Aus der DE 101 63 117 ist ein derartiges Verfahren zur Her- stellung eines Leuchtelements bekannt. Hierbei wird ein erster, LED-Teilkörper mit einem zweiten, größeren Lichtleitkörper durch Spritzgießen dauerhaft verbunden. Allerdings wird hier als LED- Teilkörper ein Sonderbauteil benutzt. Auch ergeben sich bei die- ser Lösung in der Spritzgussform Teilbereiche großer Material- anhäufungen, was u. a. eine längere Abkühlzeit erfordert und eine ungleichförmige Abkühlung bedingt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Problemstellung zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von lichtleitenden Leuchtelementen unter der Verwendung mindestens eines Einlege- lichtleitkörpers zu entwickeln, bei dem bei üblichen Leistungen der bekannten Spritzvorgänge die transparenten Leuchtenteilkör- per sicher, schnell und formgenau miteinander verbunden werden.

Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Dazu benetzt die Umspritzung beim Spritzgießen die Leuchtdioden auf mindestens 50% ihre Oberfläche. Zugleich über- steigt die maximale Wandstärke der Umspritzung nicht das Drei- fache der minimalen Wandstärke derselben.

In Fahrzeugleuchten sind durch das Verbinden verschiedener opti- scher Elemente mehrere Grenzflächen vorhanden, die den Wirkungs- grad bezüglich der Lichtausbeute und Strahlungsintensität nied- rig halten. Eine Verbesserung des Wirkungsgrades wird erzielt, wenn ein geschlossener optischer Körper mit nur einer Haupt- lichtaustritt s öffnung hergestellt wird. Durch das Verwenden von Leuchtdioden lassen sich derartige Körper schaffen. Allerdings sind bei den derzeitigen technologischen Mitteln auf dem Gebiet der Spritzgießtechnik derartige Leuchten in der erforderlichen Größe ökonomisch noch nicht herstellbar.

Das hier beschriebene Verfahren ermöglicht das wirtschaftliche Herstellen großvolumiger Leuchten. Dazu werden Einlegekörper mit Leuchtdioden in mindestens einem Spritzgießverfahrensschritt ge- meinsam umspritzt. U. a. bestimmen die Anordnung und jeweilige Gestalt der entsprechenden Vorstufenteile in der Spritzgießform die Qualität und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.

Das Verfahren ist auch auf Lumineszenzdioden mit mehreren Chips und Elektroden anwendbar.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteran- sprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von mehreren schema- tisch dargestellten Ausführungsbeispielen.

Figur 1 : Bremsleuchte im Querschnitt ; Figur 2 : Teillängsschnitt zu Figur 1.

Die Figuren 1 und 2 zeigen als Leuchtelement (70) eine z. B. hochgesetzte PKW-Bremsleuchte. Das Leuchtelement (70), das hier beispielsweise mit Hilfe eines Gehäuses (50) im Kofferraum- deckel (60) des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, besteht aus einer Gruppe von Einzelleuchtelementen (10), wobei jedes Element (10) mindestens eine LED (11) umfasst. Das Leuchtelement (70) hat eine Streuscheibe (40), deren äußere Oberfläche an die Form der umgebenden Oberflächenkrümmung des Kofferraumdeckels (60) ange- passt ist.

Die einzelne LED (11) kann hierbei eine Standard-LED oder eine Vorstufen-LED sein. Letztere wird z. B. nur für den Einbau in der Bremsleuchte (70) hergestellt. Der LED (11) weist in der Regel die in einer Ebene liegenden elektrischen Anschlüsse (1, 4), den lichtemittierenden Chip (6), einen Bonddraht (2) und eine Re- flektorwanne (5) auf. Letztere ist z. B. Teil der Kathode (4). In der Reflektorwanne (5) sitzt der Chip (6). Der Chip (6) kontak- tiert über den Bonddraht (2) die Anode (1). Der Bonddraht (2) liegt dabei vorzugsweise in der Ebene, die von den Mittellinien der Elektroden (1, 4) aufgespannt wird. Die oberhalb des Chips liegende Zone transportiert das vom Chip (6) emittierte Licht möglichst verlustfrei zur Außenfläche (12) der LED (11).

Die in Figur 1 verwendete Standard-LED hat beispielsweise eine geometrische Form, die im Wesentlichen aus drei übereinander an- geordneten Geometriekörpern besteht. Der erste Geometriekörper ist ein kurzer, zumindest annähernd gerader Zylinder (13), der ggf. zwei ebene Abflachungen aufweist, die z. B. parallel zur LED-Mittellinie (7) ausgerichtet sind. Der zweite Geometriekör- per ist ein auf der oberen Stirnfläche (14) des Zylinders (13) angeordneter Kegelstumpf (15) oder vergleichbarer Rotationskör- per, der sich vom Zylinder (13) weg verjüngt. Der dritte Geo- metriekörper ist eine Kalotte bzw. eine vergleichbare rotations- symmetrische Kappe, die auf der oberen, kleineren Stirnfläche des Kegelstumpfes positioniert ist. Die Mantellinie des Kegel- stumpfes geht dabei tangential in die Kontur der Kappe über. Die obere Stirnfläche (14) des Zylinders (13) ist größer als die un- tere Stirnfläche des Kegelstumpfes (15). Die Mittellinien des Zylinders (13) und des Kegelstumpfes (15) liegen auf der LED- Mittellinie (7).

Ggf. befindet sich im unteren Bereiche des Kegelstumpfes (15) eine Kerbe (16), ein Kanal oder eine Taille, vgl. Figur 2 die gestrichelte Linie, die an der Stirnfläche (14) endet.

Wird das Einzelleuchtelement (10) in einer Gruppe von mehreren verwendet, werden die LED's (11) z. B. auf einer streifenförmigen Platine (18) angeordnet. Dazu werden sie beispielsweise nach ei- nem vorherigen Aufkleben auf der Platine (18) festgelötet. Die Platine (18) verbindet die einzelnen LED's (11) über aufge- brachte Leiterbahnen. Ggf. sind auf der Platine (18) auch andere elektronische Bauteile wie z. B. Vorwiderstände, Sperrdioden oder integrierte Schaltkreise angeordnet. Die Platine (18) positio- niert die LED's (11) zueinander und später-während des Um- spritzens-in der Spritzgießvorrichtung. Ggf. sind die Elektro-

den (1, 4) der LED's (11) auch diskret durch einzelne Kabel elektrisch-verbunden.

Der gegenüber der jeweiligen LED (11) gelegene Einlegelichtleit- körper (21) hat z. B. die Form eines beidseitig abgeflachten so- wie oben und unten abgestumpften Teilparaboloids. Die abgeflach- ten Seitenflächen (26,27) liegen annähernd parallel zu einer Mittelebene, die nach Figur 1 auf der Mittellinie (7) des jewei- ligen Einzelleuchtelements (10) liegt. Der minimale Abstand der Seitenflächen (26,27) von der Mittelebene beträgt z. B. 50% des maximalen LED-Durchmessers oder der maximalen LED-Breite. Im Ausführungsbeispiel wird der Abstand zwischen den Seitenflä- chen (26,27) zur Hauptlichtaustrittsfläche (41) hin größer.

In der Stirnfläche (24) der nach Figur 2 unteren Abstumpfung be- findet sich eine sphärische konkave Ausnehmung (25). Die Ausneh- mung (25) ist hierbei so gekrümmt, dass der zwischen der Ausneh- mung (25) und der LED (11) liegende Spalt (19) eine zumindest nahezu konstante Spaltdicke hat.

Die andere, hier oben liegende Stirnseite (23) ist plan und nor- mal zur Mittellinie (7) des Einzelleuchtelements (10) orien- tiert. Ggf. ist im mittleren Bereich, z. B. zentral ein kurzer Zapfen (29), vgl. Figur 2, angeformt, der die Handhabung und Po- sitionierung beim Umspritzen erleichtert. Die Länge des Zap- fens (29) -gemessen in Längsausdehnung entlang der Mittelli- nie (7)-ist kürzer als die Dicke der Streuscheibe (40) in Zap- fennähe. Als Streuscheibenwerkstoff ist ein transparenter, z. B. farbloser Kunststoff vorgesehen.

Werden mehr-ere Einzelleuchtelemente (10) in einer Gruppe (70) zusammengefasst und liegen diese (10) nebeneinander, werden sie jeweils über mindestens einen Steg (28) miteinander verbunden.

Die Stege (28) haben hierbei z. B. einen halbkreisförmigen Quer-

schnitt. Die Stege (28) grenzen bündig an die Stirnflächen (23) an, wobei sie mit diesen eine ebene oder gekrümmte Fläche bil- den.

Zum Umspritzen wird die Platine (18) mit den LED's (11) und die Gruppe aus Einlegelichtleitkörpern (21) in eine Spritzgussform eingelegt. Hierbei liegt die einzelne LED (11) vom Einlegelicht- leitkörper (21) an der engsten Stelle zwischen 0,3 und 3 Millimeter entfernt. Die Spritzgussform ist so gestaltet, dass die fertige Umspritzung pro LED-Einlegelichtleitkörper-Paar wie- derum einen beidseitig abgeflachten und zumindest oben abge- stumpften Teilparaboloid (30) bildet. Die Unterkante dieses Teilparaboloids liegt an der LED (11) unterhalb einer Ebene an, die zum einen durch den Schwerpunkt des LED-Chips (6) geht und zum anderen normal zur Mittellinie (7) ausgerichtet ist. Im Aus- führungsbeispiel liegt der untere Rand (32) der Umspritzung (30) an der Stirnfläche (14) des Zylinders (13) der LED (11) an. Bei- spielsweise liegt der Rand (32) direkt in der geometrischen Schnittkante, die durch die Durchdringung des Zylinders (13) und des Rotationskörpers bzw. Kegelstumpfes (15) gebildet wird.

Die Oberfläche des Teilparaboloids (30) ist von der Oberfläche des Teilparaboloids des Einlegelichtleitkörpers (21) um einen Abstand entfernt, der z. B. der zweifachen Breite des Spalts (19) entspricht. Über weite Bereiche hat die Umspritzung (30) eine nahezu konstante Wandstärke. In Zonen stärkerer Krümmung kann sich die Wandstärke bis auf das dreifache der Spaltbreite erhö- hen. Diese geringen Wandstärkendifferenzen ermöglichen ein prob- lemloses Herstellen des Einzelleuchtelements (10).

Die Umspritzung (30) hintergreift bei LED's mit einer Kerbe (16) die entsprechende LED formschlüssig. Auch die Einlegelichtleit- körper (21) können Kerben, Kanäle oder Ringnuten gleicher Funk-

tion aufweisen. Für das Umspritzen wird z. B. ein farbloser, transparenter Kunststoff eingesetzt.

In Figur 2 ist nur bei dem ersten Einlegelichtleitkörper (21) die Umspritzung (30) dargestellt.

In einem weiteren Schritt wird im Ausführungsbeispiel auf den Stirnflächen (23) der Einlegelichtleitkörper (21) die Streu- scheibe (40) aufgespritzt. Die Streuscheibe (40) umgreift hier- bei die Umspritzung (30) z. B. im oberen Fünftel. Die Streu- scheibe (40) deckt dementsprechend den Einlegelichtleitkör- per (21) an der Stirnfläche (23) und die Umspritzung (30) am oberen Rand vollständig ab. Sie hat gegenüber ihrer Hauptlicht- austrittsfläche (41) einen parallel versetzten, die gesamte Bremsleuchte (70) umschließenden flanschförmigen Montage- rand (42). Die Hauptlichtaustrittsfläche (41) ist glattflächig oder strukturiert gestaltet. Als Werkstoff wird beispielsweise ein roter, transparenter Thermoplast verwendet.

Die lichtleitenden und stromführenden Bauteile (11,21, 30,18) der mittleren, hochgesetzten Bremsleuchte (70) werden von dem rückseitigen Gehäuse (50) umgeben, vgl. Figur 1. Das z. B. aus einem Metall gefertigte Gehäuse (50) ist eine mit einem Deckel verschließbare Wanne. Der Deckel ist hierbei die z. B. dicht auf der Wanne sitzende Streuscheibe (40). Hierzu sind an der Streu- scheibe (40) und am Gehäuse (50) jeweils einander flächig kon- taktierende Dichtkonturen (45,51) ausgebildet. Zum Schutz die- ser Dichtkonturen (45,51) und zum Halten eines Dichtringes (48) ist das Gehäuse (50) teilweise um die Streuscheibe (40) als s tützender Rand herumgeführt, vgl. Figur 1.

Im Kofferraumdeckel (60), in der Heckklappe oder am hinteren Dachrand ist die Bremsleuchte (70) so eingebaut, dass die Ober-

fläche der Streuscheibe (40) tangential an die Oberfläche des die Bremsleuchte (70) tragenden Karosserieblechs angrenzt. Hier- bei kann das Karosserieblech (60) auch aus einem nichtmetalli- schen Werkstoff hergestellt sein. Die Streuscheibe (40) wird zu- sammen mit dem Gehäuse (50) von der Rückseite her in eine Aus- sparung (61) eingesetzt und dort mittels einer hier z. B. zwei- fach gebogenen Blattfeder (63) gegen einen gegenüber dem Karos- serieblech (60) ortsfesten Haltebügel (62) gespannt. Im einge- bauten Zustand wird die Aussparung (61) durch die Streu- scheibe (40) und den auf dem flanschartigen Rand (42) der Streu- scheibe (40) aufliegenden Dichtring (48) gegen ein Eindringen von Wasser und Schmutz verschlossen.

Um das typische Erscheinungsbild einer mittleren Bremsleuchte zu erzeugen, können die Farben der einzelnen Bauteile (11,21, 30, 40) in verschiedenen Variationen verwendet werden.

Den Werkstoffen der einzelnen transparenten Bestandteile der Bremsleuchte (70) können bestimmte, die Wellenlänge des vom Chip (6) ausgesandten Lichts verändernde, Substanzen beigemengt werden, so dass die subjektiv erkennbare Lichtfarbe der einer typischen Bremsleuchte (70) entspricht, obwohl der unbeleuchtete Bremsleuchtenwerkstoff eine andere Farbe hat, z. B. die Farbe des umgebenden Karosseriebereiches.

Ein Einzelleuchtelement (10) kann selbstverständlich auch sepa- rat verwendet werden.

Bezugszeichenliste : 1 Anschluss, Anode, Elektrode 2 Bonddraht, Aludraht 4 Anschluss, Kathode, Elektrode 5 Reflektorwanne 6 Chip 7 Mittellinie 8 Werkstoff, weiß, transparent 9 Werkstoff, rot, transparent 10 Einzelleuchtelement 11 LED, Lumineszenzdiode, Diode 12 LED-Oberfläche 13 Zylinder 14 Stirnfläche 15 Kegelstumpf 16 Kerbe, Kanal, Taille, Ringnut 18 Platine 19 Spalt 20 Gruppe von Einlegelichtleitkörpern 21 Einlegelichtleitkörper 23 Stirnfläche, oben ; Abstumpfung 24 Stirnfläche, unten ; Abstumpfung 25 Ausnehmung, konkav 26 Seitenfläche, Abflachung 27 Seitenfläche, Abflachung

28 Steg 29 Zapfen 30 Umspritzung, Teilparaboloid, abgestumpft 32 Kante, unten 40 Lichtscheibe, Streuscheibe 41 Hauptlichtaustrittsfläche 42 Montagerand, flanschförmig 45 Dichtkontur 48 Dichtring 50 Gehäuse, Wanne 51 Dichtkontur 52 Stützrand 60 Karosserieblech, Kofferraumdeckel 61 Aussparung 62 Haltebügel 63 Blattfeder 70 Leuchtelement, Bremsleuchte