CN114923154A - 光组件和车辆 - Google Patents

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CN114923154A CN202210580290.6A CN202210580290A CN114923154A CN 114923154 A CN114923154 A CN 114923154A CN 202210580290 A CN202210580290 A CN 202210580290A CN 114923154 A CN114923154 A CN 114923154A
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waveguide layer
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陈宏伟
李邦葵
王文海
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Abstract

本发明涉及一种车辆零部件技术领域，特别涉及光组件和车辆。所述光组件的结构包括光源、光波导层和散射层；所述光波导层的至少一个侧面供所述光源射入，所述光波导层的顶面或底面之上设有所述散射层；所述散射层为连续的或不连续的透光油墨涂层，所述透光油墨涂层中包括具有反光性质的有机颗粒。所述光组件具有更好的光漫反射效果和合适的可见光透过率。

Description

光组件和车辆
技术领域
本发明涉及车辆零部件技术领域，特别涉及光组件和车辆。
背景技术
光组件是一个重要的车辆零部件。车辆中的光组件一般包括光源和光波导层，当光源发出的光由光波导层的一个侧面接收后，可以在光波导层内部传播，也可以用于照明，用于营造氛围，还可以用于提供娱乐环境。
目前，在一些光组件中还增加设置了散射层，增强光学漫反射。在相关研究中，如何进一步设计散射层，以实现更好的光漫反射效果，是一个重要的研究方向。
发明内容
基于此，本发明提供一种光组件，以及包含所述光组件的车辆。所述光组件具有更好的光漫反射效果。
本发明第一方面提供了一种光组件。其技术方案如下：
一种光组件，其结构包括光源、光波导层和散射层；
所述光波导层的至少一个侧面供所述光源射入，所述光波导层的顶面或底面之上设有所述散射层；
所述散射层为连续的或不连续的透光油墨涂层，所述透光油墨涂层中包括具有反光性质的有机颗粒。
在其中一些实施例中，控制所述透光油墨涂层的厚度，使所述透光油墨涂层对380nm～780nm波长范围内的可见光具有透过率TL，且83％≤TL≤89％。
在其中一些实施例中，所述透光油墨涂层的厚度为5μm～15μm，所述透光油墨涂层对380nm～780nm波长范围内的可见光的透过率TL满足：84.7％≤TL≤88％。
在其中一些实施例中，所述透光油墨涂层的厚度相同。
在其中一些实施例中，所述光波导层内部设有与所述散射层平行的预设方向，沿所述预设方向，所述透光油墨涂层的厚度逐渐变大。
在其中一些实施例中，所述预设方向为供所述光源射入的侧面指向与其相对的侧面的方向。
在其中一些实施例中，所述光波导层设有预设区域，位于所述预设区域的所述透光油墨涂层的厚度大于位于所述预设区域之外的所述透光油墨涂层的厚度。
在其中一些实施例中，所述透光油墨涂层通过印刷透光油墨后固化而形成，所述透光油墨中包括所述具有反光性质的有机颗粒。
在其中一些实施例中，所述固化的温度为120℃～180℃，所述固化的时间为15min～30min。
在其中一些实施例中，所述光波导层对380nm～780nm波长范围内的可见光的透过率TL≥86％。
在其中一些实施例中，所述光波导层的厚度为1.0mm～3.0mm，优选为1.6mm～2.1mm。
在其中一些实施例中，所述光源为LED二极管。
在其中一些实施例中，其结构还包括隔紫外功能层和/或隔红外功能层；
所述隔紫外功能层位于所述光波导层远离所述散射层一侧或所述散射层远离所述光波导层一侧；所述隔红外功能层位于所述光波导层远离所述散射层一侧或所述散射层远离所述光波导层一侧。
在其中一些实施例中，其结构还包括至少一个基板和至少一个粘结层；
一个所述粘结层将一个所述基板和所述光波导层粘结；和/或
一个所述粘结层将一个所述基板和所述散射层粘结。
本发明第二部分提供一种车辆，其包括车辆本体以及上述的光组件。
与传统方案相比，本发明具有以下有益效果：
本发明在光波导层之上设置了散射层，其中散射层为连续的或不连续的透光油墨涂层，所述透光油墨涂层中包括具有反光性质的有机颗粒。相对于其他散射层材料，透光油墨涂层具有优良的光学漫反射效果，且可相对灵活设置，可以是整片连续的涂层，也可以是间隔分布的若干涂层。相对于在透光油墨涂层中加入无机颗粒，本发明在透光油墨涂层中加入具有反光性质的有机颗粒，有机颗粒可以附着在透光油墨涂层与光波导层的接触面上，增强光学漫反射效果，且不仅兼顾透光油墨涂层的可见光透过率，还有利于增加散射层的亮度，对光源的功率要求低。
本发明还发现：可以通过控制透光油墨涂层的厚度，来调节透光油墨涂层对可见光的透过率，进而可以实现不同的发光效果。其中，合适的可见光透过率既可以实现在光源关闭情况下，透光油墨涂层能够较好的隐藏，还可以在制备过程中及时检验透光油墨涂层的图案效果，无需到工序设计专用检测工装再检测，从而提升生产效率及降低生产成本。
基于以上发现，本发明可以根据不同的使用需求，设计不同的透光油墨涂层分布方式和厚度，进而设计出不同功能的光组件。
附图说明
图1为一个实施例的光组件的正视结构示意图；
图2为一个实施例的光组件的俯视结构示意图；
图3为一个实施例的光组件正视结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
术语
除非另外说明或存在矛盾之处，本文中使用的术语或短语具有以下含义：
本发明中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
本发明中，“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明中，“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明中，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
还应当理解的是，在解释元件的连接关系或位置关系时，尽管没有明确描述，但连接关系和位置关系解释为包括误差范围，该误差范围应当由本领域技术人员所确定的特定值可接受的偏差范围内。例如，“大约”、“近似”或“基本上”可以意味着一个或多个标准偏差内，在此不作限定。
本发明中，涉及“和/或”、“或/和”、“及/或”的选择范围包括两个或两个以上相关所列项目中任一个项目，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，所述任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。需要说明的是，当用至少两个选自“和/或”、“或/和”、“及/或”的连词组合连接至少三个项目时，应当理解，该技术方案毫无疑问地包括均用“逻辑与”连接的技术方案，还毫无疑问地包括均用“逻辑或”连接的技术方案。比如，“A及/或B”包括A、B和A+B三种并列方案。又比如，“A，及/或，B，及/或，C，及/或，D”的技术方案，包括A、B、C、D中任一项(也即均用“逻辑或”连接的技术方案)，也包括A、B、C、D的任意的和所有的组合，也即包括A、B、C、D中任两项或任三项的组合，还包括A、B、C、D的四项组合(也即均用“逻辑与”连接的技术方案)。
本发明中，涉及“可选地”、“可选的”、“可选”，指可有可无，也即指选自“有”或“无”两种并列方案中的任一种。如果一个技术方案中出现多处“可选”，如无特别说明，且无矛盾之处或相互制约关系，则每项“可选”各自独立。
本发明中，涉及“进一步”、“更进一步”、“特别”等用于描述目的，表示内容上的差异，但并不应理解为对本发明保护范围的限制。
本发明中，涉及温度参数，如无特别限定，既允许为恒温处理，也允许在一定温度区间内存在变动。应当理解的是，所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。允许在如±5℃、±4℃、±3℃、±2℃、±1℃的范围内波动。
本发明中，涉及到“透明”，如无特别说明，可以是全透明，如可见光透过率为80％以上或90％以上，也可以是半透明，如可见光透过率为50％左右。
本发明中，涉及到“厚度”是指物理厚度。
本发明一个实施例提供一种光组件01，如图1所示，光组件01的结构包括光源10、光波导层20和散射层30；
所述光波导层的一个侧面供所述光源10射入，所述光波导层20的顶面之上设有所述散射层30；
所述散射层30为连续的或不连续的透光油墨涂层，所述透光油墨涂层中包括具有反光性质的有机颗粒。
可以理解地，除了在光波导层的顶面之上设有散射层，还可以在光波导层的底面之上设置散射层。图2为本实施例的光组件的俯视图，在本实施例中，光源10设置在光波导层20的旁边，光源10发出的光由光波导层20的至少一个侧面接收。
本实施例中，光源10由若干LED二极管构成，光波导层20的至少一个侧面接受光源10发出的光后，光源10发出的光继续在光波导层20中传播。
可选地，光波导层可以是有机或无机玻璃，可以是高透明玻璃或者普通透明玻璃，优选地，光波导层为高透明玻璃，在一些实施例中，光波导层对380nm～780nm波长范围内的可见光的透过率TL≥86％，为普通透明玻璃，在一些优选的实施例中，光波导层对380nm～780nm波长范围内的可见光的透过率≥91％，为高透明玻璃。
可选地，所述光波导层的厚度为1mm～3mm。包括但不限于1mm、1.2mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.1mm、2.5mm、2.8mm、3mm。优选地，所述光波导层的厚度为1.6mm～2.1mm。
可选地，光波导层可以是平面的，也可以是曲面的。曲面的光波导层可以通过对平面的光波导层进行弯曲成型加工制备而成。
本实施例中，散射层30位于光波导层20的顶面之上，用于将光源10发出的光散射。
其中，所述散射层30为连续的或不连续的透光油墨涂层，所述透光油墨涂层中包括具有反光性质的有机颗粒。
本发明在光波导层之上设置了散射层，其中散射层为连续的或不连续的透光油墨涂层，所述透光油墨涂层中包括具有反光性质的有机颗粒。相对于其他散射层材料，透光油墨涂层具有优良的光学漫反射效果，且可相对灵活设置，可以是整片连续的涂层，也可以是间隔分布的若干涂层。相对于在透光油墨涂层中加入无机颗粒，本发明在透光油墨涂层中加入具有反光性质的有机颗粒，有机颗粒可以附着在透光油墨涂层与光波导层的接触面上，增强光学漫反射效果，且不仅兼顾透光油墨涂层的可见光透过率，还有利于增加散射层的亮度，对光源的功率要求低。例如，如果在透光油墨涂层中加入无机颗粒，若无机颗粒小于100nm，会增加加工难度，同时，会增加可见光透过率，影响散射层亮度，只能使用亮度更大的光源来实现理想的发光亮度，对光源的功率和灯珠尺寸提出了更高的要求。而本发明加入的有机颗粒，不仅兼顾透光油墨涂层的可见光透过率，还有利于增加散射层的亮度，对光源的功率要求低。
可选地，所述有机颗粒的粒径小于5μm。
可选地，所述透光油墨涂层可以通过印刷透光油墨后固化而形成，其中，所述透光油墨中包括所述具有反光性质的有机颗粒。
在一些实施例中，印刷透光油墨的方法可以是丝网印刷或喷墨打印。工艺流程简单。
在一些实施例中，所述固化的温度为120℃～180℃，所述固化的时间为15min～30min。固化时，透光油墨中的有机溶剂逐渐挥发，有机颗粒逐渐附着在透光油墨涂层与光波导层的接触面上，且固化温度较低。该步骤可以在光波导层弯曲成型后进行，避免成型的高温对透光油墨涂层的影响。
本发明还发发现，可以通过控制透光油墨涂层的厚度，来调节透光油墨涂层对可见光的透过率，进而可以实现不同的发光效果。其中，合适的可见光透过率既可以实现在光源关闭情况下，透光油墨涂层能够较好的隐藏，还可以在制备过程中及时检验透光油墨涂层的图案效果，无需到工序设计专用检测工装再检测，从而提升生产效率及降低生产成本。
具体地，经过发明人试验发现：本发明的透光油墨涂层的厚度δ与透光油墨涂层对380nm～780nm波长范围内的可见光的透过率TL存在以下关系：
当δ＝5μm时，TL＝88％；当δ＝7μm时，TL＝87％；当δ＝9μm时，TL＝86.5％；当δ＝12μm时，TL＝85.6％；当δ＝15μm时，TL＝84.7％。
当透光油墨涂层的厚度越小时，对380nm～780nm波长范围内的可见光的透过率TL越大，即透明效果越好，相应的透光油墨涂层的光学漫反射效果越弱；反之，当透光油墨涂层的厚度越大时，对380nm～780nm波长范围内的可见光的透过率TL越小，相应的透光油墨涂层的光学漫反射效果越强，但会增加后续夹层时的层叠难度以及增加透光油墨的使用量。结合光源开启时的散射层的亮度、光学漫反射效果，再结合光源关闭时的隐藏效果和检验效果，再结合实际生产工艺。本发明中，优选透光油墨涂层的厚度δ在3μm～20μm之间，此时，透光油墨涂层对380nm～780nm波长范围内的可见光的透过率TL满足：83％≤TL≤89％。进一步优选透光油墨涂层的厚度δ在5μm～15μm之间，此时透光油墨涂层对380nm～780nm波长范围内的可见光的透过率TL满足：84.7％≤TL≤88％。更进一步优选透光油墨涂层的厚度δ在7μm～12μm之间，此时透光油墨涂层对380nm～780nm波长范围内的可见光的透过率TL满足85.6％≤TL≤87％。
可以利用上述发现，设置透光油墨涂层在光波导层上的厚度，实现不同的发光效果。
本实施例中，如图1和图2所示，散射层为不连续的若干个厚度不同的透光油墨涂层，其中，供所述光源射向10入的侧面指向与其相对的侧面的方向，透光油墨涂层的厚度逐渐变大。由于光源10发出的光在光波导层20传播的过程中，亮度会逐渐变弱，当设置厚度逐渐变大的透光油墨涂层后，可以相应增强涂层的漫反射功能，增加反射亮度，那么在光源亮度逐渐变弱的情况下，通过透光油墨的厚度补充，实现整体区域的反射亮度的均匀性，可用于照明。
在其他实施例中，还可以沿供所述光源射入的侧面指向与其相对的侧面的方向，设置厚度逐渐变大或变小的连续或不连续的透光油墨涂层，实现反射亮度渐变的出光效果。
可以理解地，光源的数量可以为一个，也可以为两个，两个光源可以分别设置在光波导层的两侧，此时，沿供光源射入的侧面指向与其相对的侧面的方向针对每一个具体的光源来说，截止于两个的方向交汇处。还可以理解地，光源的数量还可以是更多个。
在其他实施例中，除了沿供光源射入的侧面指向与其相对的侧面的方向，还可以沿光波导层内部与所述散射层平行的其他预设方向，例如与光源平行的方向，设置厚度逐渐变大或变小的连续或不连续的透光油墨涂层，实现反射亮度渐变的出光效果。
在其他实施例中，还可以在光波导层设有预设区域，在预设区域内和预设区域外，设置不同厚度的透光油墨涂层，实现预设区域视觉上更深或更浅的出光效果。例如，使预设区域内所述透光油墨涂层的厚度大于所述预设区域外所述透光油墨涂层的厚度，使预设区域的反射亮度更大，视觉更浅，更加美观。
在其他实施例中，光波导层上的透光油墨涂层的厚度相同。
可以理解地，如果通过丝网印刷的方法印刷透光油墨形成透光油墨涂层，那么可以通过调整印刷涂层网板感光胶及印刷压力等方法控制透光油墨涂层的厚度。如果通过喷墨打印的方法印刷透光油墨形成透光油墨涂层，那么可以通过调整喷墨量百分比或打印遍数等方法控制透光油墨涂层的厚度。
通过控制透光油墨涂层的分布和厚度，可以实现不同的出光效果，例如照明、美观、渐变的出光效果。
可选地，所述光组件的结构还包括隔紫外功能层和/或隔红外功能层；
所述隔紫外功能层位于所述光波导层远离所述散射层一侧或所述散射层远离所述光波导层一侧；所述隔红外功能层位于所述光波导层远离所述散射层一侧或所述散射层远离所述光波导层一侧。
可选地，所述光组件的结构还包括至少一个基板和至少一个粘结层，用作为氛围灯夹层制品；
其中，一个所述粘结层将一个所述基板和所述光波导层粘结；和/或一个所述粘结层将一个所述基板和所述散射层粘结。
可选地，粘结层的材料可以是PVB、EVA等热塑性或热固型夹胶材料。
例如，在一个实施例中，光组件02的结构示意图如图3所示，如图3所示，光组件02的结构包括光源10、光波导层20、散射层30、粘结层40和基板50；
其中，所述光波导层20的至少一个侧面供所述光源10射入，所述光波导层20的顶面或底面之上设有所述散射层30；
粘结层40将散射层30与基板50粘结。
基板50可以为安全多功能玻璃，如单片钢化玻璃或双片夹层玻璃或镀膜夹层玻璃或光学功能玻璃层等。
本发明还提供一种车辆。其包括车辆本体以及上述的光组件。
实施例1
本实施例提供一种光组件及其制备方法。步骤如下：
1、取2.0mm高透明玻璃，透过率≥91％作为光波导层玻璃，进行半钢化弯曲成型。
2、将透光油墨印刷至光波导层玻璃上，连续印刷，通过加热腔室空气温度进行干燥固化，固化后透光油墨涂层的厚度为δ＝9μm，对380nm～780nm波长范围内的可见光的透过率TL＝86.5％。
4、通过0.76mmEVA膜，将透光油墨涂层与2.1mm灰色双片夹层玻璃粘合。
5、安装可发光LED二极管。
实施例2
本实施例提供一种光组件及其制备方法。步骤如下：
1、取1.8mm高透明玻璃，透过率≥91％作为光波导层玻璃。
2、将透光油墨印刷至光波导层玻璃上，连续印刷，通过加热腔室空气温度进行干燥固化，固化后透光油墨涂层，沿远离光源的方向，透光油墨涂层的厚度由δ＝5μm逐渐增加到δ＝10μm，对380nm～780nm波长范围内的可见光的透过率TL相应减少。
4、通过0.76mmEVA膜，将透光油墨涂层与2.1mm灰色双片夹层玻璃粘合。
5、安装可发光LED二极管。
实施例3
本实施例提供一种光组件及其制备方法。步骤如下：
1、取2.1mm透明玻璃，透过率＞86％作为光波导层玻璃，进行半钢化弯曲成型。
2、将透光油墨印刷至光波导层玻璃上，间断印刷，通过加热腔室空气温度进行干燥固化，固化后，沿远离光源的方向，透光油墨涂层的厚度分别为δ＝9μm、δ＝10μm和δ＝12μm，对380nm～780nm波长范围内的可见光的透过率TL相应为86.5％、86％、85.6％。
4、通过0.76mmEVA膜，将透光油墨涂层与2.1mm灰色双片夹层玻璃粘合。
5、安装可发光LED二极管。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种光组件，其特征在于，其结构包括光源、光波导层和散射层；
所述光波导层的至少一个侧面供所述光源射入，所述光波导层的顶面或底面之上设有所述散射层；
所述散射层为连续的或不连续的透光油墨涂层，所述透光油墨涂层中包括具有反光性质的有机颗粒。
2.根据权利要求1所述的光组件，其特征在于，控制所述透光油墨涂层的厚度，使所述透光油墨涂层对380nm～780nm波长范围内的可见光具有透过率TL，且83％≤TL≤89％。
3.根据权利要求2所述的光组件，其特征在于，所述透光油墨涂层的厚度为5μm～15μm，所述透光油墨涂层对380nm～780nm波长范围内的可见光的透过率TL满足：84.7％≤TL≤88％。
4.根据权利要求3所述的光组件，其特征在于，所述透光油墨涂层的厚度相同。
5.根据权利要求3所述的光组件，其特征在于，所述光波导层内部设有与所述散射层平行的预设方向，沿所述预设方向，所述透光油墨涂层的厚度逐渐变大。
6.根据权利要求5所述的光组件，其特征在于，所述预设方向为供所述光源射入的侧面指向与其相对的侧面的方向。
7.根据权利要求3所述的光组件，其特征在于，所述光波导层设有预设区域，位于所述预设区域的所述透光油墨涂层的厚度大于位于所述预设区域之外的所述透光油墨涂层的厚度。
8.根据权利要求1～7任一项所述的光组件，其特征在于，所述透光油墨涂层通过印刷透光油墨后固化而形成，所述透光油墨中包括所述具有反光性质的有机颗粒。
9.根据权利要求8所述的光组件，其特征在于，所述固化的温度为120℃～180℃，所述固化的时间为15min～30min。
10.根据权利要求1～7任一项所述的光组件，其特征在于，所述光波导层对380nm～780nm波长范围内的可见光的透过率TL≥86％；和/或
所述光波导层的厚度为1.0mm～3.0mm；和/或
所述光源为LED二极管。
11.根据权利要求1～7任一项所述的光组件，其特征在于，其结构还包括隔紫外功能层和/或隔红外功能层；
所述隔紫外功能层位于所述光波导层远离所述散射层一侧或所述散射层远离所述光波导层一侧；所述隔红外功能层位于所述光波导层远离所述散射层一侧或所述散射层远离所述光波导层一侧。
12.根据权利要求1～7任一项所述的光组件，其特征在于，其结构还包括至少一个基板和至少一个粘结层；
一个所述粘结层将一个所述基板和所述光波导层粘结；和/或
一个所述粘结层将一个所述基板和所述散射层粘结。
13.一种车辆，其特征在于，包括车辆本体以及权利要求1～12任一项所述的光组件。
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