DE-102018218441-B4 - Flächenleuchtelement und Innenausstattungselement für ein Kraftfahrzeug mit einem Flächenleuchtelement

Inventors

• Klaus Meierling
• Abdelrahman Abdelaziz

Assignees

• VOLKSWAGEN AKTIENGESELLSCHAFT

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20181029

Claims (10)

1. Flächenleuchtelement (1), aufweisend eine Lichtquelle (3) und eine Lichtleiterfolie (5), welche angeordnet ist zum Aufnehmen von von der Lichtquelle (3) ausgestrahltem Licht (P1) und zum Verteilen des Lichts (P1) in einer Haupterstreckungsfläche der Lichtleiterfolie (5), wobei die Lichtleiterfolie (5) eine Auskoppelstruktur aufweist zum Auskoppeln von Licht aus einer Oberseite (8) der Lichtleiterfolie (5) in eine sich im Bereich der Lichtquelle (3) zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Haupterstreckungsfläche erstreckende Leuchtrichtung (P2) des Flächenleuchtelements (1), wobei - die Lichtquelle (3) so angeordnet ist, dass ihre zentrale Lichtabstrahlrichtung zumindest im Bereich der Lichtquelle (3) zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Haupterstreckungsfläche in Richtung der Leuchtrichtung (P2) des Flächenleuchtelements (1) ausgerichtet ist, - die Lichtleiterfolie (5) oberhalb der Lichtquelle (3) eine Ausnehmung aufweist, in welcher ein Umlenkspiegel (6) zum Umlenken des von der Lichtquelle (3) ausgestrahlten Lichts in die Lichtleiterfolie (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , dass - die Ausnehmung, der Umlenkspiegel (6) und ein diese umgebender Teilbereich (9) der Lichtleiterfolie (5) durch eine lichtleitfähige Blende (10) überdeckt sind, wobei der die Ausnehmung und den Umlenkspiegel (6) umgebende Teilbereich (9) der Lichtleiterfolie (5), der durch die lichtleitfähige Blende (10) überdeckt ist, gerade nur demjenigen Bereich entspricht, in dem sich ein Halo bildet, wobei die Blende angeordnet ist zum Aufnehmen von Licht (9) aus der Lichtleiterfolie (5) und ausgebildet ist zum Auskoppeln von Licht zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Haupterstreckungsfläche in der Leuchtrichtung (P2) des Flächenleuchtelements (1), wobei die Blende (10) eine Auskoppelstruktur zum Auskoppeln des Lichtes zumindest im Wesentlichen in der zentralen Lichtabstrahlrichtung der Lichtquelle (3) aufweist.
2. Flächenleuchtelement (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die Lichtquelle (3) als Topfire-LED ausgebildet ist.
3. Flächenleuchtelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Umlenkspiegel (6) kegel-, pyramiden- oder keilförmig ausgebildet ist, wobei eine Spitze beziehungsweise eine Kante des Umlenkspiegels (6) der Lichtquelle (3) zugewandt und eine gegenüberliegende Basisfläche des Spiegels zumindest im Wesentlichen parallel zur Oberseite (8) der Lichtleiterfolie (5) angeordnet ist.
4. Flächenleuchtelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Flächenleuchtelement (1) eine Leiterplatte (2) aufweist, auf welcher die Lichtleiterfolie (5) angeordnet ist, wobei die Leiterplatte (2) ein Loch aufweist, in welchem die Lichtquelle (3) angeordnet ist oder durch welches die Lichtquelle (3) von einer der Lichtleiterfolie (5) gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte (2) aus hindurchstrahlt.
5. Flächenleuchtelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Lichtleiterfolie (5) mehrschichtig aufgebaut ist und zumindest eine spiegelnde Schicht (12) und eine Wellenleiterschicht (13) sowie eine Diffusorschicht (14) und/oder eine Polarisationsschicht (15) aufweist.
6. Flächenleuchtelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Blende (10) mehrschichtig aufgebaut ist.
7. Flächenleuchtelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Blende (10) eine Schicht aus einem optisch klaren Kleber und eine Folienschicht aufweist.
8. Flächenleuchtelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Lichtquelle (3) als RGB-LED ausgebildet ist und dazu mehrere Chips aufweist, welche ausgebildet sind zum Emittieren von Licht unterschiedlicher Farben.
9. Flächenleuchtelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Lichtleiterfolie (5) in ihrer Haupterstreckungsfläche in zwei Dimensionen eine Ausdehnung von jeweils mehr als 100 mm, insbesondere von jeweils mehr als 150 mm, hat und das Flächenleuchtelement (1) mehrere räumlich über die Haupterstreckungsfläche verteilt angeordnete Lichtquellen (3) mit einem jeweiligen Umlenkspiegel (6) und einer jeweiligen Blende (10) aufweist.
10. Innenausstattungselement für ein Kraftfahrzeug, aufweisend ein in Einbaulage einem Innenraum des Kraftfahrzeugs zugewandtes und zumindest bereichsweise lichtdurchlässiges Oberflächenelement sowie eine Beleuchtungseinrichtung, welche auf einer in der Einbaulage dem Innenraum abgewandten Innenseite des Oberflächenelements angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , dass die Beleuchtungseinrichtung ein Flächenleuchtelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum zumindest bereichsweisen Hinterleuchten des Oberflächenelements umfasst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flächenleuchtelement und ein mit einem solchen Flächenleuchtelement ausgestattetes Innenausstattungselement für ein Kraftfahrzeug. Ein Flächenleuchtelement in diesem Sinne ist ein Element, welches flächig leuchtet, beispielsweise im Gegensatz zu einer Punktlichtquelle wie etwa einem einzelnen LED-Chip oder auch im Gegensatz zu einer einem Glühdraht einer herkömmlichen Glühlampe. Mit herkömmlichen Glühlampen oder einzelnen LEDs ist nicht ohne Weiteres eine gleichmäßige Flächenbeleuchtung oder Flächenhinterleuchtung zu erreichen. Bisher werden daher Folienbeleuchtungen verwendet, bei denen mittels einer sogenannten Sidefire-LED Licht in eine Quer- oder Schmalseite einer Folie eingestrahlt wird. Aus der DE 20 2016 003 741 U1 ist beispielsweise ein Kraftfahrzeug mit einem Lichtleiter bekannt. In dem Lichtleiter wird Licht geleitet, wobei zum Beleuchten eines Innenraums des Kraftfahrzeugs mittels einer Auskoppelstruktur Licht aus dem Lichtleiter ausgekoppelt wird. Der Lichtleiter ist dabei als Folie ausgebildet. Eine Stirnseite dieser Folie bildet einen Einkopplungsabschnitt zum Einkoppeln von Licht in die Folie. Nachteilig ist bei derartigen Sidefire-Anordnungen, dass eine gleichmäßige Auskopplung von Licht aus der Folie nur bis zu einem begrenzten Abstand von der Lichtquelle, also von einem Rand der jeweiligen Folie aus möglich ist. Da man also nicht beliebig weit oder tief von der Seite oder vom Rand aus in das Folienmaterial hineinstrahlen kann, ist somit eine realisierbare Größe der Folie, also der leuchtenden Fläche, begrenzt - zumindest wenn eine gleichmäßige Helligkeit über die Fläche hinweg angestrebt wird. Aus der US 8,641,219 B1 ist eine Displayanordnung mit einem Hinterleuchtungsmodul zum Beleuchten eines Anzeigefelds bekannt. Das Hinterleuchtungsmodul umfasst eine Lichtquelle, die einen in einer Aussparung eines Lichtleiters angeordneten spiegelnden Reflektor anstrahlt. Der Reflektor ist bevorzugt kegelförmig oder pyramidenförmig oder kreisförmig ausgestaltet und verteilt das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht in dem Lichtleiter. Zwischen dem Lichtleiter und dem Anzeigefeld ist eine Diffusorschicht angeordnet. Aus der US 2009/0034264 A1 ist ebenfalls ein Hinterleuchtungsmodul bekannt. Das Hinterleuchtungsmodul umfasst einen Reflektor, der zwischen einer den Reflektor anstrahlenden Lichtquelle und einer Lichtleiterplatte angeordnet und insbesondere in eine Vertiefung in der Lichtleiterplatte eingearbeitet ist. Der Reflektor verteilt das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht in dem Lichtleiter. Um eine Streuung des Lichts der Lichtquelle aus der Lichtleiterplatte anzupassen, umfasst das Hinterleuchtungsmodul auch eine Mikro-Prismen-Schicht, eine Polarisationsschicht und eine Diffusorschicht. Aus der US 2010/0008628 A1 ist eine Beleuchtungsstruktur mit einer in einen Lichtleiter eingelassenen LED bekannt. Die LED bestrahlt einen parabolischen Spiegel, der in den Lichtleiter eingearbeitet ist und das abgestrahlte Licht der LED in dem Lichtleiter verteilt. Direkt über dem Spiegel ist ein Absorber angeordnet, sodass Licht einer gewünschten Intensität in diesem Bereich abgestrahlt wird. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine bauraumeffiziente gleichmäßige Beleuchtung größerer Flächen zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen, in der Beschreibung und in den Figuren angegeben. Ein erfindungsgemäßes Flächenleuchtelement weist eine Lichtquelle und eine Lichtleiterfolie auf. Die Lichtleiterfolie ist angeordnet zum Aufnehmen von von der Lichtquelle ausgestrahltem Licht und zum Verteilen des Lichts in einer Haupterstreckungsfläche oder Haupterstreckungsebene der Lichtleiterfolie. Die Lichtleiterfolie weist dabei eine Auskoppelstruktur zum Auskoppeln von Licht aus einer Oberseite der Lichtleiterfolie in eine sich zumindest im Bereich der Lichtquelle zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Haupterstreckungsfläche erstreckende Leuchtrichtung des Flächenleuchtelements auf. Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist mit einer Folie, insbesondere der Lichtleiterfolie, ein relativ zu seiner Größe dünnes Material oder Bauteil gemeint. Vorliegend kann die Lichtleiterfolie beispielsweise eine Dicke oder Materialstärke im Bereich von 0,1 mm bis hin zu mehreren Millimetern haben, aber eine Fläche von mehreren Quadratzentimetern haben. Die Lichtleiterfolie kann dabei bevorzugt flexibel, also biegbar sein, ohne dass dies jedoch notwendig ist. Die Haupterstreckungsfläche oder Haupterstreckungsebene kann gekrümmt sein, wenn die Lichtleiterfolie gekrümmt oder gebogen oder gewölbt ist, beispielsweise einer 3D-Kontur eines Bedienelements oder eines anderen Bauteils folgt. Eine Richtung oder Erstreckung der Haupterstreckungsfläche ist daher also als in oder an der jeweiligen Fläche, oder dem jewe