用于机动车辆的包括照亮屏幕的照明设备

本发明涉及机动车辆照明和/或信号发出灯的领域。更准确地说，本发明涉及集成到用于机动车辆照明或信号发出灯的发光模块中的屏幕的领域。

众所周知，将屏幕集成到发光机动车辆设备中、例如集成到尾灯中。这些屏幕例如通过可选择性地激活的大量光源的矩阵阵列来产生，这些光源的尺寸足够小以能够在这些屏幕上显示例如呈消息或象形图的形式的信息，并且分辨率令人满意。因此，这种信息例如通过提供背景或通过给定的发出信号功能附带消息而允许机动车辆更好地发出信号。

然而，这种类型的屏幕有两个缺点。

一方面，当这些屏幕关闭时，这些屏幕在发光设备中形成黑色区域，该黑色区域的外观与发光设备的其余部分形成对比并且因此可能被认为是难看的。

另一方面，需要即使在车辆关闭时也能够在发光设备上显示的标志(logo)。例如，当机动车辆的制造商希望其商标在发光设备上可见时，就会产生这种需要。尽管发光屏幕提供了在车辆行驶时显示该标志、信息或象形图的机会，但是在车辆关闭时继续向发光屏幕供电以使显示永久化是不可想象的，因为考虑到当前车辆电池的存储容量，这样做所需的功率太大。除了这个方面之外，从生态学的观点来看，这种功能是不期望的。

因此，需要一种用于机动车辆的发光设备，该发光设备包含发光屏幕，该发光屏幕关闭的外观允许显示标志。

本发明落入这种背景中并且旨在满足这种需要。

为此，本发明的主题是一种用于机动车辆的发光设备，该发光设备包括发光屏幕，该发光屏幕包括以矩阵阵列布置在基板上的多个光源，该基板设置有在光源之间延伸的多个互连电轨道，基板包括：第一保护层，该第一保护层放置在光源之间的轨道上并且具有第一反照率；以及第二保护层，该第二保护层放置在光源之间的其他轨道上并且具有高于第一反照率的第二反照率，该第二层限定标志。

轨道可以是基板的表面上的轨道或埋在基板中的轨道。有利地，优选地，当轨道在基板的表面上时，第一保护层放置在光源之间的轨道上，并且第二层放置在光源之间的其他轨道上。

在本发明中，术语“反照率(albedo)”被理解为是指表面的反射功率(也称为表面的反射率)，以百分比的形式表示，该百分比反映了从入射光通量反射的光通量与该入射光通量之间的比率。在本说明书的其余部分，术语“反照率”将被理解为是指漫反照率或漫反射率(与镜面反照率或反射率相对比)。在本发明中，术语“标志”被理解为是指观察者本身可识别的任何形状、特别是包含下列元素之一或包含下列多个元素的组合的形状：几何图形、字母数字字符、图案、生物的图像表示。

本发明利用了发光屏幕的大部分可见区域不是由光源而是由这些光源的基板形成的事实。这种基板通常设置有低反照率的保护层(该保护层在光源之间延伸)并且因此基本上有助于屏幕的黑色关闭外观。凭借本发明，该第一保护层的一部分用第二保护层替代，该第二保护层具有更高反照率并且因此能够比第一层更大程度地散射入射到发光屏幕上的环境光(比如由城市照明或另一车辆发射的光束)。因此，将理解的是，使用该第二保护层，无论是白天还是晚上都可以在发光屏幕上形成标志，而不需要向屏幕供电。将注意到的是，可以采用特别简单的制造工艺来生产该第二保护层。

有利地，第一保护层可以具有值基本上低于20％、特别是15％的第一反照率，而第二保护层可以具有高于50％、特别是60％的第二反照率。作为变型，发光设备可以包括保护性外透镜，该保护性外透镜与发光屏幕垂直布置并且在该保护性外透镜的面中的一个面上设置有抗反射涂层。在适当的情况下，第一保护层可以具有值基本上低于15％、特别是10％的第一反照率，而第二保护层可以具有高于20％、特别是30％的第二反照率。具体地，使用这种保护性外透镜允许第一层与第二层之间的对比度增加或者允许保持这两层之间的相同对比度，目的在于使得可以减小反照率的差异，这尤其允许降低生产发光设备的成本。

在本发明的一个实施例中，这些光源中的每个光源包括尺寸介于150μm与400μm之间的至少一个发光半导体芯片。这种芯片特别地被称为迷你型LED。在适当的情况下，这些光源可以布置在基板上，使得彼此之间间隔开小于1毫米的距离。在变型中，这些光源中的每个光源包括尺寸介于5μm与150μm之间的至少一个发光半导体芯片。这种芯片特别地被称为微型LED。在适当的情况下，光源可以布置在基板上以便彼此之间间隔开介于200μm与400μm之间或者甚至小于或等于300μm的距离。表述“两个光源之间的距离”在此处被理解为是指将这些光源中的一个光源的中心与这些光源中的另一个光源的中心分开的距离。有利地，这些保护层中的每个保护层被放置在基板的布置有光源的面上并且延伸到将光源分开的空间中。

有利地，基板是印刷电路板。作为变型，基板可以是陶瓷板，在陶瓷板上形成所述互连轨道。表述“陶瓷板”应理解为是指由结晶或部分结晶或无定形结构的材料(比如玻璃或氧化铝)制成的板，该板的本体基本上由无机和非金属物质形成，并且该板由熔融物质(该熔融物质在冷却时固化)形成，或者该板通过热和/或压力的作用形成并且同时或随后成熟。有利地，陶瓷板是玻璃板。有利地，陶瓷板是由氧化铝(Al2O3)或实际上由氮化铝(AlN)制成的板。将注意的是，玻璃板(基于硼硅酸盐玻璃)由于其介电性能和生产成本而更常用。如果需要，则发光屏幕可以包括将光源封装在第一玻璃板上的第二玻璃板。

有利地，第一保护层和第二保护层各自包括焊料掩模，焊料掩模沉积在具有互连轨道的基板水平上。例如，每个焊料掩模可以是干膜焊料掩模(DFSM)。在适当的情况下，可以通过使用真空层压工艺将两个单独的膜同时施加到基板，然后将所产生的组件暴露于紫外光源，然后使焊料掩模显影来生产所述焊料掩模。作为变型，每个焊料掩模可以是液体光可成像焊料掩模(LPSM)。在适当的情况下，每个焊料掩模将通过丝网印刷或通过将液体膜喷涂到基板上，然后通过施加光刻掩模，将所产生的组件暴露于紫外光源，然后使焊料掩模显影来相继地生产。优选地，焊料掩模限定光源以及(在适当的情况下)基板的连接元件(比如基板的连接端子)所处的开口。

根据本发明的实施例的一个示例，第一保护层和第二保护层各自由沉积在具有互连轨道的基板水平上的所述焊料掩模之一组成。在适当的情况下，具有第二反照率的焊料掩模由颜色比制成具有第一反照率的焊料掩模的材料的颜色更深的材料制成。例如，第二保护层的焊料掩模可以由绿色或红色的材料制成，而第一保护层的焊料掩模可以由黑色的材料制成。特别地，绿色允许使得可以使用获得高分辨率的生产方法来生产所述标志，而红色允许获得高对比度，以便将标志与基板的其余部分区分开来。

根据本发明的实施例的另一示例，第一保护层包括硅酮涂层(siliconecoating)。例如，该涂层可以通过将硅酮喷涂到基板上或者替代地喷涂到沉积在基板上的焊料掩模上来产生。在适当的情况下，第一保护层可以包括由浅色材料制成的焊料掩模，在该焊料掩模上沉积有硅酮涂层，硅酮是深色的，第二保护层包括由浅色材料、特别是由与第一保护层的焊料掩模的材料相同的材料制成的焊料掩模，第二保护层没有硅酮涂层。作为变型，第一保护层可以包括直接沉积在基板上的深色硅酮涂层。

根据本发明的实施例的又一个示例，第二保护层可以包括在焊料掩模上产生的套印(overprint)或沉积在基板上的硅酮涂层。例如，第一保护层可以包括由深色材料制成的焊料掩模，并且第二保护层可以包括由深色材料、特别是由与第一保护层的焊料掩模的材料相同的材料制成的焊料掩模，标志由第二保护层的焊料掩模上的浅色套印、特别是通过喷墨印刷来印刷的浅色套印来形成。

在本发明的一个实施例中，发光屏幕包括：连接器，该连接器能够接收用于所述光源的控制指令，所述指令特别是由机动车辆的中央计算机发送；以及控制单元，该控制单元被布置成根据由连接器接收的所述控制指令选择性地控制这些光源中的每个光源。在适当的情况下，当控制单元接收到指示所述光源的一部分在所述发光屏幕上显示至少一个区段与所述标志叠加的图像的控制指令时，控制单元可以被布置成将其余的光源、特别是位于标志和图像之外的光源控制到严格正的强度设定点。具体地，已经观察到，当图像在发光屏幕上显示为与标志叠加时，由第二保护层形成的标志对于外部观察者的眼睛仍然可见，这潜在地导致该观察者不适并且不利地影响她或他对该图像的理解。将理解的是，凭借该特征，在图像的背景中，发光屏幕的明亮度增加，以便消除标志。

有利地，控制单元被布置成将所述光源的所述部分控制到预定的强度设定点，以便在发光屏幕上显示所述图像。举例来说，可以是显示通知外部观察者机动车辆的门已经打开的象形图的指令问题，通知跟随机动车辆的驾车者道路上存在黑冰的象形图的问题，或者甚至是交通相关信息的问题。

有利地，当控制单元接收到指示所述光源的一部分在所述发光屏幕上显示至少部分地与所述标志叠加的图像的控制指令时，控制单元可以被布置成将旨在形成图像的与标志叠加的区段的光源的强度设定点控制到低于旨在形成图像的其余部分的光源的设定点。与上述类似，已经观察到，标志的与所述图像叠加的部分对观察者来说可能显得更明亮。凭借这些特征，这种明亮度也降低了。

根据一个示例，当控制单元接收到指示所述光源的一部分在所述发光屏幕上显示至少一个区段与所述标志叠加的图像的控制指令时，控制单元可以被布置成将其余的光源控制到预定强度设定点，该预定强度设定点基本上低于所述光源的旨在产生该图像的所述部分的预定强度设定点。

作为变型，发光设备可以包括传感器，该传感器能够测量由发光屏幕接收的照明。在适当的情况下，当控制单元接收到指示所述光源的一部分在所述发光屏幕上显示至少一个区段与所述标志叠加的图像的控制指令时，控制单元可以被布置成将其余光源控制到根据由所述传感器测量的照明而定义的强度设定点。以这种方式，可以估计由第二保护层反射的光的量并且非常精确地设置允许对该反射光进行补偿的强度设定点。

例如，所述传感器可以是布置在发光屏幕上的光电二极管或光电池。作为变型，所述传感器可以是发光屏幕的光源。

在本发明的一个实施例中，每个光源可以借助于薄膜晶体管安装在基板上，所述光源安装在薄膜晶体管上并且连接到薄膜晶体管。每个薄膜晶体管电连接到一个互连轨道。这些薄膜晶体管因此形成有源矩阵阵列，从而允许对这些光源中的每个光源进行寻址和控制，所有光源一起因此形成有源矩阵屏幕。非限制性地，在接收到控制指令时，控制单元可以被布置成通过向这些行中的每一行相继地施加选择电压来垂直扫描晶体管的矩阵阵列，并且对于在扫描期间选择的每一行，根据控制指令同时向矩阵阵列的每一列施加激活或停用信号，以便促使或防止由与晶体管相关联的由所选择的行和该列寻址的光源发光。当矩阵阵列是有源的时，每个晶体管将与其相关联的光源保持在开或关状态，同时扫描剩余的行。

作为变型，发光屏幕包括多个驱动器，该多个驱动器用于控制输送到光源的电功率，每个驱动器安装在与一个光源垂直的基板上以控制输送到该光源的电功率，这特别是取决于从与该光源相关联的控制单元接收的指令。因此，多个光源形成无源矩阵阵列屏幕。

现在使用示例和附图来描述本发明，这些示例仅说明本发明，而决不限制本发明的范围，在附图中，各个图示出了：

[图1]示意性且部分地示出了根据本发明的一个实施例的机动车辆的发光设备；

[图2]示意性且部分地示出了[图1]的发光设备的屏幕；

[图3]示意性且部分地示出了根据本发明的实施例的第一示例的[图2]的屏幕的截面图；

[图4]示意性且部分地示出了根据本发明的实施例的第二示例的[图2]的屏幕的截面图；

[图5]示意性且部分地示出了处于屏幕的第一控制模式中的[图1]的发光设备；以及

[图6]示意性且部分地示出了处于屏幕的第二控制模式中的[图1]的发光设备。

在以下描述中，除非另有说明，否则在结构或功能上相同并且出现在各个图中的元件保持相同的附图标记。

[图1]示出了机动车辆的发光设备1，该发光设备呈机动车辆后灯的形式。

发光设备1包括：多个发光模块11和12，该多个发光模块例如各自旨在执行一个或多个调节信号发出功能中的全部或一些；以及发光屏幕2。将参考[图2]和[图3]来描述该发光屏幕2，这两个图分别示出了发光屏幕2的区段A和发光屏幕2在区段P中的截面B-B。

发光屏幕2包括以矩阵阵列布置在基板3上的多个光源21。

这些光源21中的每个光源包括尺寸介于5μm与150μm之间的至少一个发光半导体芯片。光源21以矩阵阵列的形式安装在基板3上，使得两个相邻的光源21彼此相距至多300μm。

基板3包括多个互连轨道4。在所描述的示例中，基板3是印刷电路板，并且互连轨道4在基板3的表面上延伸并进入基板3的内层。

在所描述的示例中，将注意到每个光源21通过薄膜晶体管5安装在基板3上，所述光源21安装在该薄膜晶体管上并且连接到该薄膜晶体管。每个薄膜晶体管5电连接到一个互连轨道4。因此，这些薄膜晶体管5形成有源矩阵阵列，从而允许对这些光源21中的每个光源进行寻址和控制，所有光源21一起因此形成有源矩阵屏。

为了控制该有源矩阵阵列，发光屏幕2包括连接器6，该连接器用于接收用于光源21的控制指令。例如，可以是在所述发光屏幕2上显示象形图或消息的指令问题，特别是由机动车辆的计算机生成的象形图或消息，这例如取决于与机动车辆的环境相关的数据。举例来说，可以是显示通知外部观察者机动车辆的门已经打开的象形图的指令问题，通知跟随机动车辆的驾车者道路上存在黑冰的象形图的问题，或者甚至是交通相关信息的问题。

发光屏幕2进一步包括控制单元7，该控制单元被布置成根据由连接器6接收的控制指令选择性地控制有源矩阵阵列。非限制性地，在接收到控制指令时，控制单元7可以被布置成通过向这些行中的每一行相继地施加选择电压来垂直扫描晶体管5的矩阵阵列，并且对于在扫描期间选择的每一行，根据控制指令同时向矩阵阵列的每一列施加激活或停用信号，以便促使或防止由与晶体管5相关联的由所选择的行和该列寻址的光源21发光。当矩阵阵列是有源的时，每个晶体管5保持与其相关联的光源21处于开或关状态，同时剩余的行被扫描。

基板3设置有第一保护层31，该第一保护层放置在基板3的接收光源21的面上、与位于光源21之间的某些互连轨道4齐平。基板3设置有第二保护层32，该第二保护层放置在基板3的接收光源21的面上、与位于光源21之间的其他互连轨道4齐平。第二保护层32的反照率或反射率比第一保护层的反照率或反射率更高。如[图1]和[图2]所示，与第一层31相比，第二层32被布置成在屏幕2上形成标志L(即，在所描述的示例中，圆圈)。

由于第一保护层31与第二保护层32之间的反照率的差异，入射到尾灯1上的光由第二保护层32比由第一保护层31漫反射更多。因此，与第一保护层31相比，环境光(例如，由城市照明或机动车辆的头灯产生的环境光)在该第二保护层32上的反射允许看到标志L。这防止了发光屏幕2在关闭时具有完全黑色的外观，同时允许即使在机动车辆关闭时也在发光设备1上显示标志L，而不需要电功率的供应。

在该示例中，如[图3]所示，第一保护层31由沉积在基板3上的第一焊料掩模形成，而第二层32由沉积在基板32上的第二焊料掩模形成。例如，在将光源21组装在基板3上之前，可以例如通过使用真空层压工艺在裸露的基板3上沉积如下的膜而在基板上产生第一焊料掩模：该膜由反照率为15％的材料制成并且限定了与用于接收光源21的区域22和用于接收第二焊料掩模的区域垂直的开口。在基板3上、在用于接收第二焊料掩模的区域中使用相同的工艺沉积如下的膜：该膜由反照率为60％的材料制成并且还限定了与用于接收光源21的区域22垂直的开口。然后将这样涂覆的基板3暴露于紫外光源，然后使之显影以获得第一保护层31和第二保护层32。例如，获得第一保护层的材料可以是深色(特别是黑色)材料，而获得第二保护层的材料可以是浅色(特别是绿色或红色)材料。

[图4]示出了根据本发明的发光屏幕的实施例的另一示例。

在该示例中，基板3是玻璃基板，光源21封装在该玻璃基板3与玻璃板(未示出)之间。互连轨道4被蚀刻在基板3的表面上。将浅色(例如，白色或绿色)的焊料掩模33均匀地施加到玻璃基板3的整个表面上以覆盖互连轨道4，同时留出与用于接收光源21的区域22垂直的开口。在将光源21组装到基板3上之后，通过喷涂将深色(例如，黑色)的硅酮涂层34施加到焊料掩模33的仅一部分以便限定第一保护层31，焊料掩模33的裸露部分因此限定第二保护层32。

[图5]示出了当控制单元7控制光源21以便在屏幕上显示象形图P时的发光设备1。

由连接器6接收的指示要显示象形图P的控制指令要求激活与标志L齐平定位的光源21。可以看出，象形图P的区段P1、P2和P3与标志L叠加。由此可见，由这些区段P1、P2和P3反射的环境光增加了由与标志L齐平定位的这些光源21发射的光，因此，与象形图P的其余部分相比，这些区段P1、P2和P3显得更明亮。同样，与象形图P相比，标志L的其余部分也显得比屏幕2的未激活的其余部分更明亮。

为了克服这两个缺点，发光设备1可以包含布置在发光屏幕2上的光电池8，如[图6]所示。因此，该光电池8能够测量由发光屏幕2接收的照明。

当连接器6接收到指示要显示象形图P的控制指令时，由发光屏幕2接收的照明由光电池8测量并且被传送到控制单元7。然后，控制单元7：

a.一方面，除了区段P1、P2和P3之外，将旨在形成象形图P的光源21控制到亮度设定点C1，该亮度设定点例如对应于能够由这些光源21发射的标称亮度；

b.另一方面，将旨在形成象形图P的与标志L叠加的区段P1、P2和P3的光源21控制到低于设定点C1并且特别地根据设定点C1和所测量的照明来确定的亮度设定点C2，使得与这些区段P1、P2和P3齐平的发光屏幕2的亮度基本上对应于设定点C1，而无论发光屏幕2接收到照明如何；

c.此外，将位于标志L和象形图P之外的光源21控制到低于设定点C2并且特别地根据测量的亮度来确定的亮度设定点C3，使得由于第二保护层32对环境光的反射，在象形图P和标志L之外的发光屏幕2的亮度基本上对应于标志L的亮度(在区段P1、P2和P3之外)；

d.最后，其余的光源21(即，位于标志L中但在象形图P之外的光源21)达到零亮度设定点C4。

因此可以看到，如[图6]所示，象形图P以在其整个区域上完全均匀的方式显示在发光屏幕2上，而标志L变得与屏幕的其余部分不可区分。

上面描述清楚地解释了本发明如何允许实现其设定的目标，特别是通过提供一种发光设备来实现其设定的目标，该发光设备包含发光屏幕，该发光屏幕包括安装在基板上的多个光源，这些光源之间的基板空间设置有反照率不同的第一保护层或第二保护层。因此，将理解的是，这种反照率的差异允许通过入射环境光的反射在屏幕上形成标志，而不需要激活光源，屏幕具有使得该标志在白天和晚上都出现的关闭的外观。

在任何情况下，本发明不限于本文件中具体描述的实施例并且特别地扩展到所有等同装置以及这些装置的任何技术上可行的组合。特别地，可以采用由陶瓷而不是玻璃制成的基板。也可以采用除所描述的类型之外的其他类型的光源、特别是尺寸较大(例如，介于150μm与400μm之间)的光源。可以设想其他类型的保护层、特别是具有比所描述的反照率差更小的反照率差的保护层，特别是与发光设备的设置有抗反射涂层的保护性外透镜相结合的情况下是如此的。还可以设想除了所描述的保护层之外的这些保护层的实施例，特别是由液体光可成像焊料掩模形成的保护层、由直接沉积在基板上的硅酮涂层形成的保护层、或者甚至包括在焊料掩模或硅酮涂层上产生的套印的保护层。此外，必须理解，即使在连接光源的轨道不位于基板的表面上的情况下，保护层也可以放置在光源之间。