光电子发光设备和方法与流程

背景技术：

1、机动车辆、尤其是汽车的窗片通常由夹层玻璃制成。这种夹层玻璃不仅用于挡风片，而且还部分用于侧窗、后窗、天窗和全景天窗。通过热塑性连接层将两个或更多个玻璃片彼此连接来制造夹层玻璃。热塑性层有时也仅施加到一个片上。

2、定向成使得朝机动车辆、特别是汽车的内部空间放射的led用于提供内部照明或向交通工具的驾驶员或其他乘员提供信息。而定向成使得向外放射的光源，例如前灯、后灯、高位刹车灯和附加刹车灯或指示灯为交通工具提供外部照明。

3、过去已经尝试将led照明装置集成为交通工具部件的整体的组成部分，以便例如为交通工具提供内部照明。例如，一种方案在于：将led集成到交通工具的玻璃化物中，特别是集成到两个玻璃片之间的热塑性连接层中。

4、然而，目前还没有已知的解决方案可以将各个led分布到大的面积(>>1m2)上并且以特别成本有效的方式和方法以彼此相对较高的间距(例如，>2厘米)集成到机动车辆的窗片中。例如，如果将在连续单片衬底上生长的led集成到这种夹层玻璃片的热塑性连接层中，则大面积将导致较高的面积成本，并且较大的未发光死区会产生不必要的成本。

5、从wo 2020011857 a1中已知一种可简单制造的光电子纤维，特别是用于集成到纺织织物中。在此，光电子纤维被构成为并且其尺寸被设置为，使得其类似于纺织线可以特别是使用通常的编织和/或针织和/或刺绣技术集成到纺织品中。纤维的长度非常长，进而能够在一定程度上被视为连续纤维。

6、需求在于：解决上述问题并提供一种制造简单且低成本的包括光电子半导体器件的交通工具的窗户或窗片。

技术实现思路

1、通过具有权利要求1的特征的光电子发光设备和具有权利要求16的特征的用于制造光电子发光设备的方法来满足这种和其他需求。本发明的实施方式和改进方案在从属权利要求中描述。

2、根据本发明的光电子发光设备包括透明片、特别是玻璃片，至少部分透明的第一中间层布置在该透明片上。此外，发光设备包括布置在第一中间层上的至少一个光电子纤维，该至少一个光电子纤维具有至少一个电导线，该至少一个电导线沿纵向方向延伸并且与多个光电子半导体器件连接。光电子纤维包括柔性载体衬底，至少一个电导线和多个光电子半导体器件布置在该柔性载体衬底上。至少部分透明的第二中间层布置在第一中间层上并且覆盖至少一个光电子纤维。

3、本发明的一个重要方面在于：将可独立于夹层玻璃片制造的光电子纤维集成到夹层玻璃片的两个玻璃片之间的热塑性连接层中，该光电子纤维包括多个光源或led。为此，光电子纤维能够以成本有效的方式和方法在单独的制造工艺中生产，然后根据期望的图案布置在第一中间层上并相应地集成到夹层玻璃片中。由此可以以非常成本有效的方式和方法将led集成到片中，同时在光电子纤维或led的布置方面实现高度个性化。

4、在一些实施方式中，透明片由玻璃片形成，但是透明片也能够由诸如有机玻璃或透明膜的透明塑料形成。在一些实施方式中，透明片由透明的、可弯曲的膜形成。

5、在一些实施方式中，至少部分透明的第一中间层和/或第二中间层由熔融材料层、粘合剂层、热熔粘合剂层、树脂(例如，乙烯醋酸乙烯酯(eva)、聚乙烯醇缩丁醛(pvb))或基于离聚物的体系形成。特别地，至少部分透明的第一中间层和/或第二中间层能够包括至少部分透明的塑料、特别是至少部分透明的膜、特别是柔性膜或由其构成。在一些实施方式中，至少部分透明的第一中间层和/或第二中间层能够被变黑。

6、在一些实施方式中，至少一个光电子纤维嵌入在至少部分透明的第一中间层与第二中间层之间。至少部分透明的第一中间层和第二中间层例如能够补偿至少一个光电子纤维的高度或轮廓。

7、在一些实施方式中，至少一个电导线被构成用于向多个光电子半导体器件供应电能和/或数据信号。至少一个电导线能够由导电材料(例如，铜)构成。至少一个电导线能够被涂覆和/或变黑，以便减少至少一个电导线的外表面区域的反射率。覆层例如能够是钯或钼覆层。在一些实施方式中，至少一个电导线能够具有5μm至50μm的宽度。特别地，至少一个电导线的宽度或横截面能够与光电子纤维的长度和为光电子半导体器件供电而要传输的电能相关。

8、在一些实施方式中，至少一个电导线包括基本上透明的材料，例如氧化铟锡(ito)。通过这种材料例如能够增加光电子纤维的透明度进而增加光电子发光设备的透明度。

9、在一些实施方式中，光电子纤维具有柔性覆盖层。柔性覆盖层布置在柔性载体衬底上并且嵌入至少一个电导线和多个光电子半导体器件。柔性覆盖层和柔性载体层例如能够包围至少一个电导线和多个光电子半导体器件并向至少一个电导线和多个光电子半导体器件提供机械稳定性。此外，柔性覆盖层和柔性载体层能够保护至少一个电导线和多个光电子半导体器件例如免受在光电子纤维的进一步处理中会出现的损坏。

10、在一些实施方式中，柔性载体衬底和/或柔性覆盖层包括材料pvb、eva、硅树脂、丙烯酸树脂和环氧树脂中的至少一种。特别地，柔性载体衬底和/或柔性覆盖层能够包括基本上透明的材料，该材料还具有柔性的或弹性的特性。在一些实施方式中，柔性载体衬底和柔性覆盖层具有相同的材料。

11、在此，术语“柔性”可以被理解为：柔性载体衬底和/或柔性覆盖层是可弯曲的或有弹性的，并且无需较大的力作用能够非破坏性地变成期望的形状。

12、在一些实施方式中，柔性载体衬底的材料和/或柔性覆盖层的材料具有与第一中间层和/或第二中间层的材料的折射率基本相对应的折射率。由此可以减小柔性载体衬底和/或柔性覆盖层的材料与第一中间层和/或第二中间层的材料之间的折射率跳跃。这又能够导致：在柔性载体衬底和/或柔性覆盖层与第一中间层和/或第二中间层之间的界面处没有或几乎没有光被折射或反射。

13、在一些实施方式中，横向于纵向方向观察，光电子纤维具有以下横截面形状之一：矩形；正方形；圆形；椭圆形；和梯形。例如，在此，横截面的第一部分能够由柔性载体衬底形成并且其第二部分能够由柔性覆盖层形成。至少一个电导线和多个光电子半导体器件能够布置在柔性载体衬底与柔性覆盖层之间。

14、在一些实施方式中，光电子纤维的高度和/或宽度或者横截面的面的直径或半径小于或等于200μm，并且尤其是小于或等于150μm。利用这样的高度，可以将光电子纤维集成到两个玻璃片之间的连接层中，因为由至少一个光电子纤维产生的轮廓能够通过连接层来补偿。

15、在一些实施方式中，至少两个交叉的光电子纤维在其交叉点处的高度小于或等于300μm。利用这样的高度，还可以将多个交叉的光电子纤维集成到两个玻璃片之间的连接层中，因为由多个交叉的光电子纤维产生的轮廓能够通过连接层补偿。

16、在一些实施方式中，光电子纤维具有至少1m的长度，特别是至少5m的长度。光电子纤维尤其能够被设计为连续纤维并且沿纵向方向观察具有特别大的长度。光电子纤维例如能够以与传统纺织纤维类似的方式卷绕和加工，进而能够特别适合于集成到夹层玻璃片的连接层中。

17、在一些实施方式中，多个光电子半导体器件中的每个由发光元件或led形成。在一些实施方式中，发光元件中的每个形成发光点，其中发光点整体能够在光电子发光设备的正常使用期间形成发光符号或发光文字。另一方面，发光点也能够相对于彼此任意地布置，并且例如形成点状图案。在此，术语“发光点”不应被理解为点状元件，而是被理解为通过半导体元件的尺寸预先确定、限定的发光面的区域。

18、在一些实施方式中，多个光电子半导体器件中的至少一个能够由包括转换材料的发光元件或led形成。转换材料例如能够布置在半导体器件的发光区域上，并且被构成用于将由半导体器件发射的光转换成不同波长的光。

19、在一些实施方式中，多个光电子半导体器件中的每个由led、特别是led芯片形成。led能够尤其被称为迷你led，其是一种小型led，例如具有小于200μm、特别是直至小于40μm、特别是200μm至10μm的边缘长度。另一个范围为150μm至40μm。在该空间范围内，光电子半导体器件对于人眼几乎是不可见的。

20、led也能够被称为微型led，也被称为μled，或μled芯片，特别是边缘长度为100μm至10μm。在一些实施方式中，led能够具有90×150μm的空间尺寸或75×125μm的空间尺寸。

21、在一些实施方式中，迷你led或μled芯片能够是无壳的半导体芯片。无壳意味着：芯片在其半导体层周围没有壳体，例如“芯片裸片”。在一些实施方式中，无壳能够意味着：芯片不含任何有机材料。因此，无壳器件不包含含有共价键碳的有机化合物。

22、在一些实施方式中，多个半导体光电器件中的每个能够包括配置成使得发射所选择颜色的光的迷你led或μled芯片。在一些实施方式中，多个光电子半导体器件中的两个或更多个能够形成像素，例如包括三个迷你led或μled芯片的rgb像素。例如，rgb像素能够发射红色、绿色和蓝色以及任何混合颜色的光。在一些实施方式中，多个光电子半导体器件中的三个以上也能够形成像素，例如包括四个迷你led或μled芯片的rgbw像素。例如，rgbw像素能够发射红色、绿色、蓝色和白色以及任何混合颜色的光。例如，能够借助于rgbw像素以完全转换的形式产生白光、红光、绿光或蓝光。

23、在一些实施方式中，多个光电子半导体器件中的每个与对其进行操控的集成电路相关联。在一些实施方式中，多个光电子半导体器件中的两个或更多个分别与对其进行操控的集成电路相关联。例如，rgb像素能够分别与集成电路(ic)相关联。例如，一个或多个集成电路能够由特别小的集成电路(例如，微集成电路(μic))形成。

24、在一些实施方式中，具有光散射颗粒的层能够布置在多个光电子半导体器件中的每个上方或每个像素上方。使用这种具有光散射颗粒的层能够尤其改进光电子半导体器件的光的均匀放射。

25、在一些实施方式中，光电子纤维的多个光电子半导体器件以并联电路的形式彼此连接。与串联电路相比，这能够具有以下优点：单个有缺陷的光电子半导体器件不会导致同一光电子纤维的其他光电子半导体器件无法继续运行。

26、在一些实施方式中，光电子纤维的多个光电子半导体器件以菊花链互连的形式彼此连接。在该上下文中，菊花链能够意味着：经由串行总线操控多个光电子半导体器件。例如，光电子半导体器件的单独可控性能够通过串联连接多个光电子半导体器件来实现，这些光电子半导体器件例如分别具有分配给光电子半导体器件的集成电路(ic)。

27、在一些实施方式中，多个光电子半导体器件中的每个通过由发光元件或led形成。在光电子发光设备正常使用期间，多个发光元件形成发光符号或发光文字。在多个光电子纤维的情况下，各个光电子纤维的发光元件能够在光电子发光设备的正常使用期间整体形成符号或发光文字，或者各个光电子纤维的发光元件能够在光电子发光设备的正常使用期间形成多个符号或发光文字。

28、在一些实施方式中，沿光电子纤维的纵向方向观察，至少两个相邻的光电子半导体器件之间的间距大于或等于1mm、大于或等于1cm、或者大于或等于2cm。因此，多个光电子半导体器件能够以特别成本有效的方式和方法、以彼此相对较大的间距、例如大于或等于2cm的间距集成到例如机动车辆的窗片中。通过大间距产生的非发光面在此不产生成本或仅产生最小的成本，因为在该面中不存在半导体部件或半导体衬底，而仅存在中间层。

29、在一些实施方式中，光电子发光设备包括另外的透明片、特别是玻璃片，其中第一中间层和第二中间层布置在两个透明片、特别是玻璃片之间。第一中间层和第二中间层例如能够由层压在两个玻璃片之间的热塑性连接层形成。相应地，光电子发光设备能够形成夹层玻璃片，多个发光元件集成到该夹层玻璃片中。

30、本发明还涉及一种用于制造光电子发光设备的方法，包括以下步骤：

31、-提供透明片、特别是玻璃片；

32、-将至少部分透明的第一中间层施加到透明片上；

33、-提供至少一个光电子纤维，其中至少一个光电子纤维包括至少一个电导线和柔性载体衬底，该至少一个电导线沿纵向方向延伸并且与多个光电子半导体器件连接；

34、-将至少一个光电子纤维布置在第一中间层上；并且

35、-将至少部分透明的第二中间层施加到第一中间层，使得第二中间层覆盖第一中间层和至少一个光电子纤维。

36、在一些实施方式中，进行将至少一个光电子纤维布置在第一中间层上的步骤，使得至少一个光电子纤维或多个光电子半导体器件在光电子半导体器件运行期间形成符号或文字。为此，至少一个光电子纤维能够例如以相应的布置或形状压入第一中间层中，或者粘合到其上，使得多个光电子半导体器件在光电子半导体器件的随后的预先确定的运行期间形成符号或字符。

37、在一些实施方式中，该方法包括另外的步骤：

38、-将另外的透明片、特别是玻璃片布置在第二中间层上，使得第一中间层和第二中间层布置在两个透明片、特别是玻璃片之间。

39、在一些实施方式中，透明片、第一中间层、第二中间层和可选的另外的透明片在进一步的层压步骤中、尤其在压力和/或温度的作用下彼此连接。

40、在一些实施方式中，提供至少一个光电子纤维的步骤包括提供柔性载体衬底的步骤、将至少一个电导线沿纵向方向布置在柔性载体衬底上的步骤，以及将多个光电子半导体器件与至少一个电导线电连接的步骤。同样地，光电子半导体器件也能够以组件的形式以单独地或以多个布置在集成电路上的方式与至少一个电导线连接。

41、在一些实施方式中，提供至少一个光电子纤维的步骤还包括将柔性覆盖层布置在柔性载体衬底上的步骤。柔性覆盖层在此布置在柔性载体衬底上，使得至少一个电导线和多个光电子半导体器件至少部分地嵌入柔性覆盖层中。