用于覆盖面型的发光体的复合组件的制作方法

本发明涉及一种用于覆盖用于机动车的面型的发光体、尤其信号灯或大灯的复合组件（Verbundanordnung），其中复合组件具有内面和外面。

背景技术：

对于用于机动车的照明设备(如例如信号灯或大灯)，通常在光源和形成光的元件、如透镜（Linsen）和反射器（Reflektoren）之前存在有覆盖盘（Abdeckscheibe）。覆盖盘封闭发光体壳体并且提供保护以防止环境影响。覆盖盘适宜地由牢固的、尤其表面硬的和抗撞击的材料加工而成。还以下面的方式保证了抵抗例如石块撞击的保护功能，即敏感的发光体构件以一定的间距定位在覆盖盘之后，所述覆盖盘通过变形吸收碰撞能量，由此要求壳体有至少必要的结构空间深度。所述结构空间深度在传统的发光体设计和设计方案中是无问题的并且为光学的布局的部分，然而在带有面型的光源或光构件(如有机的发光二极管(OLED)、发光二极管(LED)阵列或面型的光导体)的发光设计中是不期望的并且因此为对于期望的结构空间深度的减少的阻碍。

文件US 2011/0039073 A1公开了一种用于机械地保护处于其之下的物体的保护覆盖件，所述保护覆盖件具有至少两个材料层，具有空心球的一个材料层、由能够塑性变形的塑料制成的另一个材料层。在球之间的中间空间能够填充有如下材料，所述材料以比球本身更小的阻抗来抵抗变形。

文件WO 2014/033725公开了一种由塑料复合物制成的能够在建筑中使用的模板（Schalungsplatte）作为用于运输的容易的实施方式。

文件US 2007/0218261 A1公开了一种控制光的复合物，其带有垂直地通过复合面布置的透明的并且吸收光的区域。因此复合物的边界面处在光的发射方向上并且垂直于发光体元件的表面。

文件DE 10 2013 218 850 A1公开了一种用于覆盖在车辆中的照明设备的发光体覆盖件，其带有至少部分透明的发光区域，所述发光区域由至少一个吸收撞击的材料制造而成或具有至少一个由吸收撞击的材料制成的涂层。

文件US 6,464,382描述了一种带有具有一定的折射系数的、装入的形成光的主体的散射板。

文件US 2001/0055215 A1公开了一种由带有软的、柔性的覆层的塑料制成的发光体覆盖件，所述覆层布置在塑料基体和外部的抗磨损的覆层之间。

技术实现要素：

本发明的任务称为一种用于覆盖用于机动车的面型的发光体的复合组件，所述复合组件在最小化的结构空间深度的情况下一方面提供了可靠的磨损和撞击保护并且另一方面提供了集成光学的功能的元件的可行性。

所述任务通过如开头提及的复合组件来解决，其根据本发明具有至少一个层，其中所述至少一个层包括由带有弹性模量E>2000 MPa的透明的聚合的第一材料制成的结构，其中所述至少一个层包括透明的第二材料，位于结构之间的中间空间至少部分地填充有所述透明的第二材料，其中透明的第二材料选自：气态的流体、液态的材料、胶状的材料和带有弹性模量E<1000 MPa的聚合的材料。

由于本发明，提供了紧接着或直接地贴靠在面型的发光体处的覆盖件，所述覆盖件在结构空间深度强烈减少情况下随之带来了可靠的磨损和撞击保护。根据本发明的复合组件能够在机动车照明设备的一定的应用的情况下来代替在其它情况下设置的覆盖盘。复合组件此外实现了提及的磨损和保护作用与集成光学的功能的元件、如例如形成光的元件(例如分布光的或起散射作用的元件)的组合，由此开辟了针对面型的发光体的多样的设计可行性。

因此根据本发明，复合组件由至少一个层构建而成，其中每个层由提供结构的、起支撑作用的第一材料和起填充作用的第二材料组合而成，其中在第一材料的结构之间的中间空间至少部分地、优选地完全地填充有第二材料。通过如此被填充的支撑结构来产生可靠的吸收撞击的作用，由此来保护处于其之下的发光器件。从光源中发射的光在传播方向上通过复合组件来引导。例如能够通过使边界面弯曲来成形通过的光。

“复合组件的内面”为复合组件的面向面型的发光体的面。相应地“复合组件的外面”应被理解成复合组件的与面型的发光体背离的面。

概念“面型的发光体”，在此同义地还被称作为发光体，涉及带有面型的光构件(例如有机的发光二极管(OLED)、发光二极管(LED)阵列或面型的光导体)的发光体。面型的发光体的发光的表面能够基本上为平面的但或还为弯曲的。这样的带有面型的光构件的发光体对于本领域技术人员而言是显而易见已知的。

在此使用的概念“透明的”应被理解成，复合组件能够为能够看见的光所通过。对于机动车发光体(如信号灯或大灯)的功能性而言重要的是，在光学的射束方向上后置于发光体单元的覆盖件具有非常好的光学的透明度、即高的透射度。在大灯技术的领域上存在有针对光放射的效率的目标值，其物理的测量值是光通量。对于投射模块（Projektionsmodule）而言实际的数值为30-40%，反射应用（Reflexionsanwendungen）到达直至60%。这些数值由在系统中的损失(反射体表面的反射能力、在透镜和封闭盘中的吸收损失)和几何上的利用率来得到，所述利用率取决于能够使用的装入空间、光源的发射特性和光技术人员的设计策略。如果人们欲通过根据本发明的复合组件来保护例如大灯投射模块并且在大灯的运行状态中仍达到能够接受的效率，则覆盖件的透射度优选地大于50%。

概念“大灯”包括机动车大灯的所有的类型、尤其前大灯和尾灯。概念“信号灯”例如包括日间行车灯（Tagfahrlicht）或轮廓标志灯（Begrenzungslicht）。面型的发光体、大灯和信号灯的结构上的构建或光分布是充分已知的或通常经受为本领域技术人员所知的法律上的要求。

优选地透明的聚合的第一材料选自：热塑性塑料和热固性塑料。用于透明的聚合的第一材料的合适的聚合物例如为聚烯烃、改性的聚酰胺(改性的PA)、聚丙烯酸酯(包括改性的PMMA(改性的聚甲基丙烯酸甲酯)在内)、PC(聚碳酸酯)、苯乙烯共聚物如mABS、ASA、SAN、SBS和PET(聚对苯二甲酸乙二酯)。

透明的第二材料优选地为带有<90 D的邵氏硬度（Shore Härte）、优选地带有20 A-70 A的邵氏硬度的聚合的材料。

有利地，透明的第二材料为聚合的材料并且选自：弹性体、离聚物和多糖。对于合适的弹性体的示例为硅酮、TPE/O、TPE/U、TPE/E、TPE/S和改性的PA(改性的聚酰胺)。作为对于合适的离聚物的示例能提到Surlyn®(Dupont)。作为对于合适的多糖的示例能提到在水中膨胀的纤维素纤维。

在其它的变型方案中透明的第二材料为气态的流体、优选地空气或惰性气体。

在特别有利的变型方案中透明的第二材料为带有<10⁶ mPa sec的粘性的液体或带有<10⁶ mPa sec的粘性的包含填料的液体或胶状的材料；这样的材料实现了碰撞能量(例如由于石块撞击而引起的)的好的侧向分布，所述碰撞能量能够在没有长的路径的情况下被导开。优选地透明的第二材料取决于碰撞速度表现为膨胀增稠的（dilatant）。优选地透明的第二材料为全氟聚醚。合适的全氟聚醚例如为Galden®或Fomblin®(Solvay)。如果透明的第二材料为带有<10⁶ mPa sec的粘性的液体或带有<10⁶ mPa sec的粘性的包含填料的液体或胶状的材料，则所述第二材料优选地具有>1.6 g/cm³的密度。

由透明的聚合的第一材料制成的结构适宜地以注塑方法、通过冲压或通过深冲聚合的薄膜制造而成。在注塑方法之后结构能够例如通过层压（Laminieren）或在通过照射而引起的温度下或者施加到覆盖覆层上或者直接地施加到面型的发光体的光逸出面上。备选地结构能够还通过冲压或深冲聚合的薄膜来产生。

由聚合的第一材料制成的结构优选地由穹顶形的结构元件或由以凹入的或凸出的透镜的形式的结构元件形成。

优选地结构或结构元件具有1-25 mm的尺寸。结构元件垂直于层的高度优选地为1-5 mm。结构元件平行于层的宽度优选地处在1-25 mm的范围中、例如1,5,10,15或25 mm。

在另外的变型方案中透明的聚合的第一材料和透明的第二材料能够具有不同的折射系数。根据结构或结构元件的形式并且取决于相应的折射系数能够设置相应的形成光的作用(例如起聚焦作用、起散焦作用、起对准作用、起扩展作用、平衡色差)。与透镜形的结构元件的形式和相应的折射系数相关的形成光的效果的没有详尽性的总结在下列表格1中给出：

表格1：

如果透明的第二材料为粘性的液体或胶状的材料，则所述第二材料能够为了填充在结构之间的中间空间而涂布到结构上。

透明的第二材料(例如当所述第二材料为聚合物或为在室温的情况下固体的胶体时)还能够通过熔化来施加。

有利地在复合组件的外面上施加有外部的覆盖覆层。外部的覆盖覆层例如由PET(聚对苯二甲酸乙二酯)(例如直到100 µm厚的双向的（biaxiales）PET)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PC(聚碳酸酯)、PVDF(聚偏氟乙烯)、PA(聚酰胺)、ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物)、SAN(苯乙烯丙烯腈)、ASA(丙烯酸酯苯乙烯丙烯腈)、PS(聚苯乙烯)或玻璃加工而成。外部的覆盖覆层适宜地根据本身已知的类型(例如纳结构化（Nano-Strukturierung）)来设有防止污物的性质和/或根据本身已知的类型设有硬涂层(例如紫外线硬化的漆或以硅、锆、钛或铝基的PVD(“physical vapour deposition”)覆层、DLC(“diamond-like carbon”)和类似物)。

在其它的变型方案中在复合组件的内面上施加有内部的覆盖覆层，所述内部的覆盖覆层能够例如由PET(例如直到100 µm厚的双向的PET)、PMMA、PC、PVDF、PA、ABS、SAN、ASA、聚苯乙烯或玻璃加工而成。如果面型的光构件为OLED，那么能够想到的是，略去内部的覆盖覆层。在面型的光构件包括分散的发光中心(例如LED阵列)的情况下，内部的覆盖覆层能够为了光耦入来优化地实施；例如所述内部的覆盖覆层能够具有成形的空腔(例如以用于容纳LED芯片)或散射中心(例如通过增添颜料或其它的内含物)。

为了获得多层的复合组件适宜的是，复合组件的构建包括至少两个层。在各个的层之间能够有利地布置有中间覆层，所述中间覆层将各个的层与彼此分离并且所述中间覆层例如由PET(例如直到100 µm厚的双向的PET)、PMMA、PC、PVDF、PA、ABS、SAN、ASA、聚苯乙烯或玻璃加工而成。

在有利的改进方案中使(外部的和/或内部的)覆盖覆层和/或中间覆层本身构建成多层的。有利地能够在构建成多层的覆盖覆层和/或中间覆层中来嵌入光学的元件(例如如其例如在文件AT 514 785 A1中描述的微结构、散射微粒(微/纳)、着色剂、颜料)和/或增强结构的元件(例如由PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二酯)或聚丙烯腈(PAN)制成的有机的元件；由E/S玻璃、天然的或合成的矿物或合成的或天然的长或短纤维制成的无机的元件)。通过嵌入增强结构的元件有利地提高了复合组件的总强度和总阻尼。另外的有利的改进方案设置成，为了特别的光效果在本身构建成多层的中间覆层中接入侧向上起耦出作用的光波导体。

在本发明的有利的改进方案中多层的复合表面的相应的层不同地结构化和/或包含第一和第二材料的不同的组合。由此例如可行的是，实现根据本发明的复合组件的深度递进的阻尼性能。

在本发明的其它的实施方式中能够设置成，透明的第一和/或第二材料是起泡的，以便实现改善的阻尼、散射或重量节约，和/或设有选自散射微粒、着色剂、效果颜料（Effektpigmenten）或它们的组合的光学的元件。散射微粒、着色剂和效果颜料能够均匀地来分布或局部来变化，以便获得一定的光和设计效果。作为用于效果颜料的示例能够提到闪亮或闪光颜料（Flitter- oder Glitterpigmente）、发冷光的颜料(例如发荧光的颜料)或呈虹彩的颜料。

本发明的另一对象涉及一种用于机动车的面型的发光体，所述面型的发光体包括至少一个面型的光构件和根据本发明的复合组件（如在此描述的那样）。

有利地面型的光构件为有机的发光二极管(OLED)、发光二极管(LED)阵列或面型的光导体。这些光构件对于本领域技术人员而言是显而易见已知的。

如果面型的发光体包括带有多个分散的发光中心的发光二极管(LED)阵列，那么发光中心能够布置成居中或偏心于结构化的覆层的结构元件。

附图说明

在下文中按照不起限制作用的示例进一步描述本发明，所述示例在附上的图纸中示出。其中：

图1按照机械模拟示出了根据本发明的复合组件的机械的性质。

图2a-d按照两个示例性的实施方式示出了复合组件的机械的性质。

图3a-f示出了由透明的聚合的第一材料制成的形成光的结构元件的不同的变型方案。

图4a-c示出了根据本发明的复合组件的构建(单层和多层)的不同的变型方案，以及

图5示出了用于制造根据本发明的复合组件的方法。

具体实施方式

图1按照机械模拟示出了根据本发明的复合组件的机械的性质。弹性的元件1吸收垂直于平面2的力作用(通过竖直的箭头来标出)。弹性的元件1在此不是刚性地与平面2连接并且因此能够向侧边偏移(通过水平的箭头来表示)。因此从外部作用到复合组件上的力(例如由于石块撞击而引起的碰撞)侧向地被导开。

在图2a-d中按照两个示例性的实施方式(图2a和2b以及图2c和2d)示出了复合组件在力作用(例如由于石块撞击而引起的碰撞)的情况下的机械的性质。图2a示出了在根据示例性的第一实施方式的在图2b中示出的单层的复合组件中的力分布。图2c示出了在根据示例性的第二实施方式的在图2d中示出的单层的复合组件中的力分布。在图2a和2c中示意性地通过竖直的箭头示出的力吸收A是垂直于层的平面进行的力吸收。力吸收A优选地用于吸收能量并且设计成，在与速度有关的考虑下，更强烈地制动较快速的抛射物。在力吸收B中(其基本上平行于层的平面伸延并且在图2a和2c中通过水平的箭头来表示)，使冲击的抛射物(例如石块)的能量侧向分布。

在图2b中示出的复合组件(相应于在图2a中示出的力分布)具有两个覆盖覆层8，在所述两个覆盖覆层8之间布置有基本上平凸的或穹顶形的结构元件9(在图2b中示出了仅仅一个结构元件9)。结构元件9由带有高的E模量(E>2000 MPa)的材料制造而成。环绕地围绕结构元件9的区域10例如填充有粘性的液体，所述液体优选地取决于碰撞速度表现为膨胀增稠的。在此结构元件9承担力吸收A，而填充有粘性的液体的区域10负责力吸收B。

在图2d中示出的复合组件(相应于在图2c中示出的力分布)包括两个覆盖覆层3，在所述两个覆盖覆层3之间布置有透镜形的结构元件4，所述结构元件4支承在支承元件5上(在图2b中示出了仅仅一个结构元件4或仅仅一个支承元件5)。透镜形的结构元件4由带有高的E模量(E>2000 MPa)的材料制造而成。支承元件5是例如空心柱体形的并且优选地由带有弹性模量E<1000 MPa的更软的聚合的材料加工而成。在结构元件4之下的区域6能够例如填充有空气。在结构元件4之外的区域7能够例如填充有粘性的液体或同样填充有空气。参考在图2c中示出的力分布，透镜形的结构元件4承担力吸收A。力吸收B通过支承元件5进行，所述支承元件5允许结构元件4在碰撞时进行侧向上的偏移，以及通过以空气或粘性的液体填充的区域6,7。

图3示出了起聚集作用的(图3a)和起散射作用的(图3b)形成光的结构元件。图3c和图3d示出了带有在在平的表面区段之间的过渡处的棱边的结构元件，其中棱边能够对称(图3c)或不对称(图3d)地来定位。图3e和图3f示出了带有在在弯曲的表面区段之间的过渡处的棱边的结构元件，其中棱边能够对称(图3e)或不对称(图3f)地来定位。

图4示出了根据本发明的复合组件的构建(单层和多层)的不同的变型方案的示意性的图示。

在图4a中示出了用于根据本发明的复合组件100的单层的构建的示例。所述构建包括起聚集作用的形成光的结构元件101，其基本上具有平凸的或穹顶形的形状。结构元件101由带有弹性模量E>2000 MPa的透明的聚合的第一材料、例如由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制造而成并且布置在内部的、面向面型的光构件的覆盖覆层102上。覆盖覆层102例如具有由双向拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)制成的薄膜。在结构元件101之间的中间空间103填充有透明的第二材料、在此填充有全氟聚醚(如Galden®或Fomblin®(Solvay))。从外部看复合组件100通过外部的覆盖覆层104来封闭，所述覆盖覆层104能够同样由PET制造而成。此外外部的覆盖覆层104能够根据本身已知的类型(例如纳结构化)设有防止污物的性质和/或根据本身已知的类型设有硬涂层(例如紫外线硬化的漆或以硅、锆、钛或铝基的PVD覆层、DLC和类似物)。结构元件101垂直于层的高度为约5 mm。结构元件101平行于层的宽度为约15 mm。

此外在图4a中示例性地示意性地示出了面型的发光体构件的发光覆层，其利用复合组件来覆盖。在OLED的情况下使发光覆层105构造成均质的。LED的发光覆层具有分散的发光中心，所述发光中心能够布置成或者居中(发光覆层106)或者偏心于复合组件100的结构元件101。

图4b示出了复合组件200，其基本上构建成与源自图4a的复合组件100相同，不同的是，穹顶形的结构元件201的尺寸选取得更小。结构元件201垂直于层的高度为约5 mm。结构元件201平行于层的宽度为约5 mm。

在图4c中示出了用于根据本发明的复合组件300的两层的构建的示例。所述构建总共包括两个层，内部的层300a和外部的层300b，其中每个层300a,300b具有起聚集作用的形成光的结构元件301a,301b。结构元件301a,301b基本上具有平凸的或穹顶形的形状并且以它们的尺寸而不同。结构元件301a垂直于层的高度为约5 mm。结构元件301a平行于层的宽度为约5 mm。结构元件301b垂直于层的高度为约5 mm。结构元件301b平行于层的宽度为约15 mm。层300a,300b由内部的、面向面型的光构件的覆盖覆层302和外部的覆盖覆层304所限制。附加地使得层300a,300b通过中间覆层305与彼此分离。覆盖覆层302,304和中间覆层305例如具有由双向拉伸的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)制成的薄膜。在结构元件301a之间或301b之间的中间空间303a或303b填充有透明的第二材料。此外外部的覆盖覆层304能够根据本身已知的类型(例如纳结构化)设有防止污物的性质和/或根据本身已知的类型设有硬涂层(例如紫外线硬化的漆或以硅、锆、钛或铝基的PVD覆层、DLC和类似物)。在下级变型方案中用于结构元件301a,301b的材料和用于中间空间303a,303b的起填充作用的材料分别是相同的。然而为了实现深度递进的阻尼性能，多层的复合物300能够具有不同的材料组合。针对用于层300a,300b的这种材料组合的两个代表性的示例在表格2中示出：

表格2:

在图5中示意性地示出了用于制造根据本发明的复合组件、在此例如源自图1的复合组件100的方法。之前以注塑方法根据本身已知的类型制造而成的、由透明的聚合的第一材料(例如带有弹性模量E>2000 MPa的PMMA)制成的结构元件101例如通过层压或在通过照射而引起的温度下施加到内部的覆盖覆层102上(图5a)。在OLED的情况下结构元件101还能够直接地施加到OLED的发光覆层上(没有示出)。接着在结构元件101之间的中间空间103通过涂布透明的第二材料(全氟聚醚、如Galden®或Fomblin®(Solvay))来填充(图5b)。备选地还可行的是，将透明的第二材料(例如当其为聚合物或为在室温的情况下固体的胶体时)通过熔化来施加。接着为了获得复合组件还施加外部的覆盖覆层104(图5c)。