[發明專利]側面發射的光導體及其制造方法

在審

• 申請號: 202010916466.1
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112444910A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: M·卡佩爾;B·霍普;H·拉瑟特;L·威爾姆斯
• 申請（專利權）人: 肖特股份有限公司
• 主分類號: G02B6/00
• 分類號: G02B6/00;G02B6/44
• 代理公司: 北京思益華倫專利代理事務所(普通合伙) 11418
• 代理人: 趙飛

本發明的目的是提供具有線形外觀的光源，該光源具有柔性的光導體，該光導體具有包括高的光密度的均勻的光輻射。為此提出一種側面發射的光導體，該光導體包括芯部(6)以及包圍芯部(6)的透明的套罩物(5)，至少一個型芯(3)在該芯部中伸延，其中芯部(6)和套罩物(5)由透明的塑料成型，其中芯部(6)具有比套罩物(5)更高的折射率，并且其中型芯(3)構造成偏轉光、尤其反射光和/或散射光的，以使在光導體中引導的光散射并且穿過套罩物(5)向外發出，其中型芯(3)的散射長度優選最高是型芯(3)的最大的橫向尺寸的兩倍。

技術領域

本發明一般地涉及光發射元件的技術領域。本發明特別涉及光導體在照明或顯示裝置中的應用。

背景技術

為了照明或顯示目的，可期望的是使用線形的光源。作為這種光源可使用具有耦合在其上的側面發射的光導體的光發射器。這種組件尤其在節省空間的結構以及高的魯棒性方面優于由許多并排布置的小發射器(例如LED鏈)構成的組件。在這種鏈中，大量的構件會迅速導致單個發光二極管的故障，從而立即引起注意。

用于提供線形光源的另一方案是側面發射的光導體。在該光導體中在一個或兩個端部上連接光發射器，該光發射器將光耦入光導體中。在光導體中分布散射元件，該散射元件散射在光導體中傳導的光。該光源提供非常均勻的照明。然而整個光流受到光發射器所提供的強度的限制。

即使光導體對于肉眼均勻地發光，在光導體非直線延伸時也有問題。如果使用由玻璃制造的光導體，該光導體在足夠厚度的情況下通常不足夠柔韌。雖然已知有由塑料制成的光導體，但是已知的方案具有僅僅小的光密度。此外在光導體彎曲時產生問題。如果光導體彎曲，例如在通過卡夾固定在底座上時會將散射的覆蓋層剝下或通過彎曲在外部區域處伸長，進而更薄且在彎曲內部收縮，從而會出現褶皺。在此，在散射的包層和光導芯部之間會產生氣隙，該氣隙即使重新對準也會留下。該氣隙此后導致光的局部地不同耦出以及導致不均勻的光強度。

發明內容

因此，本發明的目的是提供具有線形外觀的光源，該光源具有柔性的光導體，該光導體具有均勻的、具有高的光密度的光輻射。該目的通過獨立權利要求的主題實現。有利的實施方案在從屬權利要求中給出。因此本發明提出一種側面發射的光導體，該光導體包括芯部以及包圍芯部的透明的套罩物，型芯在芯部中伸延，其中芯部和套罩物由透明的塑料成型，其中芯部具有比套罩物更高的折射率，并且其中型芯構造成偏轉光、尤其反射光和/或散射光，以使在光導體中引導的光散射并且穿過套罩物向外發出。

在此，型芯的散射長度優選最高為兩倍于、特別優選等于型芯的最大的橫向尺寸。在型芯具有圓形橫截面的優選情況下，通過型芯的直徑給出最大的橫向尺寸。作為另一示例，在橢圓形的型芯中最大的橫向尺寸是沿著橢圓形的橫截面的主軸的大小。散射長度規定為這樣的長度，在該長度下通過散射使光的初始強度沿射入方向降低1/e倍。因此，在忽略吸收的情況下，對于在型芯的材料中沿著在x方向上的路段的散射長度ls和光強度I(x)適用的是I(x)＝I₀·exp{x/ls}，其中I₀表示在射到型芯上的初始的光強度。在材料的吸收可忽略不計的情況下，這由此代表了極限值，而在材料的吸收不可忽略不計的情況下，散射長度小于根據上式確定的散射長度。尤其對于金屬材料來說吸收式不可忽略不計的，該金屬材料在380nm至780nm的可見光范圍內吸收強烈。為此，對于可忽略不計吸收的材料，可以近似地如上確定散射長度，前提是以此計算的值是過大的并且因此實際的散射長度是較小的。通過使散射長度最高特別優選地等于型芯的橫向尺寸，在側面觀察光導體時，型芯看起來基本是不可看透，即在可見的光譜范圍中基本上是不透明的。另一方面對于在芯部中傳導的光，這意味著射到型芯上的光以很高的概率以及強度被散射，并且隨后從光導體射出。由此該型芯在運行時看起來為明亮發光的線形元件。