一种带滤光片的PMMA光导汽车外饰灯的制作方法

本技术涉及汽车装饰灯具制造，尤其是涉及一种带滤光片的pmma光导汽车外饰灯。

背景技术：

1、随着汽车工业对外观设计个性化、照明效果精细化的需求提升，光导凭借其优异的导光均匀性、造型灵活性及空间占用小等特点，已广泛应用于汽车日行灯、尾灯、转向灯等外饰灯产品中。光导的核心功能是将led光源发出的光线进行传导与匀化，其性能直接取决于材料特性与安装结构的匹配度，其中材料的耐温性、透光率及稳定性是影响光导使用寿命与照明效果的关键指标。

2、在现有汽车外饰灯光导的设计中，led直射式光导安装结构因结构简单、装配便捷、光线传导损耗小，成为主流实施方案，即led光源直接朝向光导入射端设置，通过光线直射方式实现能量耦合。在该安装结构下，led工作时产生的热量会直接向光导入射端传导，同时led光源与光导的近距离布置导致热量难以快速散发，使得光导入射端区域的温度显著升高。

3、目前，光导的传统优选材料为聚甲基丙烯酸甲酯（pmma，俗称有机玻璃），其具备突出的透光优势，透光率可达93%，能最大程度保证光线传导效率，且原料成本适中、加工成型难度低，长期以来是光导材料的主流选择。然而，pmma的维卡软化温度通常仅为108℃，在上述led直射光导的安装结构中，受led功率、安装间距及工况环境（如高温天气、长时间点亮）的影响，部分使用场景下光导入射端的实际温度会超过120℃，远超pmma的耐受极限，导致pmma光导出现软化、变形、翘曲等问题，严重影响外饰灯的结构稳定性与照明功能，因此pmma材料已无法满足该类安装结构的耐温需求。

4、为解决耐温不足的问题，现有技术中不得不选用耐温性能更优的聚碳酸酯（pc）作为光导材料，pc的维卡软化温度显著高于pmma，能够承受led直射结构下超过120℃的工作温度。但pc材料在汽车外饰灯光导的应用中存在难以克服的固有缺陷：

5、耐温型pc光导需采用特殊改性牌号，该类牌号多依赖进口，导致材料采购成本较pmma翻倍增长，大幅提升了外饰灯的整体制造成本；

6、pc材料的透光率上限仅为89%，相较于pmma的93%存在明显差距，光线传导过程中的损耗增加，直接导致光导出光亮度不足、光效降低，难以满足汽车外饰灯对光照强度的设计要求；

7、pc材料在长期导光使用过程中，尤其是在相同长度的导光路径下，易发生黄变老化现象，不仅会进一步降低透光效率，还会影响汽车外饰灯的外观一致性，缩短产品的有效使用寿命。

8、综上，现有led直射光导的安装结构虽具备结构简便的优势，但因热量积聚导致的耐温需求，迫使光导材料从pmma转向pc，却随之引发了成本翻倍、光效下降、易黄变等新的技术矛盾。这种耐温需求与材料性能、制造成本之间的冲突，成为当前光导类汽车外饰灯设计与应用中亟待解决的技术痛点。

技术实现思路

1、本实用新型的目的就是为了提供一种带滤光片的pmma光导汽车外饰灯，所述汽车外饰灯的制造成本低、耐温性能好，同时对可见光高透，不影响外饰灯最终亮度和色度。

2、本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种带滤光片的pmma光导汽车外饰灯，包括灯壳和设置在灯壳内部的pmma光导、滤光片、led光源，所述led光源的发光面与所述pmma光导的入射端相对，所述滤光片设置在pmma光导的入射端与led光源之间，所述滤光片与led光源间隔设置，且三者同轴对齐设置；

4、所述滤光片包括玻璃基材，所述玻璃基材的两侧表面均设置有镀膜，每一侧的所述镀膜由靠近玻璃基材的一侧至远离玻璃基材的一侧依次设置有内增透层、干涉单元介质层、截止斜率调节层、外增透层。

5、优选地，所述led光源的发光面与pmma光导的入射端相对是指，led光源的发光面朝向并正对pmma光导的入射端。

6、优选地，所述镀膜各层的光学厚度均按四分之一波长或半波长的设计原则调控。

7、优选地，用所述滤光片利用光的干涉效应实现可见光高透射、近红外光高反射的特性。

8、优选地，所述滤光片在400-750 nm的可见光波段具有高透过率，在780-1100nm的近红外波段具有高阻隔性。

9、优选地，所述内增透层为sio2层，其光学厚度为90-120nm。

10、优选地，所述干涉单元介质层包括交替堆叠设置的tio2高折射率层与sio2低折射率层，所述tio2高折射率层的光学厚度为60-80nm，所述sio2低折射率层的光学厚度为90-120nm。

11、优选地，所述截止斜率调节层为tio2层，其光学厚度为60-80nm或120-140nm。

12、优选地，所述外增透层为mgf2层或sio2层，所述外增透层的光学厚度为100-150nm。

13、优选地，所述镀膜的总层数为30-50层。

14、进一步优选地，所述内增透层、干涉单元介质层、截止斜率调节层、外增透层共同构成总层数为30-50层的镀膜。

15、优选地，所述滤光片的镀膜通过电子束蒸发、离子辅助沉积或磁控溅射工艺，在玻璃基材的两侧表面制备形成。

16、进一步优选地，所述滤光片的制备工艺采用现有技术，如采用专利cn105911625a、专利cn120122257a记载过的电子束蒸发、离子辅助沉积工艺。

17、进一步优选地，所述内增透层为单层sio2膜层，直接沉积于玻璃基材上。

18、进一步优选地，所述干涉单元介质层为由tio2高折射率层与sio2低折射率层交替堆叠形成的多层结构，其物理层数占镀膜总层数的主要部分。

19、进一步优选地，所述截止斜率调节层为单层tio2膜层，位于干涉单元介质层之上。

20、进一步优选地，所述外增透层为单层mgf2膜层或sio2膜层，作为整个镀膜的最外层。

21、优选地，所述led光源集成在pcba（印刷电路板组件）上，所述pcba设置在灯壳内壁上。

22、进一步优选地，所述pcba通过其上的驱动电路元件控制 led光源发光。

23、优选地，所述pmma光导通过设置于其两端的第一安装结构设置在所述灯壳内壁上。

24、优选地，所述pmma光导的两端端面为光滑面，其侧边沿其轴向设置有导光花纹，所述导光花纹用于实现光线的匀化发散。

25、进一步优选地，所述第一安装结构为卡扣与卡槽的配合结构。

26、进一步优选地，所述第一安装结构包括间隔设置在所述pmma 光导上的2个卡槽，以及设置于灯壳内壁且与2个卡槽一一对应的弹性卡扣，所述2个卡槽分别设于pmma 光导两端，所述pmma光导通过卡槽和弹性卡扣的卡合安装在所述灯壳内壁上。

27、优选地，所述滤光片通过第二安装结构设置在所述灯壳内壁上。

28、进一步优选地，所述第二安装结构为卡扣与卡槽的配合结构。

29、进一步优选地，所述第二安装结构包括设置在所述滤光片一侧边缘的2个弹性卡扣，以及设置在所述灯壳内壁且与所述2个弹性卡扣一一对应的2个定位卡槽，所述滤光片通过定位卡槽和弹性卡扣的卡合安装在所述灯壳内壁上。

30、优选地，所述灯壳采用pc/abs（聚碳酸酯（pc）/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（abs））复合材质或pp/gf（聚丙烯/玻璃纤维）复合材质制成，所述复合材料具备适配的结构强度与耐热性。

31、本实用新型提供了一种带滤光片的pmma光导汽车外饰灯，具体结构为：在led光源与pmma光导之间设置具备可见光高透过与红外高截止特性的滤光片。本实用新型首先提供了一种具有特殊膜层设计的滤光片。该滤光片以玻璃为基材，采用电子束蒸发、离子辅助沉积或磁控溅射工艺，在其两侧表面制备共计30至50层的复合镀膜。所述镀膜从内至外依次包括内增透层、干涉单元介质层、截止斜率调节层和外增透层。各层光学厚度依据四分之一波长或半波长原则进行精确调控，从而实现在400-750nm可见光波段的高透过率，以及在780-1100nm近红外波段的高截止性能，最大限度地保留有效可见光并阻隔核心红外热辐射。随后，本实用新型将上述滤光片集成于led光源与pmma光导入射端之间，三者保持同轴对齐。该结构不仅确保可见光高效耦合进入光导，还借助滤光片的红外高截止特性有效阻隔红外线，显著降低因热辐射导致的光导表面温升。结合滤光片的高可见光透过性与pmma材料本身的高透光率，最终使所述汽车外饰灯兼具良好的耐热性、较低的制造成本以及优异的亮度与色度表现。

32、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

33、（1）本实用新型提供一种带滤光片的pmma光导汽车外饰灯，该外饰灯的制造成本低、耐温性能好，同时对可见光高透，不影响外饰灯最终亮度和色度。

34、（2）本实用新型中仍旧采用具有高透光率的pmma光导，为了弥补pmma光导耐温不足的问题，本实用新型采用在pmma光导的入射端与led光源之间安装滤光片，该滤光片通过各膜层的设计，能够实现在400-750nm可见光波段的高透过率，以及在780-1100nm近红外波段的高截止性能。本实用新型基于该滤光片的近红外高截止性能，能够显著降低因led长时间热辐射导致的光导表面温升，同时基于其可见光高透过性能并协同pmma光导本身的高透光率，能够最大化保留有效可见光，避免了现有技术中改用pc光导导致的光效下降问题，使外饰灯兼具优异的耐热稳定性与良好的亮度、色度表现。

35、（3）本实用新型复用透光性能优异的pmma光导，相较于现有技术中依赖的进口特殊牌号pc光导，原料采购成本大幅降低，无需额外增加结构改造成本，显著控制了外饰灯的整体制造成本，解决了现有技术耐温需求与成本控制的对立困境。

36、（4）相较于pc光导，本实用新型采用的pmma光导在相同长度的导光路径下，不易发生黄变老化现象，能长期保持稳定的透光性能，既避免了因材料黄变导致的光效衰减和外观一致性变差，又进一步延长了外饰灯的有效使用寿命，提升了产品可靠性。