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CN111731184A - 具有至少一个能背后照明的表面的构件及相应的制造方法 - Google Patents

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CN111731184A CN202010219099.XA CN202010219099A CN111731184A CN 111731184 A CN111731184 A CN 111731184A CN 202010219099 A CN202010219099 A CN 202010219099A CN 111731184 A CN111731184 A CN 111731184A
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M.特里恩
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Abstract

具有至少一个能背后照明的表面的构件，所述构件具有柔性的衬底层、布置在衬底层上的光导层和用于对光导层的端侧照明的光源，该构件以此而出众，光导层至少主要由高粘性的、光学透明的材料来组成，并且光导层具有光学透明的微体。此外，建议一种用于制造表面的能背后照明的遮盖物的方法，该方法具有步骤：a.提供柔性的衬底；b.将光源布置在衬底上，将柔性的、高粘性的并且光学透明的层这样施加在衬底上，使得光源的光出射开口指向透明的层的端侧，其中所述透明的层具有光学透明的微体。

Description

具有至少一个能背后照明的表面的构件及相应的制造方法
技术领域
本发明涉及一种构件，该构件具有至少一个能背后照明（hinterleuchtbar）的表面、柔性的衬底层、布置在衬底层上的光导层和对光导层的端侧照明的光源。本发明还涉及一种用于制造表面的能背后照明的遮盖物（Verblendung）的方法。
背景技术
这种构件从现有技术中已知并且例如被使用用于遮盖开关或者被使用作为按键盖，例如被使用在转向柱上开关上。当今的变型方案在此作为光导层而使用光导膜，因为所述光导膜能够被弯曲并且因此至少在既定的极限内实现整体构件的变形。该构件因此能够适配于确定的几何结构。因此使得可能的是：在最不同的位置处、例如机动车的最不同的位置处布置被照明的面或被照明的符号，其中该照明装置在通常情况下是背后照明装置（Hinterleuchtung）。
背后照明装置在此一般理解为如下照明装置，该照明装置至少引起如下印象：被背后照明的面或被背后照明的构件好像是自主发光。
对此，光、例如LED的光被侧面输入耦合到如下膜中，该膜被施加在衬底上。在该膜上于是可以压印例如与要示出的符号相应的图案，于是使得在压印的区域内输出耦合光并且使得所期望的符号变得可见。
同样地，已知其他方案，其中，光并不在侧面输入耦合到光导体中，而是将光源直接布置在要示出的符号的后方或者在要照明的面的后方。从DE 20 2017 104 082 U1中例如已知用于车辆内部空间的成形部件或覆盖部件，其具有透明的或对光进行散射的载体，不透光的层被布置在该载体上。在所述不透光的层的上方布置装饰层和保护层，其中分别由全等的空隙中断所述不透光的层和装饰层。半透明的填充材料被引入到这些空隙中，该填充材料在颜色上与装饰层相协调，从而使观察者在未照明的状态下觉察到尽可能均匀的面。如果现在接通在观察方向上布置在这些空隙后方的光源，该光因此通过半透明的填充材料来传送并且使这些空隙或由这些空隙形成的符号变得可见。可以将显微的散射体、例如显微的玻璃球引入到该半透明材料中，作为散射辅助。
从现有技术中已知的构件要么在使用非柔性的光导体板或其他非柔性材料的情况下是不能变形的，要么在将光导膜使用为光导元件的情况下是仅受限地能变形的。这样的膜通常具有如下特性：这些膜虽然基于平面的构型而能够围绕轴被弯曲并且因此变形，但是在这样的弯曲之后却不可能围绕与该第一轴不同的轴来进行其他变形。简而言之，因此借助这种光导膜而能最复杂地构成的形状是圆柱形。因此仅仅实现所谓的2.5维变形。
发明内容
本发明的任务因此是：说明这种类型的构件，该构件能够更柔性地（flexibler）变形，其中也在接合该构件的各个层之后应保持得到这种可变形性。此外本发明的任务是，说明这种类型的方法，借助于该方法能够制造这种构件。
该任务根据本发明通过开头所描述的类型的具有至少一个能背后照明的表面的构件而得以解决，该构件以此而出众：光导层至少主要地（überwiegend）由高粘性的、光学透明的材料来组成，并且该光导层具有光学透明的微体（Mikrokörper）。
该构件可以例如是开关或其他操作元件的覆盖物。其也可以是例如在机动车内部空间之内的任意结构的平面的覆盖物。衬底尤其是理解为如下载体材料，该载体材料可以构成构件的基础。在此，其通常承担结构上的任务。同时，也能够通过该衬底来满足其他功能，例如电子电路以及例如传感器或类似物。例如，该衬底可以是电路板、尤其是柔性的电路板。
“层或衬底是柔性的”尤其理解为：该层或衬底是能变形的，尤其是能弯曲的。在此，仅产生小的弹性回位力或者并不产生弹性的回位力，使得存在塑性的可变形性。
根据本发明的构型方案具有如下优点：现在使得整体构件的三维的再变形变得可能，因为不再使用像是板状光导体或者光导体膜那样的比较刚性的构件。而是使用柔性的、高粘性的材料来作为光导体，该光导体在与其他层合并之后也保持能自由变形。
高粘性的材料在此尤其是理解为如下材料，其以薄层的形式具有非常小的刚性和/或是粘稠的。因此其涉及的是无定形的材料，该无定形的材料仅被硬化到这样的程度，使得该无定形的材料在力的作用下可逆地改变自身的形状，其中该材料的弹性是非常小的。
根据一种优选的实施方式，该光导层至少主要地由OCA胶组成。OCA胶在此尤其是理解为所谓的“光学透明胶（Optically Clear Adhesive）”。这样的材料尤其是从移动电话行业中已知，在那里使用这样的材料，以便将显示装置的不同层相互连接。例如，在这样的显示装置的情况下，可以借助OCA胶来将最外部的玻璃层固定在真正的显示装置上。在此情况下，对此尤其是使用OCA胶，以便避免在不同显示装置层的边界处不期望的光反射。
OCA胶尤其是以此而出众：OCA胶具有针对在光学可见的范围内的光的例如大于90%、大于95%、大于98%或大于99%的、尤其是大于99.5%的高透射，以及尤其是以此而出众：OCA胶也在硬化之后还保持柔性并且能变形。OCA胶此外通常是非常耐温度变化的，使得例如在85℃以上以及在-40℃以下的温度分别在大于500小时的时间段内对该材料并不具有负面影响。适合的OCA胶可以具有在1.4至1.6的范围内、尤其是在1.45至1.5的范围内的折射指数。此外，OCA胶具有高粘附力并且因此具有高附着强度以及高内聚强度。OCA胶可以例如基于丙烯酸基（Acrylbasis）或硅基（Silikonbasis）来制造并且借助紫外线辐射、借助可见光、高能量辐射或以催化方式来被硬化。
光学透明的微体可以至少部分地被嵌入到光导层中并且至少部分地在光导层的一侧上从该光导层凸出。这样的结构简化了对光学透明的层的制造，因为例如OCA胶能够作为薄层而大型号地（großformatig）制造并且被提供用于进一步使用，以及通过事后以光学透明的微体来对该OCA胶进行加载而使其能够达到根据本发明的形式。OCA胶通常以大量的方式作为薄层来制造并且在以该形状而运输至加工厂以用于再加工。然后，可以直接在进行加工的工厂中发生如下的修改，使得该OCA胶被预加工以用于根据本发明的再加工。为此，可以例如给该OCA胶撒上（bestreuen）光学透明的微体。同样地，该OCA胶的表面可以以其他方式与微体进行接触，例如可以将该表面没入到大量的微体中。这些微体然后由于该OCA胶的粘附特性而附着在该OCA胶上。然后可以将多余的微体例如刷去、刮去或者通过翻转运动而从该OCA胶移除。
根据实施方式而定地，可以有利的是，使微体在背离衬底层的一侧上从光导层凸出。同样地可以有利的是，使这些微体在面向衬底层的一侧上从该光导层凸出。有微体从其中凸出的表面在此鉴于OCA胶的粘合作用而至少部分地被钝化，这根据构件的使用目的或具体配置而定地可以是有利的但是也可以是不利的。例如，针对泛光灯（Flächenleuchte）而有利的是，微体被布置在光学透明的层的背离衬底的表面的区域内。
这些微体可以是由玻璃或塑料制成的球、空心球、椭圆体或多面体。由玻璃制成的球或空心球在此是能够低成本地制造的、鲁棒性的并且在操作方面是简单的。但是其他材料、例如塑料也同样可能被用于制造微体。
在本发明的一种扩展方案中，这些微体在单层（Monolage）的意义上构成基本上尽可能最密地充填（packen）的层。对OCA胶的粘附作用的钝化效应被最大化。同时，微体的总散射作用被提高。
已证实为适宜的是，微体具有在50μm至300μm之间、优选在100μm至200μm之间的范围内的直径。
如果光导层具有在0.5mm至2mm之间、优选在1mm至1.5mm之间的厚度，则同样地达成良好的成果。但是，例如在0.2mm至1mm之间以及尤其是在0.2mm至0.5mm之间厚度的、更薄的层同样也是可能的。
根据本发明的一种扩展方案，光导层由第一子层和第二子层组成，这些子层通过膜而彼此分开，其中这些子层其中的仅一个具有微体。在此，该膜可以防止：所述微体以无阻碍的方式在光导层中移动并且因此例如无意地从该光导层的背离该衬底的表面下沉至该光导层的面向该衬底的表面或者反之亦然。这在其他情况下由于该光导层的材料的粘度而也许是可能的。这两个子层可以在此这样被确定大小（dimensionieren），使得这些子层的总厚度相应于具有仅单个光导层的实施例中的光导层的之前提及的厚度。同样可能的是，这两个子层具有相应的厚度并且因此使该光导层的总厚度提高。该总厚度于是可以为之前提起的厚度的直至两倍。
有利地可能的是，光被输入耦合到并不具有微体的子层中。在光转移（Übertritt）到配备有微体的子层中以后而从该光导元件中输出耦合之前，该光于是可以首先以无阻碍的方式在恰好那个并不具有微体的子层中传播。
作为光源可以使用LED、例如所谓的侧射（Sidefire）LED。然而，同样可以使用其他每种光源、例如二极管激光或其他光源。由于高的光输出以及低成本的制造可能性，相对于其他光源而言在大多应用情况下当前优选的是LED。
根据一种有利的扩展方案，在其中不应输出耦合光的面区域内不布置微体。因此可能的是，仅仅通过对光导材料的结构化来实现如下构型方案，在该构型方案中构件的表面的仅仅所确定的区域将光朝观察者发射，使得例如能够示出被照明的符号。
为了提高总系统的光输出，该衬底层的面向光导层的一侧可以具有反射特性。换言之，该衬底层可以被镜面化。
所述任务还通过用于制造表面的能背后照明的遮盖物的方法而得以解决，该方法包括如下步骤：
a. 提供柔性的衬底；
b. 将光源布置在衬底上；
c. 将柔性的、高粘性的并且光学透明的层这样施加在该衬底上，使得光源的光出射开口指向（hinweisen）透明的层的端侧，其中该透明的层具有光学透明的微体。
利用这种方法可以简单地并且低成本地覆盖或遮盖任意的表面，其中该表面是能选择性地背后照明的。
根据本发明的方法可以通过如下附加步骤来扩展：
d. 将遮盖层施加在光学透明的层上，其中该遮盖层逐区域地同样是光学透明的和/或逐区域地具有空隙（Ausnehmung）。
获得这样制造的构件，使得具有能利用的表面，该表面能够被背后照明和/或配备有被照明的符号。这种构件可以是操作元件或显示元件、尤其是在机动车中的操作元件或显示元件。
对于根据本发明的方法可供使用的构件的数量可以被提高，其方式为，在步骤c.之后执行该表面的三维变形。通过这种附加的步骤来充分利用根据本发明的优点。被背后照明的表面在制造之后或者在各个层的合并之后也还可以被变形，这创建了大量的新的应用可能性。
如在上文中已经以类似形式描述的，该方法可以这样被扩展，使得在步骤c.之前制造透明的层，其方式为，由所提供的、板状的批量的（plattenförmige Menge）高粘性的、光学透明的材料来制造片段（Ausschnitt），并且给该片段撒上透明的微体。以简单的方式和方法而可能的是，这样修改以市面上可得的形式而存在的OCA胶，使得该OCA胶能够根据本发明来使用。这样的OCA胶也可以被称为OCA胶带。
同样地，根据本发明的方法可以被这样加强（fortbilden），其方式为，在施加光学透明的层之前或之后，将并不包含透明的微体的、由高粘性的光学透明的材料组成的附加层施加到该衬底上或该光学透明的层上。在此，该附加层可以通过膜来与第一个光学透明的层分开。于是，得出具有光学透明的层的多件式（mehrteilig）构造的系统的上文已经描述的优点。
附图说明
根据附图和接下来的描述来进一步阐述本发明的实施例。其中：
图1以截面侧视图来示出根据本发明的构件的第一实施例；
图2以截面侧视图来示出根据本发明的构件的第二实施例；
图3以截面侧视图来示出根据本发明的构件的第三实施例；和
图4示出根据本发明的光学透明的层的实施例的俯视图。
具体实施方式
图1以截面侧视图来示出根据本发明的构件2的第一实施例。由衬底4来构成该构件2的基础，该衬底可以是柔性的衬底。例如，该衬底4可以是PCB（英文“printed circuitboard（印刷电路板）”）、德文是Leiterplatte（电路板））或者FCB（英文“flexible circuitboard（柔性电路板）”，德文是flexible Leiterplatte）。在该衬底4上布置光源12。该光源12优选地是发光二极管、例如所谓的侧射LED。在该衬底4的与该光源12相对置的末端处布置镜元件14，例如镜膜（Spiegelfolie）。该镜元件14是可选的并且可以改善光输出。
该光源12、衬底和镜元件14构成如下空间的在所示出的横截面中大致U形的边界，其中在该空间中布置透明的层8，该透明的层例如可以由OCA胶组成。将玻璃珠10嵌入到该透明的层8中，这些玻璃珠处于所述透明的层8的背离衬底4的表面18附近。该表面18在当前情况下是如下表面，来自光学透明的层8的、由光源4射入的光应从该表面输出耦合并且因此从整体构件2输出耦合。在下文中，该表面也被称为输出耦合表面18。
在图中上方，遮盖物6被布置在透明的层8上。该遮盖物6构成构件2的可见侧并且对外部将该构件封闭。该衬底在构件2的已安装的状态下通常布置在其他构件上或者与其他构件连接。该衬底4的面向光学透明的层8的一侧可以具有进行反射的覆层，使得也以这种方式来将如所期望地通过输出耦合表面而离开该构件的光的份额最大化。
在衬底4和光学透明的层8之间可以布置其他层、例如膜或其他层。但是，光学透明的层8同样地可以与衬底4和/或与遮盖物6处于直接接触。同样，也可以在遮盖物6和光学透明的层8之间布置其他层，例如膜。
在所示出的实施例中，光学透明的层8完全地包围这些玻璃球。但是同样可能的是，这些玻璃球10部分地或者主要地从光学透明的层8凸出。在利用已激活的照明装置或背后照明装置来进行的运行阶段期间，由该光源12发出的光通过光学透明的层8的端侧16输入耦合到该光学透明的层中。该光必要时在镜元件14上和或在该衬底4的面向光学透明的层8的一侧上被反射并且最终在这些玻璃球10处被散射并且通过该输出耦合表面18从该构件2输出耦合。该输出耦合表面18或并不由遮盖物6覆盖的区域现在由观察者觉察为发光的。在所示出的横截面中，该遮盖物6完全地覆盖输出耦合表面18。然而在完整的、三维示图中或在该构件的二维俯视图中当然应看出：该遮盖物6具有空隙或者光学透明的区域，它们例如能够示出符号。
图2以截面侧视图来示出根据本发明的构件的第二实施例。又能看出的是衬底4、光源12、镜元件14、遮盖物6和具有玻璃球10的透明的层8。所示出的第二实施例与图1中所示的第一实施例的区别是：玻璃球10被布置在透明的层8的面向衬底4的表面附近。这可以例如由此实现，其方式为，透明的层8、例如OCA胶在施加到衬底4上时与图1中所示的情况相比在合并之前被翻转（umdrehen）。
图3以截面侧视图来示出根据本发明的构件的第三实施例。在此，也应看出的是：衬底4、光源12、镜元件14、遮盖物6和具有玻璃球10的透明的层8。在该实施例中将光学透明的层8实施成两件式的。光学透明的层由下方的OCA层20和上方的OCA层22组成，这些OCA层又通过膜24被彼此分开。在所示的实施例中，仅仅上方的OCA层20具有玻璃球10，而相反，下方的OCA层22则没有玻璃球10。根据OCA层20、22或8的粘度而定，玻璃球10在层20、22或8之内是可移动的。该膜24构成在这两个粘性的层20和22之间的障碍，这些玻璃球不能够越过该屏障并且因此将玻璃球10的停留部位限制在上方的OCA层20上。可替代地，这些玻璃球也能够被布置在下方的OCA层22中。
图4示出根据本发明的光学透明的层8的实施例的俯视图。应看出该OCA胶8，玻璃球10被分布在该OCA胶上。这些玻璃球10在此尽量最密地充填，使得在玻璃球10之间仅存在小的间隙。这些玻璃球10在此按照单层的方式来布置。换言之，在玻璃球之间仅存在非常小的间隙。玻璃球10的大部分与至少一个另外的玻璃球处于直接接触。同时，在各个玻璃球10之间存在极少重叠。换言之，在生产准确度的范畴内并不存在如下区域，在这些区域内上下地布置多个玻璃球，其中“上下地”在此意味着：在布局或顺序方面垂直于输出耦合表面的主要伸展方向（Hauptausdehnungsrichtung）。
附图标记列表
2 能背后照明的构件
4 衬底
6 遮盖物
8 OCA胶
10 玻璃珠
12 光源
14 镜膜
16 界面
18 界面
20 下方的OCA层
22 上方的OCA层
24 膜
26 具有玻璃珠的OCA层。

Claims (10)

1.具有至少一个能背后照明的表面的构件（2），所述构件具有柔性的衬底层（4）、布置在所述衬底层（4）上的光导层（8）和用于对所述光导层（8）的端侧（16）照明的光源（12），其特征在于，所述光导层（8）至少主要地由高粘性的、光学透明的材料来组成，并且所述光导层（8）具有光学透明的微体（10）。
2.根据权利要求1所述的构件（2），其特征在于，所述光导层（8）至少主要地由OCA胶（8、20、22）组成。
3.根据上述权利要求之一所述的构件（2），其特征在于，所述光学透明的微体（10）至少部分地被嵌入到所述光导层（8）中并且至少部分地在所述光导层（8）的一侧上从所述光导层凸出。
4.根据上述权利要求之一所述的构件（2），其特征在于，所述微体（10）在单层的意义上构成基本上尽可能最密地充填的层。
5.根据上述权利要求之一所述的构件（2），其特征在于，所述微体（10）具有在50μm至300μm之间、优选在100μm至200μm之间的范围内的直径。
6.根据上述权利要求之一所述的构件（2），其特征在于，所述光导层（8）由第一子层（20）和第二子层（22）组成，所述子层通过膜（24）而彼此分开，其中所述子层（20、22）其中的仅一个具有微体（10）。
7.根据权利要求6所述的构件（2），其特征在于，所述光被输入耦合到并不具有微体的所述子层（20、22）中。
8.根据上述权利要求之一所述的构件（2），其特征在于，在其中不应输出耦合光的面区域内不布置微体（10）。
9.用于制造表面的能背后照明的遮盖物的方法，所述方法具有如下步骤：
a. 提供柔性的衬底（4）；
b. 将光源（12）布置在所述衬底（4）上；
c. 将柔性的、高粘性的并且光学透明的层（8）这样施加在所述衬底（4）上，使得所述光源（12）的光出射开口指向所述透明的层（8）的端侧（16），其中所述透明的层（8）具有光学透明的微体（10）。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述步骤c.之后执行所述表面的三维变形。
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