und der Aufwand für die Herstellung großflächiger OLEDs 20 überproportional ansteigt. Typische Drücke bei der Vakuumdeposition liegen im Bereich von 10 bis 8 mbar.
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Die Skalierung vom Labormaßstab auf eine Massenproduktion ist bei der Vakuumdeposition besonders schwierig. Ein weiterer Nachteil ist der hohe Materialbedarf. Die Abscheidung erfolgt unspezifisch, in der Regel wird das gesamte Innenleben der Verdampfungsapparaturen mit den teuren Ausgangsmaterialien beschichtet. Obwohl eigentlich nur winzige Mengen an Material benötigt werden, ist diese Art der Herstellung von OLEDs 20 mit großen Verlusten verbunden. Die erforderliche regelmäßige Entfernung des unerwünscht im Inneren der Anlagen abgeschiedenen Materials nach nur wenigen Produktionszyklen erschwert eine kontinuierliche Produktion und verkompliziert die Herstellung entsprechend zusätzlich.
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Ein alternativer Ansatz für die Herstellung von OLEDs 20 nutzt nasschemische Abscheidungsverfahren, wie etwa Druck- und Beschichtungsprozesse (vgl. Arias, A. C. et Al.: «Materials and Applications for Large Area Electronics: Solution-Based Approaches», 2010, Chemical Reviews, 110, 3; Duan, L. et Al.: «Solution processable small molecules for organic light-emitting diodes», 2010, Journal of Materials Chemistry, 20, 6392; Zhong, C. et Al.: «Materials and Devices toward Fully Solution Processable Organic Light-Emitting Diodes», 2011, Chemistry of Materials, 23, 326).
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Im Gegensatz zur Vakuumdeposition sind diese kostengünstiger und ermöglichen einen höheren und damit schnelleren Durchsatz. Außerdem sind sie zur Erzeugung von großflächigen OLEDs 20 deutlich besser geeignet. Die Modifikation bestehender Verfahren wie Schlitzguß, Spin-Coating, Tiefdruck, Siebdruck oder Inkjetdruck ermöglicht den Einsatz von löslichen Materialien, und hier vor allem Polymere, aber auch Übergangsmetallkomplexe.
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Alternativ ist denkbar, dass die mindestens eine auf oder in einer Lichtscheibe 10 der Kraftfahrzeugleuchte 01 angeordnete oder untergebrachte OLED 20 durch Aufkleben oder durch Laminieren aufgebracht und/oder appliziert ist.
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Eine zusätzliche Möglichkeit ergibt sich dadurch, dass die mindestens eine auf oder in einer Lichtscheibe 10 der Kraftfahrzeugleuchte 01 angeordnete oder untergebrachte OLED 20 durch Einspritzen zwischen zwei Schichten im Spritzgussverfahren in die Lichtscheibe 10 integriert ist.
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Beispielsweise kann mindestens eine OLED 20 eine in der fertigen Lichtscheibe 10 innen liegende Innenfläche bilden, indem die OLED 20 auf eine Oberfläche einer noch nicht fertig gestellten, mehrschichtige oder in einem mehrstufigen Herstellungsprozess hergestellte Lichtscheibe 10 beispielsweise auf drucktechnischen Wege oder durch Aufkleben oder durch Laminieren oder mittels eines bei der Herstellung einer OLED 20 verwendeten Verfahrens aufgebracht und/oder appliziert wird, welche Oberfläche im Anschluss hieran beispielsweise durch das Aufbringen mindestens einer weiteren Schicht versiegelt und dadurch gegenüber der Umgebung hermetisch abgedichtet ist und dadurch eine Innenfläche in der fertigen Lichtscheibe 10 bildet, welche sich an der Grenze zwischen der Schicht der Lichtscheibe 10, auf welche die OLED 20 aufgebracht und/oder appliziert ist, und der diese überdeckenden Schicht befindet. Dieses Aufbringen einer weiteren Schicht erfolgt beispielsweise im Spritzgussverfahren, wodurch die mindestens eine OLED 20 in der fertigen Lichtscheibe eingespritzt sein kann.
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Die Lichtscheibe kann tiefgezogen oder im Spritzgussverfahren hergestellt sein.
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Um die Lichtscheibe 10 tiefzuziehen oder im Spritzguss herstellen zu können, ist die Lichtscheibe 10 bevorzugt aus einem Kunststoff hergestellt.
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Die Lichtscheibe 10 ist bevorzugt transparent und:
- – klar oder milchig
- – und/oder gefärbt
ausgeführt.
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Die Lichtscheibe 10 kann plan oder zwei- oder dreidimensional gewölbt ausgeführt sein.
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Wenigstens einer Lichtquelle eines Leuchtmittels 04 der Kraftfahrzeugleuchte 01 können ein oder mehrere zur Ausformung einer Lichtverteilung beitragende Optikelemente zur Lichtlenkung zugeordnet sein. So kann beispielswiese mindestens einem in einem von einem Gehäuse 02 und einer Lichtscheibe 10 zumindest zum Teil umschlossenen Leuchteninnenraum 03 der Kraftfahrzeugleuchte 01 beherbergten und zur Erfüllung zumindest einer weiteren Lichtfunktion der Kraftfahrzeugleuchte 01 vorgesehenen weiteren Leuchtmittel 04 mit zumindest einer Lichtquelle ein Optikelement beispielsweise in Form eines Reflektors 05 zugeordnet sein.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Lichtscheibe 10 selbst als mindestens ein Optikelement ausgebildet sein und/oder mindestens ein Optikelement umfassen, beispielsweise indem sie vorzugsweise an deren Innenseite 11 mit einer zur Erzeugung einer oder mehrerer eingangs erwähnter Lichtverteilungen beitragenden optischen Struktur versehen ist. Hierdurch kann eine ansonsten gegebenenfalls vorgesehene, im Strahlengang des Lichts zwischen der Lichtquelle beispielsweise mindestens eines in einem von einem Gehäuse 02 und der Lichtscheibe 10 zumindest zum Teil umschlossenen Leuchteninnenraum 03 der Kraftfahrzeugleuchte 01 beherbergten und zur Erfüllung zumindest einer weiteren Lichtfunktion der Kraftfahrzeugleuchte 01 vorgesehenen weiteren Leuchtmittels 04 und der Lichtscheibe 10 angeordnete Optikscheibe verzichtet werden. Dadurch kann auch bei anderen Lichtquellen, als der mit der Lichtscheibe 10 kombinierten OLEDs 20, die optische Güte deren Beitrags zur Erfüllung einer Lichtfunktion der Kraftfahrzeugleuchte 01 durch den möglichen Verzicht auf optische Übergänge gesteigert werden.
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Die Lichtscheibe 10 kann weitere optisch relevante Geometrien, auch für Lichtquellen andere Lichtfunktionen der Kraftfahrzeugleuchte 01 erfüllender Leuchtmittel 04 aufweisen und/oder umfassen. Die Geometrien können alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, um das Warm-/Kalterscheinungsbild der Kraftfahrzeugleuchte 01 bei ein- bzw. ausgeschaltetem Leuchtmittel 04 zu beeinflussen.
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Beispiele optisch relevanter Geometrien sind in die Lichtscheibe 10 integrierte oder von der Lichtscheibe 10 umfasste Optikelemente beispielsweise in Form einer vorzugsweise an der Innenseite 11 der Lichtscheibe 10 vorgesehenen optischen Struktur, welche zur Erzeugung einer oder mehrerer eingangs erwähnter Lichtverteilungen beiträgt.
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Weitere Beispiele optisch relevanter Geometrien sind:
- – mit in die Lichtscheibe 10 integrierte (Mikro-)Optiken eines Rückstrahlers, und/oder
- – mit in die Lichtscheibe 10 integrierte transparente, streuende Walzenoptiken für eine dahinterliegende Bremslichtfunktion, wobei einige Walzen auf bzw. unter der Oberfläche eine oder mehrere OLEDs 20 beinhalten können.
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Die Kraftfahrzeugleuchte 01 kann als Heckleuchte ausgeführt sein.
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Vorteile ergeben sich unter Anderem durch einen Verzicht auf separate Halter oder Träger für die OLEDs 20, welche ansonsten in einem hierfür vorgesehenen Leuchteninnenraum 03 untergebracht sein müssten, sowie durch eine Verringerung der optischen Übergänge bei der Integration von OLEDs 20 in die Lichtscheibe 10 bzw. bei der Anordnung von OLEDs 20 unmittelbar auf der Lichtscheibe 10, beispielsweise an deren einem Leuchteninnenraum 03 zugewandten Innenseite 11, einhergehend mit einer Verbesserung der optischen Güte und damit der Lichtausbeute.
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Zusätzliche Vorteile ergeben sich in der Automobilbeleuchtung durch die im Vergleich zum Stand der Technik größere Designfreiheit.
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Die Erfindung ist insbesondere im Bereich der Herstellung von Kraftfahrzeugleuchten gewerblich anwendbar.
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Bezugszeichenliste
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- 01
- Kraftfahrzeugleuchte
- 02
- Gehäuse
- 03
- Leuchteninnenraum
- 04
- weiteres Leuchtmittel
- 05
- Reflektor
- 10
- Lichtscheibe
- 11
- Innenseite
- 12
- Außenoberfläche
- 20
- OLED
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2592331 A1 [0019]
- DE 102009009087 A1 [0020]
- DE 20207799 U1 [0021]
- DE 102007021179 A1 [0022]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Arias, A. C. et Al.: «Materials and Applications for Large Area Electronics: Solution-Based Approaches», 2010, Chemical Reviews, 110, 3 [0076]
- Duan, L. et Al.: «Solution processable small molecules for organic light-emitting diodes», 2010, Journal of Materials Chemistry, 20, 6392 [0076]
- Zhong, C. et Al.: «Materials and Devices toward Fully Solution Processable Organic Light-Emitting Diodes», 2011, Chemistry of Materials, 23, 326 [0076]
