WO2020011857A1 - Optoelektronische faser, bestückungsvorrichtung, extrusionsvorrichtung sowie vorrichtung und verfahren zur herstellung einer optoelektronischen faser - Google Patents

Optoelektronische faser, bestückungsvorrichtung, extrusionsvorrichtung sowie vorrichtung und verfahren zur herstellung einer optoelektronischen faser Download PDF

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longitudinal direction
electrical line
optoelectronic
fiber
electrical
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Frank Singer
Ralph Bertram
Andreas DOBNER
Andreas Waldschik
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • B29L2031/3462—Cables

Definitions

  • the present invention relates to an optoelectronic Fa water, in particular for integration into a textile, an assembly device for equipping electrical lines with optoelectronic components, an extrusion device for producing a sheathing and a device and a method for producing an optoelectronic fiber.
  • Luminous textiles, especially clothing, are coming onto the market.
  • the present invention is based, inter alia, on the object of providing an easy-to-produce fiber which can be used particularly easily in connection with such textiles.
  • the present invention is also based on the object of creating a possibility by means of which such a fiber can be produced in a simple manner.
  • An object of the invention is achieved by an optoelectronic fiber with the features of claim 10.
  • An object of the invention is further achieved by a respective device according to the features of claims 1, 7 and 9 or by a method with the features of 22. Preferred embodiments and developments of the invention are specified in the dependent claims.
  • the present invention relates to an optoelectronic fiber in particular for integration into a textile, the optoelectronic fiber comprising:
  • At least one electrical line which extends in a longitudinal direction and on which optoelectronic components are arranged
  • an, in particular fiber or thread-like, longitudinally extending sheath which surrounds the at least one electrical line and the optoelectronic components, the sheath, viewed transversely to the longitudinal direction, having an outer diameter which is at most 5 mm, preferably at most 2, 5 mm, more preferably at most 1 mm, more preferably 1 mm, and even more preferably less than 0.5 mm, and
  • the fiber viewed in the longitudinal direction, the fiber has a minimum length of 5 m.
  • the optoelectronic fiber can in particular be designed and dimensioned such that it can be integrated into a textile, comparable to a textile thread, in particular using the customary weaving and / or knitting and / or embroidery techniques.
  • the optoelectronic fiber can therefore not only be arranged on the surface of a textile and fastened there, but it can also be integrated into the fabric of a textile, particularly in the case of diameters smaller than 1 mm, comparable to a conventional textile thread.
  • the fiber has a very long length and can therefore be seen as a continuous fiber. Due to its length, the fiber can be integrated particularly well into a fabric for a textile. It can also be easily wound up and then made available on a spool like a conventional thread.
  • Such garments can help, for example, the To increase the safety of pedestrians or cyclists who are traveling in poor visibility or in the dark, for example.
  • the optoelectronic fiber can have a diameter in a range, for example, from 200 pm to 5 mm, for example from 400 pm to 1 mm.
  • the diameter of the optoelectronic fiber can be up to 600 pm, for example for the production of clothing, or up to 5 mm, for example for the production of technical fabrics, such as tarpaulins.
  • the optoelectronic components or elements can have a height in a range, for example from 5 pm to 3 mm, for example from 50 pm to 500 pm, and a width and / or a length in a range, for example from 50 pm to 5 mm, for example from 100 pm to 500 pm.
  • the electrical lines can each have a diameter in a range, for example from 20 pm to 2 mm, for example from 50 pm to 200 pm.
  • At least two, three, four or even more electrical lines are provided which extend parallel to one another in the longitudinal direction and on which the optoelectronic components are arranged.
  • One of the electrical lines can be used, for example, as a control line, via which control signals can be transmitted to a controller for controlling at least one of the optoelectronic components.
  • the control can, in particular in the vicinity of the component, be arranged on the electrical line and surrounded by the sheath. If two or more electrical lines are used, series and parallel connections as well as combinations of series and parallel connections of the optoelectronic components can also be implemented.
  • the covering can be formed from a material such that the fiber can be integrated into a textile in the manner of a thread.
  • the material can be silicone, for example, which can also be mixed with an additive, for example a phosphor.
  • the material can also be transparent or diffuse.
  • the covering can have plastic, for example, or be formed from plastic.
  • the covering can, for example, have PMMA, PC, PES, PET, PA, PI, PAI, PPS, PAN, PTFE, PE, PP, PVC, polyurethane, silicones, silazanes and / or siloxanes or be formed therefrom.
  • the covering can optionally have scattering particles and / or conversion material for converting the light emitted by the first optoelectronic component.
  • the sheath can in particular be dimensioned and designed such that the thread-like fiber formed behaves at least approximately like a textile thread and in particular forms a limp structure which, viewed in the longitudinal direction, at least essentially has a dominant one-dimensional extension and / or one has a uniform cross-section.
  • the cross section is preferably circular, rectangular or square. Oval cross sections are also possible.
  • the electrical lines and the optoelectronic components arranged on the electrical lines can also be dimensioned.
  • the electrical lines can be designed such that they behave limp as part of the fiber, and thus do not break or tear when they are incorporated into a textile fabric with normal textile threads.
  • the optoelectronic components can in particular be semiconductor components, such as LEDs or semiconductor lasers.
  • the components can in particular be in the form of an LED chip be trained.
  • the semiconductor components are dimensioned accordingly small.
  • LEDs can be used that have heights in the range of 5-20 pm.
  • the formulation that the optoelectronic components are or are arranged on or on the electrical conductors includes in particular that there is permanent electrical contact between the optoelectronic components and the electrical conductors.
  • the optoelectronic components can have contact areas which e.g. lie on the underside of the components. These contact areas can be brought into permanent mechanical and electrical contact with the electrical lines in a manner known per se.
  • the optoelectronic components can be housed components. However, it can also be LED chips that are not housed.
  • the casing can be produced by means of an extrusion process.
  • the fiber can be manufactured particularly easily and in particular also as “continuous fiber”.
  • the use of an extrusion process also has the advantage that the extrusion material can surround the electrical lines running in parallel and thus isolate them from one another. A short circuit between the This means that electrical lines can be avoided, and it is also possible to use non-insulated electrical lines for producing the optoelectronic fiber.
  • the envelope can completely surround the optoelectronic components and the at least one electrical line in a circumferential direction that extends around the longitudinal direction.
  • the covering can be provided as a flat, flat band, the long side of which extends in the longitudinal direction and the band has a width which corresponds at least approximately to the circumference of the covering to be formed.
  • the at least one electrical line with the components arranged thereon can be placed centrally on the belt.
  • the at least one electrical line can be equipped with the optoelectronic components after the at least one electrical line lies on the belt.
  • the lateral end regions of the band are then turned up, so that the at least one electrical line and the components are completely encased by the band.
  • the optoelectronic fiber can also have lengths other than 5 m, in particular for example a length of at least 7.5 m, 10 m, 15 m or 20 m. Significantly longer lengths are also possible, for example at least 100 m, 200 m, 300 m, 400 m or 500 m. Lengths of one or more kilometers are also possible.
  • the optoelectronic components are preferably viewed in the longitudinal direction, in particular at a uniform distance from one another, at a distance along the at least one electrical line.
  • the optoelectronic components can, seen in the longitudinal direction, form a series of components on which we least one electrical line.
  • each component is in electrical contact with the electrical line or lines.
  • interposer a number of optoelectronic components are arranged on an interposer. You can a plurality of such interposers can be arranged along the at least one electrical line. Seen in the longitudinal direction, the interposers can be spaced apart from one another. The distance between successive interposers can in particular be uniform.
  • a controller in particular in the form of an IC, which can also be referred to as an integrated circuit, can be arranged on some or each of the interposers.
  • the controller can be designed in particular for controlling optoelectronic components assigned to the controller.
  • an LED can be arranged on each interposer and, in addition to the LED, a control can be provided on every sixth interposer, which is provided for controlling six LEDs on six different interposers.
  • control and the components can in particular be arranged on an upper side of the interposer and can be electrically connected to one another.
  • the interposer can have on its underside contact areas via which the interposer is electrically connected to the at least one electrical line.
  • a controller for controlling one or more optoelectronic components, such as an LED, which are arranged on one or more interposers, can also be arranged separately, in particular not on an interposer, on which an optoelectronic component is located.
  • the controller can be arranged in the envelope.
  • the control can be in electrical contact with the optoelectronic components assigned to it via the at least one electrical line.
  • the optoelectronic fiber preferably has at least one white electrical or electronic component which is arranged on the at least one electrical line and with this is electrically connected.
  • the further, electrical or electronic component can also be arranged on the electrical line via an interposer.
  • the component can be, for example, a small printed circuit board with electronic circuits, for example for realizing driver components, or also housed components such as resistors or the like.
  • the casing preferably also surrounds the component.
  • the invention also relates to an assembly device for loading electrical lines with optoelectronic construction parts.
  • the mounting device comprises a holding device for holding at least one electrical line extending in a longitudinal direction.
  • the assembly device also comprises an application device for arranging optoelectronic components on the at least one electrical line.
  • the holding device allows the at least one electrical line, or at least a section of an electrical line, to be held in such a way that the electrical line extends in the longitudinal direction.
  • the electrical line extends in the longitudinal direction.
  • these are at least substantially parallel to one another in the longitudinal direction. They can be arranged and held at a certain distance from each other.
  • the optoelectronic components for example spaced apart from one another in the longitudinal direction, can be applied to the at least one electrical line or arranged along the electrical line by means of the application device.
  • the holding device is preferably designed to hold at least two electrical lines, in such a way that the electrical lines are at least essentially parallel to one another and at a certain distance from one another extend in the longitudinal direction.
  • the distance can be set depending on the optoelectronic components to be arranged and, for example, correspond to a pad distance from LED chips.
  • the holding device can have a conveying device by means of which the at least one electrical line, optionally with the optoelectronic components arranged thereon, can be conveyed in the longitudinal direction.
  • the conveying device can be used, for example, to feed the at least one electrical line with the components arranged thereon to an extrusion device arranged downstream of the assembly device.
  • the conveyor device can have a conveyor belt, in particular a film, that can be moved in the longitudinal direction and on which the at least one electrical line can be arranged or arranged.
  • the film can be, in particular, an adhesive film on which the electrical lines can be arranged, in particular in such a way that they extend parallel to one another at an intended distance in the longitudinal direction.
  • the electrical lines can be held in a desired orientation and at a desired distance from one another. Furthermore, the electrical lines can be withdrawn by means of a movement of the conveyor belt from a respective coil on which a respective electrical line is wound.
  • the conveyor belt can have a structured carrier film or be formed therefrom.
  • the carrier film we can at least implement an electrical line in the form of at least one conductor track which extends in the longitudinal direction on the carrier film.
  • the carrier film can be detached from the at least one conductor track, for example via a chemical process, a thermal process, a mechanical process or an irradiation process.
  • a mechanical process can include peeling and / or rolling up the carrier film.
  • a severing device for severing the electrical lines can be arranged.
  • the severing device can be arranged between the holding device and a downstream extrusion device.
  • the severing device can in particular have a laser in order to sever the electrical lines by means of a laser beam.
  • Mechanical cutting in particular using a cutting device, is also possible.
  • the severing device can therefore comprise a cutting device for mechanically severing the electrical lines.
  • the holding device can have a tensioning device by means of which the electrical lines can be tensioned in the longitudinal direction.
  • the invention also relates to an extrusion device for producing a casing with:
  • a feeder for feeding at least one electrical line extending in a longitudinal direction with optoelectronic components arranged thereon to an extrusion device.
  • the extrusion device also includes a further feed for feeding extrusion material to the extrusion device.
  • the extrusion device is designed to sheath or encase the at least one electrical line with the optoelectronic components arranged thereon with the extrusion material.
  • the extrusion material can be the same material as the above-mentioned materials for the covering and, if appropriate, can be mixed with a phosphor or a conversion material.
  • the extrusion device can be designed to promote the at least one electrical line with the optoelectronic components arranged thereon in the longitudinal direction. As a result, the at least one electrical line and the components arranged thereon can be conveyed through by the extrusion device.
  • the extrusion device can also have a hardening device, in particular in the region of or downstream of the extrusion device, by means of which the extrusion material can be hardened.
  • the hardening device can have an ultraviolet light source or a thermal hardening device. Thermal curing can be achieved, for example, by means of infrared or laser radiation.
  • the invention also relates to a device for the produc- tion of an optoelectronic fiber with a mounting device according to the invention and an extrusion device according to the invention, the extrusion device being arranged downstream of the mounting device.
  • the invention also relates to a textile fabric, in particular a garment or an interior trim part of a vehicle or a curtain, with a large number of textile threads and at least one optoelectronic fiber according to the invention, the large number of textile threads and the at least one fiber according to the invention being a textile fabric form.
  • the interior trim part can be a headlining or a side panel of a door of a vehicle.
  • the invention also relates to a method for producing an optoelectronic fiber, comprising the steps:
  • the at least one electronic line in particular the respective front end thereof, with the optoelectronic components arranged thereon, can be conveyed through an extrusion device.
  • the at least one electrical line can be unwound from a coil.
  • the at least one electrical line can be arranged on a conveyor belt, so that the electrical line extends in the longitudinal direction, and the at least one electrical line, if it is located on the conveyor belt, can be equipped with the optoelectronic components.
  • the at least one electrical line with the optoelectronic components can be conveyed by means of the conveyor belt through the extrusion device in order to produce the sheathing around the at least one line and the components in the extrusion device.
  • the optoelectronic components can be arranged from one side or from two sides on the at least one electrical line.
  • at least two electrical lines can be arranged parallel to one another in the longitudinal direction in a horizontal plane.
  • the optoelectronic Components can then be applied from an upper side to the electrical lines and arranged on them.
  • the optoelectronic components can be applied to and arranged on the electrical lines from the top and from the bottom.
  • the invention also relates to a method for producing an optoelectronic fiber, comprising the steps:
  • the arrangement of the optoelectronic components on the at least one electrical line can take place after the electrical line has been arranged on the flat casing.
  • Fig. 1 is a plan view of an optoelectronic fiber
  • Figure 2 is a cross-sectional view of the fiber of Figure 1.
  • Fig. 3 shows a perspective view of a device for
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing method for an optoelectronic fiber
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the fiber made in accordance with the illustration of FIG. 4;
  • Fig. 7 is a cross-sectional view of an optoelectronic
  • Fiber made using the conductors of FIG. 6 and FIGS. 8-10 illustrate a manufacturing process for manufacturing a filamentary optoelectronic fiber, the lower portion of each of FIGS. 8-10 being a side view and the upper Part of each of Figures 8-10 shows a bottom view.
  • the optoelectronic fiber 11 shown in FIGS. 1 and 2 has two mutually parallel electrical lines 13, which extend in a longitudinal direction L.
  • optoelectronic components 15 are net angeord. Each component 15 is arranged so that it is permanently electrically connected to the electrical line 13.
  • Each optoelectronic component 15 can be designed, for example, as an LED chip, the underside of which has electrical contacts via which the component 15 can be connected to the electrical lines 13.
  • the fiber 11 comprises a sheath 17 shown in FIG. 2, which extends in the longitudinal direction L and the electrical lines 13 and the components 15 completely surrounds.
  • the sheath 17 preferably has a uniform, for example circular, cross section.
  • the sheath 17 completely surrounds the electrical lines 13 and the components 15 arranged thereon in the circumferential direction U.
  • the circumferential direction U surrounds the longitudinal direction L.
  • the envelope 17 is in particular formed in one piece. There can be longitudinal sections in which the sheath 17 is at least partially removed, for example to lead sections of the electrical lines 13 to the outside or to contact the electrical lines 13.
  • the optoelectronic components 15 are normally all connected in parallel to one another.
  • at least one further, parallel electrical line 13 can be provided. Appropriate connection of the components 15 with the electrical lines can be used as an alternative to a purely parallel connection of a series connection of the components 15.
  • a combination of a series connection and a parallel connection can also be realized as an alternative to a pure parallel connection and a pure series connection.
  • this can be provided to adjust the lines 13 in a particularly favorable ratio of voltage and current for long linear arrangements of components 15.
  • the optoelectronic fiber 11 is in particular designed as an endless fiber and has a particularly long length when viewed in the longitudinal direction L.
  • the fiber 11 has a minimum length of 5 m.
  • This is the fiber can be used particularly well for integration into a textile. It can therefore be processed in a similar way to a conventional textile fiber.
  • the sheath 17 Seen transversely to the longitudinal direction L, the sheath 17 preferably has an outer diameter D which is at most 5 mm, preferably at most 2.5 mm, more preferably at most 1 mm. Other smaller diameters are also possible.
  • the construction parts 15 are dimensioned accordingly small.
  • the materials of the fiber 11, in particular the material of the sheath 17 and / or the electrical lines 13, are preferably designed and dimensioned such that the fiber 11 behaves at least approximately like a textile fiber and thus forms a limp structure that forms like a conventional fiber can be processed.
  • the device 19 shown in FIG. 3 for producing an optoelectronic fiber comprises an insertion device 21 and an extrusion device 23 which is arranged downstream of the insertion device 21 in a longitudinal direction L.
  • the assembly device 21 is provided in particular for the assembly of electrical lines 13 with optoelectronic components 15.
  • three electrical lines 13 are provided, of which one electrical line 13 can serve as a signal line, while the other two lines 13 can be provided for the current and voltage supply to the components 15.
  • the electrical lines 13 can be wound on coils 25, from which they are unwound to produce an optoelectronic fiber.
  • the placement device 21 has a holding device 27. This is provided for holding line sections of the lines 13 which have been unwound from the coils 25.
  • the holding device 27 is designed such that the three electrical lines 13 can be held or fixed in such a way that the three electrical lines 13 extend at least substantially parallel to one another and at a certain distance from one another in the longitudinal direction L. The distance can be chosen or set so that contact areas of the components 15, which are arranged in the longitudinal direction L offset on the electrical lines 13, come into contact with the respective electrical line 13 and are correctly connected to the electrical lines 13 ,
  • the holding device 27 has a conveyor device 29 which comprises a conveyor belt 31 which can be moved in the longitudinal direction L.
  • the conveyor belt 31 is formed by an adhesive film which is pulled off a first roller 33 and wound up by the conveying process on a second roller 35.
  • a rotating conveyor belt can also be provided.
  • the conveyor belt 31 is formed by an adhesive film, the three electrical lines 15, as shown in FIG. 3, can be arranged parallel to one another and at the intended distance from one another in the longitudinal direction L, and can be held there on the conveyor belt 31.
  • the electrical lines 13 can be moved in this direction. In this case, further material can be withdrawn from the coils 25 and thus supplied later.
  • the holding device 27 may have a clamping device 37, via which a desired distance between the electrical lines 13 can be set to each other.
  • the Spannein direction 37 can be arranged upstream of the conveyor belt 31 seen in the longitudinal direction L.
  • the tensioning device 37 can, for example, have individual bushings for a respective electrical line 13.
  • a respective electrical line 13 can be pulled through a bushing by means of the conveyor belt 31 and by applying a tensile force.
  • the electrical lines 13 are tensioned in the longitudinal direction L in the region between the conveyor belt 31 and the tensioning device 37.
  • Further devices can be provided along the conveyor line, such as delay lines and / or buffer lines. Devices of this type can have at least one dancer role.
  • one of the rollers 33, 35 can be configured as a dancer role.
  • the dancer roll can be designed to be movable or pivotable and be under a pretension.
  • the electrical lines 13 can thus be kept under voltage.
  • the tensioning device 37 can then be saved.
  • the holding device 27 can also have a light source 39, by means of which the conveyor belt 31 can be irradiated with UV light.
  • the adhesive force can be reduced by the light, so that the conductors 13 can be detached from the conveyor belt 31.
  • the placement device 21 also has a Aufbringein direction 41, by means of which the optoelectronic components 15, in particular at a regular distance, can be arranged on the electrical lines 13.
  • the application can include that the components 15 are permanently brought into electrical contact with the lines 13.
  • the application device 41 can be designed such that it places the components 15 in a predetermined manner and in a predetermined orientation on the electrical lines 13 and thereby brings contact areas provided on the underside of the components 15 into contact with a respective electrical line 13 and permanently connects them electrically, for example by means of a soldering process.
  • the extrusion device 23 comprises a feed 43 for guiding the electrical lines 13 with the components 15 arranged thereon.
  • the feed 43 is seen downstream of the conveyor belt 31, so that the front end of the electrical lines 13 with the components 15 arranged thereon by means of the Conveyor belt 31 can be fed continuously to the feed 43.
  • the feed 43 can, as shown in FIG. 3, be designed in the form of a tubular structure with a feed opening. Downstream of the feed 43, an extrusion device 47 is accommodated in the tube, which is designed to coat the supplied electrical lines 13 with the electronic components 15 arranged thereon with extrusion material.
  • the extrusion material can be fed via a further feed 45.
  • the feed 45 can be designed in the form of a funnel which opens from the side into the tubular structure of the extrusion device 47.
  • the extrusion material can be hardened and thus the casing can be formed via a hardening device 49, which is arranged downstream of the extrusion device 47.
  • the curing device 49 can be configured as a continuous furnace or as a UV curing system.
  • the extrusion device 23 can have a conveying device by means of which the electrical lines 13 with the electronic components 15 arranged thereon and the sheathing (not shown in FIG. 3) are conveyed in the longitudinal direction L. can. This conveying process can also be accomplished by means of the conveyor belt 31, so that the extrusion device 23 does not require its own conveying device.
  • the tubular structure At the front end in the longitudinal direction L of the extrusion device 47, the tubular structure has an outlet opening from which the coated optoelectronic fiber can be continuously challenged. Since the optoelectronic fiber can be formed via a continuous process starting from the development of the electrical lines 13 from the coils 25, the optoelectronic fiber can be designed in the manner of an endless fiber.
  • a separating device 51 can be provided between the assembly device 21 and the extrusion device 23 in order to separate the fiber formed from the as yet uncovered electrical lines 13. This can, for example, have a laser for severing the electrical lines 13.
  • the casing 17 is prefabricated and has a plate-like, flat shape.
  • the at least one electrical line 13 with the electronic components 15 arranged thereon is arranged on the sheathing 17.
  • the at least one electrical line 13 can also be equipped with the optoelectronic components 15 if the at least one electrical line 13 is arranged on the sheath 17.
  • the transverse to a longitudinal direction perpendicular to the image direction lying side end portions of the envelope 17 are then turned upwards, as illustrated in Fig. 4 by the arrows.
  • the sheath 17 can consist of a pre-crosslinked silicone material that after the beat is hardened, resulting in a completely umlau fende, one-piece covering.
  • FIG. 5 shows in cross section the optoelectronic fiber 11 produced by means of the production method according to FIG. 4.
  • the covering 17 was formed by folding over the lateral ends of the covering 17.
  • Fig. 6 shows a cross-sectional view of two parallel electrical lines 13, between which an insulating material 53 is arranged Ma.
  • the insulating material 53 holds the two electrical lines 13 parallel to one another at a desired distance along the longitudinal direction L running perpendicular to the image.
  • a conveyor belt 31, as shown in FIG. 3, can thus be dispensed with. This has the advantage that, as shown in FIG. 7, optoelectronic components 15 can be connected to the electrical conductors 13 from above and from below.
  • the holding device 27 for holding the two electrical lines 13 can be configured without a conveyor belt 31.
  • the holding device 27 can thus essentially Chen guides, by means of which the front end of the electrical conductor 13 of the downstream extrusion device 23 can be supplied and which allow equipping with optoelectronic components 15 from above and from below.
  • FIG. 8 to 10 illustrate a further manufacturing process for manufacturing an electronic fiber.
  • An essential difference from the manufacturing process illustrated with reference to FIG. 3 is that the optoelectronic components 15 are not arranged directly on the electrical lines 13. Rather, a number (here: 3) of optoelectronic components 15 are arranged together with a controller 57, which is designed, for example, in the form of an integrated circuit, on the top of an interposer 55.
  • the underside of the interposer 15 is then arranged, as shown in FIG. 9, on electrical lines 13 running in the longitudinal direction L.
  • Contact points 59 on the underside of interposer 55 make electrical contact with electrical lines 13. Since a respective interposer 55 can have a plurality of contact points 59 on its underside, it may be necessary for the electrical lines 13 to be disconnected, as illustrated in FIG. 10.
  • Optoelectronic fiber in particular for integration into a textile, with:
  • At least one electrical line (13) which extends in a longitudinal direction (L) and on which optoelectronic components (15) are arranged, and
  • an envelope (17) which extends in the longitudinal direction (L) and which surrounds the at least one electrical line (13) and the optoelectronic components (15), the envelope (17), viewed transversely to the longitudinal direction (L), being one has outer diameter (D) not more than 5 mm, preferably not more than 2.5 mm, more preferably less than 1 mm, more preferably 1 mm, and even more preferably less than 0.5 mm, and in the longitudinal direction (L) the fiber (11) is a Has a minimum length of 5 m.
  • At least two, three, four or even more electrical lines (13) are provided which extend parallel to one another in the longitudinal direction (L) and on which the optoelectronic components (15) are arranged.
  • the covering (17) is made of a material, such as silicone, in such a way that the fiber (11) can be integrated into a textile in the manner of a textile thread.
  • the envelope (17) is produced by means of an extrusion process, or
  • the envelope (17) in a circumferential direction (L) extending around the circumferential direction (U) around the optoelectronic components (15) and the at least one electrical line (13) is turned over such that the envelope (17) Components (15) and lines (13) at least partially surround the full extent.
  • the envelope (17) is transparent or diffuse and / or contains a phosphor mixture and / or a conversion material and / or is formed in one piece. 6 fiber according to one of the preceding numbers,
  • the optoelectronic components seen in the longitudinal direction (L), in particular at a uniform distance from one another on the at least one electrical line (13), and / or
  • the optoelectronic components electrically contact the at least one electrical line (13).
  • a number of optoelectronic components (15) are arranged on an interposer (55) and several such interposers (55) are arranged on the at least one electrical line (13), the interposers (preferably, viewed in the longitudinal direction (L)) 55), in particular at a uniform distance from each other.
  • a controller (57), in particular an integrated circuit, is arranged, wherein, preferably, the controller (57) of a respective interposer (55) for controlling optoelectronic devices assigned to the controller (57) Components (15) is formed. 1 0. fiber according to one of the preceding numbers, characterized in that
  • this has at least one further electrical or electronic component (57), which is preferably arranged on the at least one electrical line (13).
  • the component (57) within the envelope (17) is net angeord, and / or
  • the component (57) is at least electrically connected to an electrical line (13).
  • Equipping device for equipping electrical lines (13) with optoelectronic components (15), comprising: a holding device (27) for holding at least one electrical line (13) extending in a longitudinal direction (L), and
  • the holding device (27) is designed to hold at least two electrical lines (13), the lines (13) extending at least substantially parallel to one another and at a certain distance from one another in the longitudinal direction (L). 14. placement device according to number 12 or 13,
  • the holding device (27) comprises a conveying device (29) for conveying the at least one electrical line (13) in the longitudinal direction (L). 15. placement device according to number 14,
  • the conveyor device (29) comprises a conveyor belt (31), in particular a film, which can be moved in the longitudinal direction (L) and on which the at least one electrical line (13) can be arranged or arranged.
  • a severing device (51) for severing at least one electrical line (13) is arranged. 17.
  • the holding device (27) comprises a tensioning device (37) by means of which the electrical lines (13) can be tensioned in the longitudinal direction (13).
  • Extrusion device for producing a casing (17) with:
  • extrusion device (47) being designed to sheath the at least one electrical line (13) with the optoelectronic components (15) arranged thereon with the extrusion material. 19. extrusion device according to number 18,
  • this is designed to share the at least one line (13) with the optoelectronic construction arranged thereon (15) in the longitudinal direction (L), and / or this is a hardening device (49), in particular by means of UV light, for hardening the extrusion material having.
  • a hardening device in particular by means of UV light, for hardening the extrusion material having.
  • Textile fabric in particular a garment or interior trim element of a vehicle, with:
  • a method for producing an optoelectronic fiber comprising the steps:
  • the at least one electronic line (13), in particular its front end, with the optoelectronic construction (15) arranged thereon is conveyed through an extrusion device (23).
  • the at least one electrical line (13) is unwound from a coil (25).
  • the at least one electrical line (13) is arranged on a conveyor belt (31) so that the electrical line (13) extends in the longitudinal direction (L), and that there the at least one electrical line (13) with the optoelectronic components ( 15) is loaded.
  • the at least one electrical line (13) with the optoelectronic components (15) is conveyed by means of the conveyor belt (31) through an extrusion device (23) in order to produce the casing (17).

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Abstract

Eine Bestückungsvorrichtung zur Bestückung von elektrischen Leitungen (13) mit optoelektronischen Bauteilen (15), umfasst: eine Halteeinrichtung (27) zum Halten von wenigstens einer sich in einer Längsrichtung (L) erstreckenden elektrischen Leitung (13), und eine Aufbringeinrichtung (41) zum Anordnen von optoelektronischen Bauteilen (15) an der wenigstens einen elektrischen Leitung (13).

Description

OPTOELEKTRONISCHE FASER, BESTÜCKUNGSVORRICHTUNG, EXTRUSIONS- VORRICHTUNG SOWIE VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER OPTOELEKTRONISCHEN FASER
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Anmeldung DE 10 2018 116 650.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optoelektronische Fa ser, insbesondere zur Integration in eine Textilie, eine Bestü ckungsvorrichtung zur Bestückung von elektrischen Leitungen mit optoelektronischen Bauteilen, eine Extrusionsvorrichtung zur Herstellung einer Ummantelung sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Faser.
Es kommen zunehmend leuchtende Textilien, insbesondere Klei dungsstücke, auf den Markt.
Der vorliegenden Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zu grunde, eine einfach herstellbare Faser bereitzustellen, die sich besonders einfach im Zusammenhang mit derartigen Textilien einsetzen lässt. Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, mittels der sich eine derartige Faser auf einfache Weise hersteilen lässt.
Eine Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine optoelektro nische Faser mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Eine Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch eine jeweilige Vorrich tung gemäß den Merkmalen der Ansprüche 1, 7 bzw. 9 bzw. durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 22. Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optoelektronische Faser insbesondere zur Integration in eine Textilie, wobei die opto elektronische Faser umfasst:
wenigstens eine elektrische Leitung, die sich in einer Längsrichtung erstreckt und an der optoelektronische Bauteile angeordnet sind, und
eine sich, insbesondere faser- oder fadenartig, in Längs richtung erstreckende Umhüllung, welche die wenigstens eine elektrische Leitung und die optoelektronischen Bauteile umgibt, wobei, quer zur Längsrichtung gesehen, die Umhüllung einen äußeren Durchmesser aufweist, der höchstens 5 mm, bevorzugt höchstens 2,5 mm, weiter bevorzugt höchsten 1 mm beträgt, weiter bevorzugt 1 mm, und noch weiter bevorzugt weniger als 0,5 mm beträgt, und
wobei in Längsrichtung gesehen die Faser eine Mindestlänge von 5 m aufweist.
Die optoelektronische Faser kann insbesondere derart ausgebil det und dimensioniert sein, dass sie sich, vergleichbar einem textilen Faden, in eine Textilie integrieren lässt, insbeson- dere unter Verwendung der üblichen Web- und/oder Strick- und/o- der Sticktechniken. Die optoelektronische Faser lässt sich also nicht nur auf der Oberfläche einer Textilie anordnen und dort befestigen, sondern sie kann auch, insbesondere bei Durchmes sern kleiner als 1mm, in das Gewebe einer Textilie integriert werden, vergleichbar einem herkömmlichen Textilfaden. Die Faser weist eine sehr große Länge auf und kann daher gewissermaßen als Endlosfaser angesehen werden. Aufgrund ihrer Länge kann die Faser besonders gut in ein Gewebe für eine Textilie integriert werden. Außerdem lässt sie sich gut aufwickeln und dann so wie ein herkömmlicher Faden aufgewickelt auf einer Spule bereit stellen .
Durch die Integration von derartigen fadenartigen Leuchtvor richtungen können beleuchtete Textilien realisiert werden. Der- artige Kleidungsstücke können zum Beispiel dazu beitragen, die Sicherheit von Fußgängern oder Radfahrern zu erhöhen, die zum Beispiel bei schlechten Sichtverhältnissen oder bei Dunkelheit unterwegs sind.
Die optoelektronische Faser kann einen Durchmesser aufweisen in einem Bereich beispielsweise von 200 pm bis 5 mm, beispielsweise von 400 pm bis 1 mm. Beispielsweise können die Durchmesser der optoelektronischen Faser abhängig vom gewünschten Anwendungs gebiet bis zu 600 pm, beispielsweise zum Herstellen von Klei dung, oder bis zu 5 mm, beispielsweise zum Herstellen von tech nischen Geweben, wie etwa Planen, betragen.
Die optoelektronischen Bauteile bzw. -elemente können aufweisen eine Höhe in einem Bereich beispielsweise von 5 pm bis 3 mm, beispielsweise von 50 pm bis 500 pm, und eine Breite und/oder eine Länge in einem Bereich beispielsweise von 50 pm bis 5 mm, beispielsweise von 100 pm bis 500 pm. Die elektrischen Leitungen können jeweils einen Durchmesser aufweisen in einem Bereich beispielsweise von 20 pm bis 2 mm, beispielsweise von 50 pm bis 200 pm .
Bevorzugt sind wenigstens zwei, drei, vier oder noch mehr elekt rische Leitungen vorgesehen, die sich parallel zueinander in Längsrichtung erstrecken und an denen die optoelektronischen Bauteile angeordnet sind. Eine der elektrischen Leitungen lässt sich beispielsweise als Steuerleitung einsetzen, über die Steu ersignale an eine Steuerung zur Steuerung von zumindest einem der optoelektronischen Bauteile übertragen werden können. Die Steuerung kann, insbesondere in der Nähe des Bauteils, an der elektrischen Leitung angeordnet und von der Umhüllung umgeben sein. Bei Verwendung von zwei oder mehr elektrischen Leitungen lassen sich auch Serien- und Parallelschaltungen sowie Kombi nationen aus Serien- und Parallelschaltungen der optoelektro nischen Bauteile realisieren. Die Umhüllung kann aus einem Material derart ausgebildet sein, dass die Faser in Art eines Fadens in eine Textilie integrierbar ist. Bei dem Material kann es sich beispielsweise um Silikon handeln, das auch mit einem Zusatzstoff, zum Beispiel einem Leuchtstoff, versetzt sein kann. Das Material kann auch trans parent klar oder diffus ausgestaltet sein.
Die Umhüllung kann beispielsweise Kunststoff aufweisen oder von Kunststoff gebildet sein. Die Umhüllung kann beispielsweise PMMA, PC, PES, PET, PA, PI, PAI, PPS, PAN, PTFE , PE , PP, PVC, Polyurethan, Silikone, Silazane und/oder Siloxane aufweisen o- der davon gebildet sein. Die Umhüllung kann optional Streupar tikel und/oder Konversionsmaterial zum Konvertieren des von dem ersten optoelektronischen Bauelement emittierten Lichts aufwei- sen.
Die Umhüllung kann insbesondere so dimensioniert und ausgebil det sein, dass sich die gebildete, fadenartige Faser wenigstens annähernd wie ein Textilfaden verhält und insbesondere ein bie- geschlaffes Gebilde bildet, welches - in Längsrichtung gesehen - zumindest im Wesentlichen eine dominierende eindimensionale Erstreckung und/oder einen gleichmäßigen Querschnitt aufweist. Der Querschnitt ist dabei vorzugsweise kreisförmig, rechteckig oder quadratisch ausgestaltet. Auch ovale Querschnitte sind möglich. In der entsprechenden Weise können auch die elektri schen Leitungen und die auf den elektrischen Leitungen angeord neten optoelektronischen Bauteile dimensioniert sein. Insbeson dere können die elektrischen Leitungen ausgestaltet sein, dass sie sich, als Bestandteil der Faser, biegeschlaff verhalten, und somit nicht brechen oder reißen, wenn sie mit normalen textilen Fäden in ein textiles Gewebe eingearbeitet werden.
Bei den optoelektronischen Bauteilen kann es sich insbesondere um Halbleiterbauteile handeln, wie etwa LEDs oder Halbleiter- laser. Die Bauteile können insbesondere in Art eines LED-Chips ausgebildet sein.
Da die Umhüllung sowohl die elektrischen Leitungen als auch die elektronischen Halbleiterbauteile vollständig umgeben soll, sind auch die Halbleiterbauteile entsprechend klein dimensio niert. Beispielsweise können LEDs eingesetzt werden, die Höhen im Bereich von 5-20 pm aufweisen.
Die Formulierung, dass die optoelektronischen Bauteile an oder auf den elektrischen Leitern angeordnet werden oder angeordnet sind, schließt insbesondere mit ein, dass ein dauerhafter elektrischer Kontakt zwischen den optoelektronischen Bauteilen und den elektrischen Leitern erfolgt. Die optoelektronischen Bauteile können Kontaktbereiche aufweisen, die z.B. an der Un- terseite der Bauteile liegen. Diese Kontaktbereiche können da bei - in an sich bekannter Weise - in dauerhaften mechanischen und elektrischen Kontakt mit den elektrischen Leitungen gebracht werden. Bei den optoelektronischen Bauteilen kann es sich um gehauste Bauteile handeln. Es kann sich allerdings auch um LED- Chips handeln, die nicht gehaust sind.
Die Umhüllung kann mittels eines Extrusionsvorgangs hergestellt sein. Auf diese Weise lässt sich die Faser besonders einfach und insbesondere auch als „Endlosfaser" hersteilen. Die Verwen- düng eines Extrusionsvorgangs hat ferner den Vorteil, dass das Extrudiermaterial die parallel verlaufenden elektrischen Lei tungen umgeben und somit voneinander isolieren kann. Ein Kurz schluss zwischen den elektrischen Leitungen kann somit vermie den werden. Es besteht somit die Möglichkeit, auch nicht iso- lierte elektrische Leitungen zur Herstellung der optoelektro nischen Faser zu verwenden.
Die Umhüllung kann in einer um die Längsrichtung herum verlau fenden Umfangsrichtung die optoelektronischen Bauteile und die wenigstens eine elektrische Leitung vollständig umgeben. Zur Herstellung einer solchen Faser kann die Umhüllung als flaches, ebenes Band bereitgestellt werden, dessen lange Seite sich in Längsrichtung erstreckt und wobei das Band eine Breite aufweist, die zumindest annähernd dem Umfang der zu bildenden Umhüllung entspricht. Die wenigstens eine elektrische Leitung mit den darauf angeordneten Bauteilen kann mittig auf das Band gelegt werden. Alternativ kann die wenigstens eine elektrische Leitung mit den optoelektronischen Bauteilen bestückt werden, nachdem die wenigstens eine elektrische Leitung auf dem Band aufliegt. Die seitlichen Endbereiche des Bandes werden sodann nach oben umgeschlagen, sodass die wenigstens eine elektrische Leitung und die Bauteile von dem Band vollumfänglich eingehüllt werden.
Die optoelektronische Faser kann auch andere Längen als 5 m aufweisen, insbesondere zum Beispiel eine Länge von mindestens 7,5 m, 10 m, 15 m oder 20 m. Auch deutlich größere Längen sind möglich, zum Beispiel mindestens 100 m, 200 m, 300 m, 400 m oder 500 m. Auch Längen von einem oder mehreren Kilometern sind möglich .
Bevorzugt sind die optoelektronischen Bauteile in Längsrichtung gesehen, insbesondere in einem gleichmäßigen Abstand, voneinan der beabstandet entlang der wenigstens einen elektrischen Lei tung angeordnet. Die optoelektronischen Bauteile können dabei, in Längsrichtung gesehen, eine Reihe von Bauteilen auf der we nigstens einen elektrischen Leitung bilden.
Damit die optoelektronischen Bauteile mit Strom und/oder gege benenfalls mit einem Steuersignal versorgt werden können, ist jedes Bauteil elektrisch in Kontakt mit der elektrischen Leitung oder den elektrischen Leitungen.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Anzahl an optoelektronischen Bauteilen auf einem Interposer angeordnet ist. Dabei können mehrere solcher Interposer entlang der wenigstens einen elektri schen Leitung angeordnet sein. In Längsrichtung gesehen können die Interposer voneinander beabstandet sein. Der Abstand zwi schen aufeinander folgenden Interposern kann dabei insbesondere gleichmäßig sein.
Auf einigen oder jedem der Interposer kann eine Steuerung, ins besondere in Form eines IC, der auch als integrierter Schalt kreis bezeichnet werden kann, angeordnet sein. Die Steuerung kann insbesondere zum Steuern von der Steuerung zugeordneten optoelektronischen Bauteilen ausgebildet sein. Beispielsweise kann auf jedem Interposer eine LED angeordnet sein und auf jedem sechsten Interposer kann zusätzlich zu der LED noch eine Steu erung vorgesehen sein, die zur Steuerung von sechs LEDs auf sechs verschiedenen Interposern vorgesehen ist.
Die Steuerung und die Bauteile können insbesondere auf einer Oberseite des Interposers angeordnet und untereinander elektrisch verbunden sein. Der Interposer kann auf seiner Un terseite Kontaktbereiche aufweisen, über die der Interposer mit der wenigstens einen elektrischen Leitung elektrisch verbunden ist .
Eine Steuerung zur Steuerung von einem oder mehreren optoelekt ronischen Bauteilen, wie etwa einer LED, die auf einem oder mehreren Interposern angeordnet sind, kann auch separat ange ordnet sein, also insbesondere nicht auf einem Interposer, auf dem sich ein optoelektronisches Bauteil befindet. Beispiels weise kann die Steuerung in der Umhüllung angeordnet sein. Über die wenigstens eine elektrische Leitung kann die Steuerung in elektrischem Kontakt mit den ihr zugeordneten optoelektroni schen Bauteilen sein.
Bevorzugt weist die optoelektronische Faser wenigstens ein wei teres elektrisches oder elektronisches Bauelement auf, das an der wenigstens einen elektrischen Leitung angeordnet und mit dieser elektrisch verbunden ist. Das weitere, elektrische oder elektronische Bauelement kann auch über einen Interposer an der elektrischen Leitung angeordnet sein. Bei dem Bauelement kann es sich zum Beispiel um eine kleine Leiterplatte mit elektro nischen Schaltkreisen, etwa zur Realisierung von Treiberkompo nenten, oder auch um gehauste Bauteile wie Widerstände oder dergleichen handeln. Bevorzugt umgibt die Umhüllung auch das Bauelement .
Die Erfindung betrifft auch eine Bestückungsvorrichtung zur Be stückung von elektrischen Leitungen mit optoelektronischen Bau teilen. Die Bestückungsvorrichtung umfasst eine Halteeinrich tung zum Halten von wenigstens einer sich in einer Längsrichtung erstreckenden elektrischen Leitung. Die Bestückungsvorrichtung umfasst außerdem eine Aufbringeinrichtung zum Anordnen von opto elektronischen Bauteilen auf der wenigstens einen elektrischen Leitung .
Durch die Haltevorrichtung kann die wenigstens eine elektrische Leitung, oder zumindest ein Abschnitt einer elektrischen Lei tung, derart gehalten werden, dass sich die elektrische Leitung in der Längsrichtung erstreckt. Bei zwei oder mehr elektrischen Leitungen sind diese zumindest im Wesentlichen parallel zuei nander in Längsrichtung ausgerichtet. Sie können dabei in einem bestimmten Abstand zueinander angeordnet und gehalten werden.
Mittels der Aufbringeinrichtung können die optoelektronischen Bauteile, zum Beispiel in Längsrichtung voneinander beab- standet, auf die wenigstens eine elektrische Leitung aufgebracht bzw. längs der elektrischen Leitung angeordnet werden.
Bevorzugt ist die Halteeinrichtung zum Halten von wenigstens zwei elektrischen Leitungen ausgestaltet, und zwar derart, dass sich die elektrischen Leitungen zumindest im Wesentlichen pa rallel zueinander und in einem bestimmten Abstand voneinander in Längsrichtung erstrecken. Der Abstand kann in Abhängigkeit von den anzuordnenden optoelektronischen Bauteilen eingestellt sein und zum Beispiel einem Pad-Abstand von LED Chips entspre chen .
Die Halteeinrichtung kann eine Fördereinrichtung aufweisen, mittels der die wenigstens eine elektrische Leitung, gegebenen falls mit den daran angeordneten optoelektronischen Bauteilen, in Längsrichtung gefördert werden kann. Die Fördereinrichtung kann beispielsweise dazu verwendet werden, die wenigstens eine elektrische Leitung mit den daran angeordneten Bauteilen einer der Bestückungsvorrichtung nachgeordneten Extrusionsvorrichtung zuzuführen .
Die Fördereinrichtung kann ein, insbesondere eine Folie aufwei- sendes, Förderband aufweisen, dass in Längsrichtung bewegbar ist und auf dem die wenigstens eine elektrische Leitung anorden bar oder angeordnet ist. Bei der Folie kann es sich insbesondere um eine Klebefolie handeln, auf welcher die elektrischen Lei tungen angeordnet werden können, insbesondere derart, dass sie sich parallel zueinander in einem vorgesehenen Abstand in Längs richtung erstrecken.
Durch ein Klebemittel auf der Folie können die elektrischen Leitungen in einer gewünschten Ausrichtung und in einem ge- wünschten Abstand zueinander gehalten werden. Ferner können die elektrischen Leitungen mittels einer Bewegung des Förderbands von einer jeweiligen Spule abgezogen werden, auf der eine je weilige elektrische Leitung aufgewickelt ist. Das Förderband kann eine strukturierte Trägerfolie aufweisen oder daraus ausgebildet sein. Bei der Trägerfolie kann die we nigstens eine elektrische Leitung in Form von wenigstens einer Leiterbahn realisiert sein, die sich in Längsrichtung auf der Trägerfolie erstreckt. Nachdem die wenigstens eine Leiterbahn mit den Bauteilen bestückt ist, kann die Trägerfolie zum Bei spiel über einen chemischen Prozess, einen thermischen Prozess, einen mechanischen Prozess oder einen Bestrahlungsprozess von der wenigstens einen Leiterbahn abgelöst oder aufgelöst werden. Ein mechanischer Prozess kann das Abziehen und/oder das Aufrol len der Trägerfolie umfassen.
In Längsrichtung gesehen nachgeordnet zur Halteeinrichtung kann eine Durchtrenneinrichtung zum Durchtrennen der elektrischen Leitungen angeordnet sein. Die Durchtrenneinrichtung kann zwi schen der Halteeinrichtung und einer nachgeordneten Extrusions vorrichtung angeordnet sein. Die Durchtrenneinrichtung kann insbesondere einen Laser aufweisen, um die elektrischen Leitun gen mittels eines Laserstrahls zu durchtrennen. Auch eine me- chanische Durchtrennung, insbesondere unter Verwendung einer Schneideinrichtung, ist möglich. Die Durchtrenneinrichtung kann daher eine Schneideinrichtung zur mechanischen Durchtrennung der elektrischen Leitungen umfassen. Die Halteeinrichtung kann eine Spanneinrichtung aufweisen, mit tels der die elektrischen Leitungen in Längsrichtung gespannt werden können.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Extrusionsvorrichtung zur Herstellung einer Ummantelung mit:
einer Zuführung zur Zuführung von wenigstens einer sich in einer Längsrichtung erstreckenden elektrischen Leitung mit darauf an geordneten optoelektronischen Bauteilen zu einer Extrudierein richtung. Die Extrusionsvorrichtung umfasst außerdem eine wei- tere Zuführung zur Zuführung von Extrudiermaterial zu der Extru diereinrichtung. Dabei ist die Extrudiereinrichtung dazu aus gebildet, die wenigstens eine elektrische Leitung mit den darauf angeordneten optoelektronischen Bauteilen mit dem Extrudierma terial zu ummanteln bzw. zu umhüllen. Das Extrudiermaterial kann das gleiche Material sein wie die vorstehend erwähnten Materialien für die Umhüllung und gegebe nenfalls mit einem Leuchtstoff oder einem Konversionsmaterial versetzt sein.
Die Extrusionsvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, die we nigstens eine elektrische Leitung mit den daran angeordneten optoelektronischen Bauteilen in Längsrichtung zu fördern. Dadurch können die wenigstens eine elektrische Leitung und die daran angeordneten Bauteile durch die Extrudiereinrichtung hin durch gefördert werden. Die Extrusionsvorrichtung kann außer dem, insbesondere im Bereich der oder nachgeordnet zur Extru diereinrichtung eine Härteeinrichtung aufweisen, mittels der das Extrudiermaterial gehärtet werden kann. Die Härteeinrich tung kann eine Ultraviolett-Lichtquelle, oder eine thermische Härteeinrichtung aufweisen. Eine thermische Härtung kann zum Beispiel mittels Infrarot- oder Laserstrahlung realisiert wer den .
Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Herstel lung einer optoelektronischen Faser mit einer erfindungsgemäßen Bestückungsvorrichtung und einer erfindungsgemäßen Extrusions vorrichtung, wobei in Längsrichtung gesehen die Extrusionsvor richtung der Bestückungsvorrichtung nachgeordnet ist.
Die Erfindung betrifft außerdem ein textiles Gewebe, insbeson dere ein Kleidungsstück oder ein Innenraumverkleidungsteil ei nes Fahrzeugs oder ein Vorhang, mit einer Vielzahl von textilen Fäden und wenigstens einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Faser, wobei die Vielzahl von textilen Fäden und die wenigstens eine erfindungsgemäße Faser ein textiles Gewebe bilden. Das Innenverkleidungsteil kann ein Dachhimmel oder eine Seitenver kleidung einer Tür eines Fahrzeugs sein. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Faser mit den Schritten:
Bereitstellen von wenigstens einer elektrischen Lei tung, die sich in einer Längsrichtung erstreckt,
Anordnen von optoelektronischen Bauteilen an der we nigstens einen elektrischen Leitung, und
Herstellen einer Umhüllung um die wenigstens eine elektrische Leitung und den daran angeordneten optoelektroni schen Bauteilen mittels eines Extrusionsprozesses.
Zur Herstellung der Umhüllung kann die wenigstens eine elekt ronische Leitung, insbesondere deren jeweiliges vorderes Ende, mit den darauf angeordneten optoelektronischen Bauteilen durch eine Extrusionsvorrichtung hindurch gefördert werden.
Die wenigstens eine elektrische Leitung kann von einer Spule abgewickelt werden.
Die wenigstens eine elektrische Leitung kann auf einem Förder- band angeordnet werden, so dass sich die elektrische Leitung in Längsrichtung erstreckt, und die wenigstens eine elektrische Leitung kann, wenn sie sich auf dem Förderband befindet, mit den optoelektronischen Bauteilen bestückt werden. Die wenigstens eine elektrische Leitung mit den optoelektroni schen Bauteilen kann mittels des Förderbands durch die Extru sionsvorrichtung hindurch gefördert werden, um in der Extrusi onsvorrichtung die Umhüllung um die wenigstens eine Leitung und um die Bauteile herzustellen.
Die optoelektronischen Bauteile können von einer Seite her oder von zwei Seiten her an der wenigstens einen elektrischen Leitung angeordnet werden. Insbesondere können in einer horizontalen Ebene wenigstens zwei elektrische Leitungen in Längsrichtung parallel zueinander angeordnet sein. Die optoelektronischen Bauteile können sodann von einer Oberseite her auf die elektri schen Leitungen aufgebracht und an diesen angeordnet werden. In einer Abwandlung können die optoelektronischen Bauteile von der Oberseite her und von der Unterseite her auf die elektrischen Leitungen aufgebracht und an diesen angeordnet werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Faser mit den Schritten:
Bereitstellen von wenigstens einer elektrischen Lei- tung, die sich in einer Längsrichtung erstreckt,
Anordnen von optoelektronischen Bauteilen auf der we nigstens einen elektrischen Leitung, und
Bereitstellen von einer, insbesondere flach ausgeleg ten, Umhüllung, auf der die wenigstens eine elektrische Leitung in der Längsrichtung ausgerichtet angeordnet wird, wobei we nigstens ein in Querrichtung zur Längsrichtung liegender End abschnitt der Umhüllung umgeschlagen wird, so dass die Umhüllung die wenigstens eine elektrische Leitung und die daran angeord neten optoelektronischen Bauteile in Umfangsrichtung vollstän- dig umgibt.
Die Anordnung der optoelektronischen Bauteile auf der wenigs tens einen elektrischen Leitung kann erfolgen, nachdem die elektrische Leitung auf der flachen Umhüllung angeordnet wurde.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Es zei gen, jeweils schematisch, Fig. 1 eine Draufsicht auf eine optoelektronische Faser,
Fig. 2 eine Querschnittsansicht der Faser von Fig. 1,
Fig . 3 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur
Herstellung einer optoelektronischen Faser, Fig. 4 eine Querschnittsansicht zur Illustration eines Her stellungsverfahrens für eine optoelektronische Fa ser, Fig. 5 eine Querschnittsansicht der gemäß der Illustration von Fig. 4 hergestellten Faser,
Fig. 6 eine Querschnittsansicht zweier miteinander verbun denen und parallelen elektrischen Leitungen,
Fig. 7 eine Querschnittsansicht einer optoelektronischen
Faser, die unter Verwendung der Leiter von Fig. 6 hergestellt wurde, und Fig. 8-10 Illustrationen eines Herstellungsvorgangs zur Her stellung einer fadenartigen, optoelektronischen Fa ser, wobei der untere Teil jeder der Fig. 8-10 eine seitliche Ansicht und der obere Teil jeder der Fig. 8-10 eine untere Ansicht zeigt.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte optoelektronische Faser 11 weist zwei parallel zueinander verlaufende elektrische Leitun gen 13 auf, die sich in einer Längsrichtung L erstrecken. Auf den elektrischen Leitungen 13 sind, in Längsrichtung L gesehen voneinander beabstandet, optoelektronische Bauteile 15 angeord net. Jedes Bauteil 15 ist dabei so angeordnet, dass diese mit der elektrischen Leitung 13 dauerhaft elektrisch verbunden ist.
Jedes optoelektronische Bauteil 15 kann beispielsweise als LED- Chip ausgestaltet sein, dessen Unterseite elektrische Kontakte aufweist, über die das Bauteil 15 mit den elektrischen Leitungen 13 verbunden sein kann.
Die Faser 11 umfasst eine in Fig. 2 gezeigte Umhüllung 17, die sich in Längsrichtung L erstreckt und die elektrischen Leitungen 13 sowie die Bauteile 15 vollständig umgibt. Die Umhüllung 17 weist dabei bevorzugt einen gleichmäßigen, beispielsweise kreisförmigen, Querschnitt auf. Die Umhüllung 17 umgibt die elektrischen Leitungen 13 und die daran angeordneten Bauteile 15 in Umfangsrichtung U gesehen vollständig. Die Umfangsrich tung U umgibt dabei die Längsrichtung L. Die Umhüllung 17 ist insbesondere einstückig ausgebildet. Es können Längsabschnitte vorhanden sein, in denen die Umhüllung 17 zumindest teilweise entfernt ist, beispielsweise um Abschnitte der elektrischen Leitungen 13 nach außen zu führen oder um die elektrischen Leitungen 13 zu kontaktieren.
Falls, wie in dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbei spiel, zwei elektrische Leitungen 13 in der Faser 11 angeordnet sind, so sind die optoelektronischen Bauteile 15 normalerweise alle parallel zueinander geschaltet. Zusätzlich zu den beiden elektrischen Leitungen 13 kann noch wenigstens eine weitere, parallele elektrische Leitung 13 vorgesehen sein. Durch geeig nete Verschaltung der Bauteile 15 mit den elektrischen Leitungen kann alternativ zu einer reinen Parallelschaltung eine Reihen schaltung der Bauelemente 15 realisiert werden.
Mittels drei parallelen elektrischen Leitungen 13 kann alter nativ zu einer reinen Parallelschaltung und einer reinen Rei- henschaltung auch eine Kombination einer Reihenschaltung und einer Parallelschaltung realisiert werden. Diese kann zum Bei spiel dazu vorgesehen sein, um die Leitungen 13 in einem für lange lineare Anordnungen von Bauelementen 15 besonders güns tigen Verhältnis von Spannung und Strom zu justieren.
Die optoelektronische Faser 11 ist insbesondere als eine End losfaser ausgestaltet und weist in Längsrichtung L gesehen eine besonders große Länge auf. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Faser 11 eine Mindestlänge von 5 m aufweist. Dadurch ist die Faser besonders gut verwendbar zur Integration in eine Tex- tilie. Sie lässt sich somit in ähnlicher Weise verarbeiten wie eine herkömmliche textile Faser. Quer zur Längsrichtung L gesehen weist die Umhüllung 17 bevor zugt einen äußeren Durchmesser D auf, der höchstens 5 mm, be vorzugt höchstens 2,5 mm, weiter bevorzugt höchsten 1 mm be trägt. Auch andere, kleinere Durchmesser sind möglich. Die Bau teile 15 sind entsprechend klein dimensioniert.
Die Materialien der Faser 11, also insbesondere das Material der Umhüllung 17 und/oder der elektrischen Leitungen 13, sind vorzugsweise so ausgestaltet und dimensioniert, dass sich die Faser 11 zumindest annähernd wie eine textile Faser verhält und somit ein biegeschlaffes Gebilde bildet, das sich wie eine her kömmliche Faser verarbeiten lässt.
Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung 19 zur Herstellung einer optoelektronischen Faser umfasst eine Bestückungsvorrichtung 21 und eine Extrusionsvorrichtung 23, die in einer Längsrichtung L der Bestückungsvorrichtung 21 nachgeordnet ist.
Die Bestückungsvorrichtung 21 ist insbesondere zur Bestückung von elektrischen Leitungen 13 mit optoelektronischen Bauteilen 15 vorgesehen. In dem beschriebenen Beispiel sind drei elekt rische Leitungen 13 vorgesehen, wovon eine elektrische Leitung 13 als Signalleitung dienen kann, während die beiden anderen Leitungen 13 zur Strom- und Spannungsversorgung der Bauteile 15 vorgesehen sein können. Die elektrischen Leitungen 13 können auf Spulen 25 aufgewickelt sein, von denen sie zur Herstellung einer optoelektronischen Faser abgewickelt werden.
Die Bestückungsvorrichtung 21 weist eine Halteeinrichtung 27 auf. Diese ist zum Halten von Leitungsabschnitten der Leitungen 13 vorgesehen, die von den Spulen 25 abgewickelt wurden. Der Einfachheit halber werden die abgewickelten Abschnitte der Lei tungen 13 nachstehend einfach als elektrische Leitungen 13 be zeichnet . Die Halteeinrichtung 27 ist derart ausgestaltet, dass die drei elektrischen Leitungen 13 so gehalten bzw. fixiert werden kön nen, dass sich die drei elektrischen Leitungen 13 zumindest im Wesentlichen parallel zueinander und in einem bestimmten Abstand voneinander in Längsrichtung L erstrecken. Der Abstand kann so gewählt bzw. eingestellt sein, dass Kontaktbereiche der Bauteile 15, die in Längsrichtung L versetzt auf den elektrischen Lei tungen 13 angeordnet werden, in Kontakt mit der jeweiligen elektrischen Leitung 13 gelangen und in korrekter Weise mit den elektrischen Leitungen 13 verschaltet werden.
Die Halteeinrichtung 27 weist bei dem Beispiel gemäß Fig. 3 eine Fördereinrichtung 29 auf, die ein Förderband 31 umfasst, das in Längsrichtung L bewegbar ist. Das Förderband 31 wird von einer Klebefolie gebildet, die von einer ersten Rolle 33 abgezogen und durch den Fördervorgang auf eine zweite Rolle 35 aufgewi ckelt wird. Alternativ kann auch ein umlaufendes Förderband vorgesehen sein.
Da das Förderband 31 von einer Klebefolie gebildet ist, können die drei elektrischen Leitungen 15, wie in Fig. 3 dargestellt, parallel zueinander und in dem vorgesehenen Abstand voneinander in Längsrichtung L ausgerichtet auf dem Förderband 31 angeordnet und dort gehalten werden. Durch eine Bewegung des Förderbands 31 in Längsrichtung L können die elektrischen Leitungen 13 in diese Richtung bewegt werden. Dabei kann weiteres Leitungsma terial von den Spulen 25 abgezogen und somit nachgeliefert wer den .
Damit die elektrischen Leitungen 13 mechanisch gespannt blei- ben, kann die Halteeinrichtung 27 eine Spanneinrichtung 37 auf weisen, über die sich auch ein gewünschter Abstand der elektri schen Leitungen 13 zueinander einstellen lässt. Die Spannein richtung 37 kann in Längsrichtung L gesehen dem Förderband 31 vorgeordnet sein. Die Spanneinrichtung 37 kann zum Beispiel einzelne Durchführungen für eine jeweilige elektrische Leitung 13 aufweisen. Dabei kann eine jeweilige elektrische Leitung 13 mittels des Förderbands 31 und unter Aufbietung einer Zugkraft durch eine Durchführung hindurch gezogen werden. Dadurch werden die elektrischen Leitungen 13 im Bereich zwischen dem Förderband 31 und der Spanneinrichtung 37 in Längsrichtung L gespannt. Längs der Förderstrecke können weitere Einrichtungen vorgesehen sein, wie etwa Verzögerungs- und/oder Pufferstrecken . Derartige Einrichtungen können dabei wenigstens eine Tänzerrolle aufwei- sen. Als Tänzerrolle kann zum Beispiel eine der der Rollen 33, 35 ausgestaltet sein. Die Tänzerrolle kann beweglich bzw. ver- schwenkbar ausgestaltet sein und unter einer Vorspannung ste hen. Damit können die elektrischen Leitungen 13 unter Spannung gehalten werden. Die Spanneinrichtung 37 kann dann eingespart werden.
Zur Verringerung der Klebekraft kann die Halteeinrichtung 27 außerdem eine Lichtquelle 39 aufweisen, mittels der das Förder band 31 mit UV-Licht bestrahlt werden kann. Durch das Licht kann die Klebekraft verringert werden, so dass die Leiter 13 vom Förderband 31 abgelöst werden können.
Die Bestückungsvorrichtung 21 weist außerdem eine Aufbringein richtung 41 auf, mittels der die optoelektronisches Bauteile 15, insbesondere in einem regelmäßigen Abstand, auf den elektri schen Leitungen 13 angeordnet werden können. Das Aufbringen kann umfassen, dass die Bauteile 15 dauerhaft elektrisch in Kontakt mit den Leitungen 13 gebracht werden. Die Aufbringeinrichtung 41 kann so ausgestaltet sein, dass sie die Bauteile 15 in einer vorgegebenen Art und Weise sowie in einer vorgegebenen Ausrichtung auf die elektrischen Leitungen 13 setzt und dabei an der Unterseite der Bauteile 15 vorgesehene Kontaktbereiche in Kontakt mit einer jeweiligen elektrischen Leitung 13 bringt und diese dauerhaft elektrisch verbindet, z.B. mittels eines Lötprozesses.
Die Extrusionsvorrichtung 23 umfasst eine Zuführung 43 zur Zu führung der elektrischen Leitungen 13 mit den daran angeordneten Bauteilen 15. Die Zuführung 43 ist in Längsrichtung L gesehen dem Förderband 31 nachgeordnet, sodass das vordere Ende der elektrischen Leitungen 13 mit den daran angeordneten Bauteilen 15 mittels des Förderbands 31 kontinuierlich der Zuführung 43 zugeführt werden kann.
Die Zuführung 43 kann, wie Fig. 3 zeigt, in Form eines rohrför migen Gebildes mit einer Zuführungsöffnung ausgestaltet sein. Nachgeordnet zu der Zuführung 43 ist in dem Rohr eine Extrudie reinrichtung 47 untergebracht, die dazu ausgebildet ist, die zugeführten elektrischen Leitungen 13 mit den darauf angeord neten elektronischen Bauteilen 15 mit Extrudiermaterial zu um manteln. Das Extrudiermaterial kann über eine weitere Zuführung 45 zugeführt werden. Die Zuführung 45 kann in Form eines Trich ters ausgestaltet sein, der von der Seite in das rohrförmige Gebilde der Extrudiereinrichtung 47 einmündet.
Über eine Härteeinrichtung 49, die der Extrudiereinrichtung 47 nachgeordnet ist, kann das Extrudiermaterial gehärtet und somit die Umhüllung ausgebildet werden. Die Härteeinrichtung 49 kann als Durchlaufofen oder als UV-Härteanlage ausgestaltet sein.
Die Extrusionsvorrichtung 23 kann eine Fördereinrichtung auf weisen, mittels der die elektrischen Leitungen 13 mit den daran angeordneten elektronischen Bauteilen 15 und der Ummantelung (nicht gezeigt in Fig. 3) in Längsrichtung L gefördert werden können. Dieser Fördervorgang kann auch mittels des Förderbandes 31 bewerkstelligt werden, so dass die Extrusionsvorrichtung 23 keine eigene Fördereinrichtung benötigt. Am in Längsrichtung L gesehen vorderen Ende der Extrudierein richtung 47 weist das rohrförmige Gebilde eine Auslassöffnung auf, aus der die ummantelte optoelektronische Faser kontinuier lich herausgefordert werden kann. Da die optoelektronisches Fa ser über einen kontinuierlichen Prozess, ausgehend von der Ab- wicklung der elektrischen Leitungen 13 von den Spulen 25, ge bildet werden kann, kann die optoelektronische Faser in Art einer Endlosfaser ausgebildet werden.
Zur Abtrennung der gebildeten Faser von den noch nicht umman- telten elektrischen Leitungen 13 kann zwischen der Bestückungs vorrichtung 21 und der Extrusionsvorrichtung 23 eine Durch trenneinrichtung 51 vorgesehen sein. Diese kann zum Beispiel einen Laser zur Durchtrennung der elektrischen Leitungen 13 aufweisen .
Fig. 4 illustriert ein alternatives Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Faser. Bei diesem Verfahren ist die Umhüllung 17 vorgefertigt und weist eine plattenartige, ebene Form auf. Die wenigstens eine elektrische Leitung 13 wird mit den darauf angeordneten elektronischen Bauteilen 15 auf der Ummantelung 17 angeordnet. Alternativ kann die Bestückung der wenigstens einen elektrischen Leitung 13 mit den optoelektro nischen Bauteilen 15 auch erfolgen, wenn die wenigstens eine elektrische Leitung 13 auf der Umhüllung 17 angeordnet ist. Die quer zu einer senkrecht zur Bildebene verlaufenden Längsrich tung liegenden seitlichen Endabschnitte der Umhüllung 17 werden sodann nach oben umgeschlagen, wie in Fig. 4 durch die Pfeile illustriert ist. Insbesondere kann dabei die Umhüllung 17 aus einem vorvernetzten Silikonmaterial bestehen, dass nach dem Um- schlagen gehärtet wird, wodurch sich eine vollständig umlau fende, einstückige Umhüllung ergibt.
Die Umhüllung 17 gemäß Fig. 4 kann als Förderband (vergleiche das Förderband 31 in Fig. 3) in einer Bestückungseinrichtung 21 gemäß Fig. 3 eingesetzt werden. Sobald eine bestimmte Länge von der wenigstens einen elektrischen Leitung 13 von der Spule 25 (vgl. Fig. 3) abgezogen und auf der Umhüllung 17 angeordnet ist, kann diese mit optoelektronischen Bauteilen 15 bestückt werden. Danach kann die Umhüllung, wie Fig. 4 illustriert, umgeschlagen werden. Eine nachgeordnete Extrusionsvorrichtung 23 kann bei dieser Variante eingespart werden.
Fig. 5 zeigt im Querschnitt die mittels des Herstellungsverfah- rens gemäß Fig. 4 hergestellte optoelektronische Faser 11. Wie erwähnt wurde die Umhüllung 17 durch Umschlagen der seitlichen Enden der Umhüllung 17 gebildet.
Fig. 6 zeigt eine Querschnittsansicht von zwei parallelen elektrischen Leitungen 13, zwischen denen ein isolierendes Ma terial 53 angeordnet ist. Das isolierende Material 53 hält die beiden elektrischen Leitungen 13 längs der senkrecht zur Bild ebene verlaufenden Längsrichtung L in einem gewünschten Abstand parallel zueinander. Auf ein Förderband 31, wie Fig. 3 zeigt, kann somit verzichtet werden. Dies hat den Vorteil, dass, wie Fig. 7 zeigt, optoelektronische Bauteile 15 von oben und von unten mit den elektrischen Leitern 13 verbunden werden können.
Mit zusätzlichem Bezug auf die Fig. 3 sei angemerkt, dass zur Herstellung einer optoelektronischen Faser 11 mit einem Quer schnitt gemäß Fig. 7 die Halteeinrichtung 27 zum Halten der beiden elektrischen Leitungen 13 ohne Förderband 31 ausgestal tet sein kann. Die Halteeinrichtung 27 kann somit im Wesentli chen Führungen aufweisen, mittels denen das vordere Ende der elektrischen Leiter 13 der nachgeordneten Extrusionsvorrichtung 23 zugeführt werden kann und die eine Bestückung mit optoelekt ronischen Bauteilen 15 von oben und von unten her erlauben.
Die Fig. 8 bis 10 illustrieren einen weiteren Herstellungsvor- gang zur Herstellung einer elektronischen Faser. Ein wesentli cher Unterschied zu dem mit Bezug auf Fig. 3 illustrierten Herstellungsvorgang ist, dass die optoelektronischen Bauteile 15 nicht direkt auf den elektrischen Leitungen 13 angeordnet werden. Vielmehr wird eine Anzahl (hier: 3) an optoelektroni- sehen Bauteilen 15 zusammen mit einer Steuerung 57, die zum Beispiel in Form eines integrierten Schaltkreises ausgestaltet ist, auf der Oberseite eines Interposers 55 angeordnet. Die Unterseite des Interposers 15 wird sodann, wie Fig. 9 zeigt, auf in Längsrichtung L verlaufenden elektrischen Leitungen 13 angeordnet. Kontaktstellen 59 an der Unterseite des Interposers 55 kontaktieren dabei die elektrischen Leitungen 13 elektrisch. Da ein jeweiliger Interposer 55 auf seiner Unterseite mehrere Kontaktstellen 59 aufweisen kann, kann es erforderlich sein, dass die elektrischen Leitungen 13, wie in Fig. 10 illustriert ist, aufgetrennt werden.
Weitere bevorzugte Varianten und Ausführungsbeispiele der Er findung finden sich in der nachfolgenden Liste mit Nummern 1 bis 26:
1. Optoelektronische Faser, insbesondere zur Integration in eine Textilie, mit:
wenigstens einer elektrischen Leitung (13) , die sich in einer Längsrichtung (L) erstreckt und an der optoelekt- ronische Bauteile (15) angeordnet sind, und
einer sich in Längsrichtung (L) erstreckenden Umhül lung (17), welche die wenigstens eine elektrische Leitung (13) und die optoelektronischen Bauteile (15) umgibt, wobei, quer zur Längsrichtung (L) gesehen, die Um- hüllung (17) einen äußeren Durchmesser (D) aufweist, der höchstens 5 mm, bevorzugt höchstens 2,5 mm, weiter bevor zugt höchstens 1 mm beträgt, weiter bevorzugt 1 mm, und noch weiter bevorzugt weniger als 0,5 mm beträgt, und wobei in Längsrichtung (L) gesehen die Faser (11) eine Mindestlänge von 5 m aufweist.
Faser nach Nummer 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens zwei, drei, vier oder noch mehr elektrische Leitungen (13) vorgesehen sind, die sich parallel zuei nander in Längsrichtung (L) erstrecken und an denen die optoelektronischen Bauteile (15) angeordnet sind.
Faser nach Nummer 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umhüllung (17) aus einem Material, wie etwa Silikon, derart ausgebildet ist, dass die Faser (11) in Art eines textilen Fadens in eine Textilie integrierbar ist.
Faser nach einer der vorhergehenden Nummern,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umhüllung (17) mittels eines Extrusionsvorgangs her gestellt ist, oder
dass die Umhüllung (17) in einer um die Längsrichtung (L) herum verlaufenden Umfangsrichtung (U) um die optoelekt ronischen Bauteile (15) und die wenigstens eine elektri sche Leitung (13) derart umgeschlagen ist, dass die Um hüllung (17) die Bauteile (15) und Leitungen (13) zumin dest abschnittsweise vollumfänglich umgibt.
Faser nach einer der vorhergehenden Nummern,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umhüllung (17) transparent oder diffus ausgestaltet ist und/oder ein Leuchtstoffgemisch und/oder ein Konver sionsmaterial enthält und/oder einstückig ausgebildet ist. 6 Faser nach einer der vorhergehenden Nummern,
dadurch gekennzeichnet, dass
diese in Längsrichtung (L) gesehen eine Länge von mindes tens 7,5 m, 10 m, 15 m, 20 m oder noch weitaus größeren Längen, etwa von einigen hundert Metern oder von einem oder mehreren Kilometern, aufweist.
7 Faser nach einer der vorhergehenden Nummern,
dadurch gekennzeichnet, dass
die optoelektronischen Bauteile (15) in Längsrichtung (L) gesehen, insbesondere in einem gleichmäßigen Abstand, von einander beabstandet an der wenigstens einen elektrischen Leitung (13) angeordnet sind, und/oder
die optoelektronischen Bauteile (15) die wenigstens eine elektrische Leitung (13) elektrisch kontaktieren.
Faser nach einer der vorhergehenden Nummern,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Anzahl an optoelektronischen Bauteilen (15) auf einem Interposer (55) angeordnet ist und mehrere solcher Inter- poser (55) an der wenigstens einen elektrischen Leitung (13) angeordnet sind, wobei, bevorzugt, in Längsrichtung (L) gesehen die Interposer (55), insbesondere in einem gleichmäßigen Abstand, voneinander beabstandet sind.
9 Faser nach Nummer 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
auf einigen oder jedem der Interposer (55) eine Steuerung (57), insbesondere ein integrierter Schaltkreis, angeord net ist, wobei, bevorzugt, die Steuerung (57) eines je weiligen Interposers (55) zum Steuern von der Steuerung (57) zugeordneten optoelektronischen Bauteilen (15) aus gebildet ist. 1 0. Faser nach einer der vorhergehenden Nummern, dadurch gekennzeichnet, dass
diese wenigstens ein weiteres elektrisches oder elektro nisches Bauelement (57) aufweist, welches bevorzugt an der wenigstens einen elektrischen Leitung (13) angeordnet ist.
11. Faser nach Nummer 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Bauelement (57) innerhalb der Umhüllung (17) angeord net ist, und/oder
das Bauelement (57) zumindest mit einer elektrischen Lei tung (13) elektrisch verbunden ist.
12. Bestückungsvorrichtung zur Bestückung von elektrischen Leitungen (13) mit optoelektronischen Bauteilen (15), mit: einer Halteeinrichtung (27) zum Halten von wenigstens einer sich in einer Längsrichtung (L) erstreckenden elektrischen Leitung (13), und
einer Aufbringeinrichtung (41) zum Anordnen von opto elektronischen Bauteilen (15) an der wenigstens einen elektrischen Leitung (13) .
13. Bestückungsvorrichtung nach Nummer 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Halteeinrichtung (27) zum Halten von wenigstens zwei elektrischen Leitungen (13) ausgestaltet ist, wobei sich die Leitungen (13) zumindest im Wesentlichen parallel zu einander und in einem bestimmten Abstand voneinander in Längsrichtung (L) erstrecken. 14. Bestückungsvorrichtung nach Nummer 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Halteeinrichtung (27) eine Fördereinrichtung (29) um fasst, zum Fördern der wenigstens einen elektrischen Lei tung (13) in Längsrichtung (L) . 15. Bestückungsvorrichtung nach Nummer 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Fördereinrichtung (29) ein, insbesondere eine Folie aufweisendes , Förderband (31) umfasst, das in Längsrich- tung (L) bewegbar ist und auf dem die wenigstens eine elektrische Leitung (13) anordenbar oder angeordnet sind.
16. Bestückungsvorrichtung nach einer der Nummern 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass
in Längsrichtung (L) gesehen nachgeordnet zur Halteein richtung (27) eine Durchtrenneinrichtung (51) zum Durch trennen wenigstens einer elektrischen Leitung (13) ange ordnet ist. 17. Bestückungsvorrichtung nach einer der Nummern 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass
die Halteeinrichtung (27) eine Spanneinrichtung (37) um fasst, mittels welcher die elektrischen Leitungen (13) in Längsrichtung (13) gespannt werden können.
18. Extrusionsvorrichtung zur Herstellung einer Ummantelung ( 17 ) mit :
einer Zuführung (43) zur Zuführung von wenigstens ei ner sich in einer Längsrichtung (L) erstreckenden elektri- sehen Leitung (13) mit daran angeordneten optoelektroni schen Bauteilen (15) zu einer Extrudiereinrichtung (47), einer weiteren Zuführung (45) zur Zuführung von Extrudiermaterial, insbesondere einem Silikon oder einem Silikon/Leuchtstoff-Gemisch, zu der Extrudiereinrichtung
(47) ,
wobei die Extrudiereinrichtung (47) dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine elektrische Leitung (13) mit den daran angeordneten optoelektronischen Bauteilen (15) mit dem Extrudiermaterial zu ummanteln. 19. Extrusionsvorrichtung nach Nummer 18,
dadurch gekennzeichnet, dass
diese dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine Leitung (13) mit den daran angeordneten optoelektronischen Bau teilen (15) in Längsrichtung (L) zu fördern, und/oder diese eine Härteeinrichtung (49), insbesondere mittels UV- Licht, zum Härten des Extrudiermaterials aufweist. 20. Vorrichtung zur Herstellung einer optoelektronischen Fa ser, insbesondere Faser nach einer der Nummern 1 bis 11, mit :
einer Bestückungsvorrichtung (21) nach einer der Nummern 12 bis 17,
einer Extrusionsvorrichtung (23) nach einer der Nummern 18 bis 19, und
wobei, in einer Längsrichtung (L) gesehen, die Extrusi onsvorrichtung (23) der Bestückungsvorrichtung (21) nach geordnet ist.
21. Textiles Gewebe, insbesondere Kleidungsstück oder Innen verkleidungselement eines Fahrzeugs, mit:
einer Vielzahl von textilen Fäden, und
wenigstens einer Faser (11) nach einem der Nummern 1 bis 11, die zusammen mit den textilen Fäden ein textiles Gewebe bildet .
22. Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Faser mit den Schritten:
Bereitstellen von wenigstens einer elektrischen Lei tung (13), die sich in einer Längsrichtung (L) erstreckt, Anordnen von optoelektronischen Bauteilen (15) an der wenigstens einen elektrischen Leitung (13) ,
Herstellung einer Umhüllung (17) um die wenigstens eine elektrische Leitung (13) und den daran angeordneten optoelektronischen Bauteilen (15) in einem Extrusionspro zess .
23. Verfahren nach Nummer 22,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Herstellung der Umhüllung (17) die wenigstens eine elektronische Leitung (13), insbesondere deren vorderes Ende, mit den daran angeordneten optoelektronischen Bau teilen (15) durch eine Extrusionsvorrichtung (23) hindurch gefördert wird.
24. Verfahren nach Nummer 22 oder 23,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine elektrische Leitung (13) von einer Spule (25) abgewickelt wird.
25. Verfahren nach einer der Nummern 22 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine elektrische Leitung (13) auf einem Förderband (31) angeordnet wird, so dass sich die elekt rische Leitung (13) in Längsrichtung (L) erstreckt, und dass dort die wenigstens eine elektrische Leitung (13) mit den optoelektronischen Bauteilen (15) bestückt wird. 26. Verfahren nach Nummer 25,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine elektrische Leitung (13) mit den opto elektronischen Bauteilen (15) mittels des Förderbands (31) durch eine Extrusionsvorrichtung (23) hindurch gefördert wird, um die Umhüllung (17) herzustellen. BEZUGSZEICHENLISTE
11 optoelektronische Faser
13 elektrische Leitung
15 optoelektronisches Bauteil
17 Umhüllung
19 HerstellungsVorrichtung
21 BestückungsVorrichtung
23 ExtrusionsVorrichtung
25 Spule
27 Halteeinrichtung
29 Fördereinrichtung
31 Förderband
33 erste Rolle
35 zweite Rolle
37 Spanneinrichtung
39 Lichtquelle
41 Aufbringeinrichtung
43 Zuführung
45 Zuführung
47 Extrudiereinrichtung
49 Härteeinrichtung
51 Durchtrenneinrichtung
53 I soliermaterial
55 Interposer
57 Steuerung
59 Kontaktstellen
L Längsrichtung
U Umfangsriehtung
D Durchmesser

Claims

ANSPRÜCHE
1 Bestückungsvorrichtung zur Bestückung von elektrischen Leitungen (13) mit optoelektronischen Bauteilen (15), mit: einer Halteeinrichtung (27) zum Halten von wenigstens einer sich in einer Längsrichtung (L) erstreckenden elektrischen Leitung (13), und
einer Aufbringeinrichtung (41) zum Anordnen von opto elektronischen Bauteilen (15) an der wenigstens einen elektrischen Leitung (13) .
2 Bestückungsvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Halteeinrichtung (27) zum Halten von wenigstens zwei elektrischen Leitungen (13) ausgestaltet ist, wobei sich die Leitungen (13) zumindest im Wesentlichen parallel zu einander und in einem bestimmten Abstand voneinander in Längsrichtung (L) erstrecken. 3 Bestückungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Halteeinrichtung (27) eine Fördereinrichtung (29) um fasst, zum Fördern der wenigstens einen elektrischen Lei tung (13) in Längsrichtung (L) .
4 Bestückungsvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Fördereinrichtung (29) ein, insbesondere eine Folie aufweisendes , Förderband (31) umfasst, das in Längsrich tung (L) bewegbar ist und auf dem die wenigstens eine elektrische Leitung (13) anordenbar oder angeordnet sind.
5 Bestückungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Längsrichtung (L) gesehen nachgeordnet zur Halteein richtung (27) eine Durchtrenneinrichtung (51) zum Durch trennen wenigstens einer elektrischen Leitung (13) ange ordnet ist.
6. Bestückungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
die Halteeinrichtung (27) eine Spanneinrichtung (37) um fasst, mittels welcher die elektrischen Leitungen (13) in Längsrichtung (13) gespannt werden können.
7. Extrusionsvorrichtung zur Herstellung einer Ummantelung ( 17 ) mit :
einer Zuführung (43) zur Zuführung von wenigstens ei- ner sich in einer Längsrichtung (L) erstreckenden elektri schen Leitung (13) mit daran angeordneten optoelektroni schen Bauteilen (15) zu einer Extrudiereinrichtung (47), einer weiteren Zuführung (45) zur Zuführung von Extru diermaterial, insbesondere einem Silikon oder einem Sili- kon/Leuchtstoff-Gemisch, zu der Extrudiereinrichtung
(47) ,
wobei die Extrudiereinrichtung (47) dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine elektrische Leitung (13) mit den daran angeordneten optoelektronischen Bauteilen (15) mit dem Extrudiermaterial zu ummanteln.
8. Extrusionsvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
diese dazu ausgebildet ist, die wenigstens eine Leitung (13) mit den daran angeordneten optoelektronischen Bau teilen (15) in Längsrichtung (L) zu fördern, und/oder diese eine Härteeinrichtung (49), insbesondere mittels UV- Licht, zum Härten des Extrudiermaterials aufweist.
9. Vorrichtung zur Herstellung einer optoelektronischen Fa ser, insbesondere Faser nach einem der Ansprüche 10 bis 20,
mit :
einer Bestückungsvorrichtung (21) nach einem der Ansprüche
1 bis 6,
einer Extrusionsvorrichtung (23) nach einem der Ansprüche 7 bis 8, und
wobei, in einer Längsrichtung (L) gesehen, die Extrusi- onsvorrichtung (23) der Bestückungsvorrichtung (21) nach geordnet ist.
10. Optoelektronische Faser, insbesondere zur Integration in eine Textilie, mit:
wenigstens einer elektrischen Leitung (13) , die sich in einer Längsrichtung (L) erstreckt und an der opto elektronische Bauteile (15) angeordnet sind, und
einer sich in Längsrichtung (L) erstreckenden Umhül lung (17), welche die wenigstens eine elektrische Leitung (13) und die optoelektronischen Bauteile (15) umgibt, wobei, quer zur Längsrichtung (L) gesehen, die Umhüllung (17) einen äußeren Durchmesser (D) aufweist, der höchstens 5 mm, bevorzugt höchstens 2,5 mm, weiter bevorzugt höchs tens 1 mm beträgt, weiter bevorzugt 1 mm, und noch weiter bevorzugt weniger als 0,5 mm beträgt, und
wobei in Längsrichtung (L) gesehen die Faser (11) eine Mindestlänge von 5 m aufweist.
11. Faser nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens zwei, drei, vier oder noch mehr elektrische Leitungen (13) vorgesehen sind, die sich parallel zuei nander in Längsrichtung (L) erstrecken und an denen die optoelektronischen Bauteile (15) angeordnet sind.
12. Faser nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umhüllung (17) aus einem Material, wie etwa Silikon, derart ausgebildet ist, dass die Faser (11) in Art eines textilen Fadens in eine Textilie integrierbar ist.
13. Faser nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umhüllung (17) mittels eines Extrusionsvorgangs her- gestellt ist, oder
dass die Umhüllung (17) in einer um die Längsrichtung (L) herum verlaufenden Umfangsrichtung (U) um die optoelekt ronischen Bauteile (15) und die wenigstens eine elektri sche Leitung (13) derart umgeschlagen ist, dass die Um hüllung (17) die Bauteile (15) und Leitungen (13) zumin dest abschnittsweise vollumfänglich umgibt.
14. Faser nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Umhüllung (17) transparent oder diffus ausgestaltet ist und/oder ein Leuchtstoffgemisch und/oder ein Konver sionsmaterial enthält und/oder einstückig ausgebildet ist.
15. Faser nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
diese in Längsrichtung (L) gesehen eine Länge von mindes tens 7,5 m, 10 m, 15 m, 20 m oder noch weitaus größeren Längen, etwa von einigen hundert Metern oder von einem oder mehreren Kilometern, aufweist.
16. Faser nach einem der Ansprüche 10 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass die optoelektronischen Bauteile (15) in Längsrichtung (L) gesehen, insbesondere in einem gleichmäßigen Abstand, von einander beabstandet an der wenigstens einen elektrischen Leitung (13) angeordnet sind, und/oder
die optoelektronischen Bauteile (15) die wenigstens eine elektrische Leitung (13) elektrisch kontaktieren.
17. Faser nach einem der Ansprüche 10 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Anzahl an optoelektronischen Bauteilen (15) auf einem
Interposer (55) angeordnet ist und mehrere solcher Inter- poser (55) an der wenigstens einen elektrischen Leitung (13) angeordnet sind, wobei, bevorzugt, in Längsrichtung (L) gesehen die Interposer (55), insbesondere in einem gleichmäßigen Abstand, voneinander beabstandet sind.
18. Faser nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, dass
auf einigen oder jedem der Interposer (55) eine Steuerung (57), insbesondere ein integrierter Schaltkreis, angeord net ist, wobei, bevorzugt, die Steuerung (57) eines je weiligen Interposers (55) zum Steuern von der Steuerung (57) zugeordneten optoelektronischen Bauteilen (15) aus gebildet ist.
19. Faser nach einem der Ansprüche 10 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, dass
diese wenigstens ein weiteres elektrisches oder elektro nisches Bauelement (57) aufweist, welches bevorzugt an der wenigstens einen elektrischen Leitung (13) angeordnet ist.
20. Faser nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Bauelement (57) innerhalb der Umhüllung (17) angeord net ist, und/oder das Bauelement (57) zumindest mit einer elektrischen Lei tung (13) elektrisch verbunden ist.
21. Textiles Gewebe, insbesondere Kleidungsstück oder Innen verkleidungselement eines Fahrzeugs, mit:
einer Vielzahl von textilen Fäden, und
wenigstens einer Faser (11) nach einem der Ansprüche 10 bis 20, die zusammen mit den textilen Fäden ein textiles Gewebe bildet.
22. Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Faser mit den Schritten:
Bereitstellen von wenigstens einer elektrischen Lei tung (13), die sich in einer Längsrichtung (L) erstreckt, Anordnen von optoelektronischen Bauteilen (15) an der wenigstens einen elektrischen Leitung (13) ,
Herstellung einer Umhüllung (17) um die wenigstens eine elektrische Leitung (13) und den daran angeordneten optoelektronischen Bauteilen (15) in einem Extrusionspro zess .
23. Verfahren nach Anspruch 22,
dadurch gekennzeichnet, dass
zur Herstellung der Umhüllung (17) die wenigstens eine elektronische Leitung (13), insbesondere deren vorderes
Ende, mit den daran angeordneten optoelektronischen Bau teilen (15) durch eine Extrusionsvorrichtung (23) hindurch gefördert wird. 24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine elektrische Leitung (13) von einer Spule (25) abgewickelt wird. 25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine elektrische Leitung (13) auf einem Förderband (31) angeordnet wird, so dass sich die elekt rische Leitung (13) in Längsrichtung (L) erstreckt, und dass dort die wenigstens eine elektrische Leitung (13) mit den optoelektronischen Bauteilen (15) bestückt wird.
26. Verfahren nach Anspruch 25,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine elektrische Leitung (13) mit den opto elektronischen Bauteilen (15) mittels des Förderbands (31) durch eine Extrusionsvorrichtung (23) hindurch gefördert wird, um die Umhüllung (17) herzustellen.
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