專利名稱：用于顯示三維對(duì)象的發(fā)光顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于顯示三維對(duì)象的發(fā)光顯示裝置，所述發(fā)光顯示裝置包括包含所述對(duì)象的顯示元件，當(dāng)輸入光時(shí)在所述顯示元件中信息是可見(jiàn)的。
背景技術(shù)：
發(fā)光顯示裝置應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，即在應(yīng)該顯示信息的一切領(lǐng)域中。該信息可以為完全不同的類型，可以是文本信息、圖標(biāo)或類似物。發(fā)光顯示裝置可以為純粹的信息顯示裝置，即其只用于顯示信息，然而其也可以是組合的部件，其中為發(fā)光顯示裝置分配了額外的功能或額外的、例如形式為開(kāi)關(guān)單元的組成元件，例如通過(guò)觸碰可以操作該開(kāi)關(guān)單元。也可通過(guò)發(fā)光顯示裝置顯示特定的信息，然后可以通過(guò)分配給發(fā)光顯示裝置的或其所屬的開(kāi)關(guān)單元選擇與所述信息相配屬的功能。這種尤其形式為開(kāi)關(guān)的組合的部件例如用于機(jī)器或 機(jī)動(dòng)車中，其中除了信息顯示外同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了選擇特定的與所述信息相配屬的功能或運(yùn)行元件的可能性。僅示例性地提到了機(jī)動(dòng)車領(lǐng)域，其中例如在儀表盤上可以設(shè)置一系列發(fā)光顯示裝置，分別為這些發(fā)光顯示裝置分配了開(kāi)關(guān)單元。例如，發(fā)光顯示裝置表現(xiàn)出外部照明的三種不同的功能狀態(tài)，例如通過(guò)第一發(fā)光顯示裝置表現(xiàn)出停車燈、通過(guò)第二發(fā)光顯示裝置表現(xiàn)出近光燈以及通過(guò)第三發(fā)光顯示裝置表現(xiàn)出遠(yuǎn)光燈。目前可以由駕駛員通過(guò)觸碰包括切換功能的發(fā)光顯示裝置來(lái)選擇每種單獨(dú)的工作模式。這種列舉僅是示例性的且絕不是限制性的。發(fā)光顯示裝置，尤其是這種具有配屬的切換功能的，例如像使用在機(jī)動(dòng)車中的發(fā)光顯示裝置通常由合成材料部件制成，在該合成材料部件上例如通過(guò)使用相應(yīng)的透明的合成材料在光技術(shù)方面透明地形成一標(biāo)記，借助于內(nèi)置的光源從后部照亮該標(biāo)記，因此當(dāng)光源開(kāi)著時(shí)，可以看到該標(biāo)記。然而也已知了，設(shè)計(jì)用于顯示三維對(duì)象的發(fā)光顯示裝置，所述對(duì)象展現(xiàn)了應(yīng)被可視化的信息。當(dāng)通過(guò)光源把光輸入包含該對(duì)象的顯示元件中時(shí)，該對(duì)象是可見(jiàn)的，則該對(duì)象近似“漂浮”在顯示元件中并作為三維信息是可見(jiàn)的。這種實(shí)現(xiàn)了所述三維對(duì)象信息顯示的顯示元件由完全透光的玻璃體形成，該玻璃體在內(nèi)部借助于激光有針對(duì)性地被“損傷”，因此即有針對(duì)性地局部改變了玻璃結(jié)構(gòu)。這種改變?cè)谡麄€(gè)形成該對(duì)象的區(qū)域中進(jìn)行，這借助于激光通過(guò)相應(yīng)的控制裝置實(shí)現(xiàn)。通過(guò)這種有針對(duì)性地改變玻璃結(jié)構(gòu)使得局部在“未損傷”的玻璃和“損傷”的玻璃之間的邊界面的區(qū)域中發(fā)生反射特性的變化。所述玻璃整體，亦即顯示元件本身，在未被照明的狀態(tài)下保持透光，也就是說(shuō)，“損傷”的區(qū)域，即三維信息對(duì)象本身，在沒(méi)有光輸入的情況下是不可見(jiàn)的。只有當(dāng)輸入光時(shí)，對(duì)象信息才可見(jiàn)，因?yàn)橛捎诮Y(jié)構(gòu)改變輸入的光在邊界面上被折射或反射，因此三維對(duì)象可見(jiàn)，其近似“漂浮”在顯示元件內(nèi)部。在由玻璃形成的顯示元件中，借助于激光能夠在顯示元件內(nèi)部形成對(duì)象，即局部改變玻璃結(jié)構(gòu)，因?yàn)楸M管輸入了激射光的能量，導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)改變，但沒(méi)有導(dǎo)致整個(gè)顯示元件的基本的透明度或透光度的變化。然而在多個(gè)其中能使用提到的類型的發(fā)光顯示裝置的技術(shù)領(lǐng)域中，例如尤其在機(jī)動(dòng)車中，玻璃部件是不符合期望的，因此對(duì)相應(yīng)的使用不予考慮。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明基于這樣的問(wèn)題，即給出一種發(fā)光顯示裝置，其在已有的用于顯示三維對(duì)象的可能性的情況下，還可以寬頻(breitbandig)地使用。為了解決該問(wèn)題，對(duì)前述類型的發(fā)光顯示裝置來(lái)說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)成，三維對(duì)象由至少部分地反射光的第一合成材料組成，且部分或完全地被不反射光的第二合成材料包圍。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光顯示裝置的特點(diǎn)在于一顯示元件，其完全由合成材料組成。使 用了兩種在其反射特性上有所區(qū)別的合成材料。具有至少部分地反射光的特性的第一合成 材料形成了三維對(duì)象。該三維對(duì)象也可以是多部分式的，且根據(jù)本發(fā)明部分或完全地被第二合成材料包圍，該第二合成材料不反射光或僅在可忽略地程度上反射光，其中完美無(wú)氣隙地得到了對(duì)分界面部分或完全的包圍。在部分地包圍的情況下，例如對(duì)象可以在一側(cè)被第二合成材料平面地覆蓋，或者也在多個(gè)側(cè)面上(被覆蓋)。在完全包埋的情況下，所述對(duì)象完全無(wú)氣隙地包圍在第二合成材料中。在第一合成材料的反射特性允許的情況下其盡可能地透明，而第二合成材料完全透光，也就是說(shuō)，在沒(méi)有單獨(dú)的、專門的光輸入的情況下，第一合成材料，進(jìn)而三維對(duì)象也同樣在顯示元件中不可見(jiàn)或幾乎不可見(jiàn)。只有在通過(guò)外部光源輸入光的情況下所述對(duì)象才可見(jiàn)，因?yàn)榈谝缓铣刹牧?，即三維對(duì)象本身反射了入射的且穿過(guò)第二合成材料的光。所述對(duì)象被當(dāng)作在顯示元件中“漂浮”地可見(jiàn)，而且不論是當(dāng)部分的還是完全的包圍的情況下。在沒(méi)有針對(duì)性的光輸入時(shí)，即在環(huán)境光的情況下，顯示元件近似完全透光。特別有利地，根據(jù)本發(fā)明使用兩種具有不同的反射特性卻又完全或最大程度地透明的合成材料實(shí)現(xiàn)了由合成材料制造顯示元件進(jìn)而制造發(fā)光顯示裝置。對(duì)合成材料體來(lái)說(shuō)，不可能像在玻璃體中借助于激光形成對(duì)象那樣在合成材料中借助于激光形成對(duì)象，因?yàn)樵诤铣刹牧象w中由于引入的激射光能量在“損傷處”發(fā)生合成材料的熔合或熔化，并由此導(dǎo)致合成材料的變色以及透明度或透光度的損失。對(duì)象同樣是可見(jiàn)的。然而，如果使用兩種單獨(dú)的合成材料，其中所述一種形成對(duì)象的合成材料部分地或完全包圍在另一種合成材料中且具有與包圍其的第二合成材料不同的反射特性，那么不需在一定程度上“引起”損傷或折射率改變，因此能夠由合成材料形成顯示元件。這也實(shí)現(xiàn)了，把發(fā)光顯示裝置用在那些玻璃元件不能使用的區(qū)域中，例如在機(jī)動(dòng)車的區(qū)域中。兩種合成材料具有相同的折射率，然而其反射特性有所區(qū)別。第一和第二合成材料必須盡可能地透光，這對(duì)于第二合成材料來(lái)說(shuō)容易實(shí)現(xiàn)，然而對(duì)于第一合成材料來(lái)說(shuō)，取決于第一合成材料的反射特性是如何產(chǎn)生的。然而原則上存在使用各種合成材料，即不同的合成材料類型的可能性，只要這些材料完全或盡可能地透光。但與此相對(duì)地,本發(fā)明的一個(gè)有利的改進(jìn)方案設(shè)計(jì)了，兩種合成材料由相同基材形成，然而對(duì)一種(一個(gè))基材進(jìn)行摻雜以產(chǎn)生其反射特性?；牡倪@種摻雜例如可以通過(guò)添加形式為盡可能均勻分布的納米粒子的摻雜材料進(jìn)行，所述摻雜材料有針對(duì)性地“污染”本來(lái)就透光的基材，從而與未經(jīng)摻雜的基材相比，經(jīng)摻雜的基材在材料本身中具有一定程度的反射能力。優(yōu)選摻雜形成對(duì)象的基材。經(jīng)摻雜的材料的透明度取決于摻雜程度，即取決于基材的整個(gè)基體中的納米粒子的份額。為了使對(duì)象本身在沒(méi)有專門的光輸入的情況下不可見(jiàn)或幾乎不可見(jiàn)且在有針對(duì)性地光輸入時(shí)由于納米粒子的反射才顯著可見(jiàn)，納米粒子份額應(yīng)盡可能地小。然而同時(shí)，粒子份額又要大到使得在有針對(duì)性的光入射時(shí)，對(duì)象被照得足夠明亮，并可容易地看到。例如PMMA可用作基材，即完全透明的合成材料。例如，Evonik R6hm有限公司的PMMA “Plexiglas farblos”可用作未經(jīng)摻雜的PMMA,其例如形成第二基材，而同樣來(lái)自Evonik Riihm有限公司的PMMA “Plexiglas⑧EndLighten T”可用作經(jīng)慘雜的PMMA形成所述對(duì)象。在該經(jīng)摻雜的PMMA中埋入了無(wú)色、散射光的粒子，與在未經(jīng)摻雜的PMMA中不同，這些粒子通過(guò)全反射完全傳導(dǎo)所述光、散射或反射光，并進(jìn)而在輸入光時(shí)導(dǎo)致對(duì)象的可見(jiàn)性。除了使用PMMA作為基材外，也可以設(shè)想使用PC作為基材，其中在此同樣為所述一種基材被摻雜而所述另一種基材未被摻雜。
對(duì)于期望顯示彩色信息的情況，存在對(duì)合成材料染色的可能性，然而同時(shí)保持其透明度。也就是說(shuō)，在合成材料中混合相應(yīng)的粒子，所述粒子例如可以使合成材料看起來(lái)為黃色或略呈紅色。然而，和前述相同，合成材料是透光的?？蛇x地或附加地，為了顯示彩色信息可以設(shè)置至少一個(gè)有色光源，例如彩色的LED，所述光源輸入光，從而也實(shí)現(xiàn)了彩色的信息顯示。在這種情況下，可以設(shè)置至少兩個(gè)光源，其中一個(gè)發(fā)射白光，另一個(gè)發(fā)射彩色光，從而既實(shí)現(xiàn)白光顯示也實(shí)現(xiàn)彩色光顯示，這根據(jù)哪個(gè)光源在工作而定。然而，當(dāng)然也可以設(shè)置一個(gè)發(fā)射白光的光源和多個(gè)發(fā)射不同的彩色光的光源或輸入這些光源的光。例如除了白色LED外，還可以配置發(fā)射藍(lán)光、紅光和綠光的LED，從而實(shí)現(xiàn)不同的顏色顯示，必要時(shí)還有混合色。有利地，顯示元件本身為方形體形塊，其中所述光在至少一側(cè)上，尤其在兩個(gè)彼此相對(duì)的側(cè)上被輸入。例如可由光源直接輸入所述光，也就是說(shuō)，光源直接與所述面相鄰地布置。然而也可以例如通過(guò)光導(dǎo)體把光引導(dǎo)至輸入面上，其中光導(dǎo)體必要時(shí)直接布置在輸入面上。然而，本發(fā)明不局限于方形體形式的顯示元件，而是顯示元件可以成任意形狀，只要其具有根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)。光輸入面不必平坦，而可以是任意自由形狀面，只要可以實(shí)現(xiàn)光輸入。此外，發(fā)光設(shè)備還可以具有用于檢測(cè)對(duì)顯示元件的接近或觸碰以及引起/觸發(fā)所屬的切換功能的設(shè)備。也就是說(shuō)，顯示元件配備了相應(yīng)的傳感設(shè)備，或例如與后接的按鈕連接，當(dāng)按壓顯示元件時(shí)以及類似情況時(shí)，該按鈕被操作。


由下面描述的實(shí)施例以及根據(jù)附圖得到本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、特征和細(xì)節(jié)。附圖示出圖I示出根據(jù)本發(fā)明的第一發(fā)光顯示裝置的原理圖；圖2示出在沒(méi)有光輸入時(shí)，圖I中的發(fā)光顯示裝置的顯示元件的放大的原理圖，以及圖3示出在輸入光時(shí)圖2中的顯示元件。
具體實(shí)施例方式圖I示出根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光顯示裝置I，所述發(fā)光顯示裝置I適合用于顯示三維對(duì)象。該發(fā)光顯示裝置I連同發(fā)光設(shè)備包括由合成材料制成的顯示元件2，在示出的例子中(參見(jiàn)圖2和3)，所述顯示元件2為簡(jiǎn)單的方形體塊。除了塊形，具有任意幾何形狀和自由型面的其它形式也是可以的。三維對(duì)象3被容納在顯示元件2的一在示出的例子中各面完全被包圍的一內(nèi)部，在缺乏有針對(duì)性的光輸入時(shí)，該三維對(duì)象3是不可見(jiàn)的，因此在圖I中僅以虛線示出該三維對(duì)象。該對(duì)象3由完全被第二合成材料包圍的第一合成材料制成，對(duì)此隨后仍將詳細(xì)探討。在示出的例子中，為顯示元件2分配了兩個(gè)光源4、5，它們通過(guò)各自的光導(dǎo)體6、7在光技術(shù)方面與顯示元件2連接，因此由光源4、5，例如LED，發(fā)射的光可以通過(guò)光導(dǎo)體6、7被引導(dǎo)至顯示元件2，并在那里輸入至端面上。在光輸入時(shí)，該三維對(duì)象3可見(jiàn)，對(duì)此隨后仍將涉及。例如，光源4、5兩個(gè)可以都發(fā)射白光，然而也可以是光源4發(fā)射白光而光源5發(fā)射有色光，例如紅光，自然也可以設(shè)置多個(gè)這種光源，以一方面增加輸入的光量，另一方面還借助于不同的彩色LED顯示多種顏色。通過(guò)控制設(shè)備8進(jìn)行對(duì)光源4、5的控制，在示出的例子中，控制設(shè)備8布置在例如為機(jī)動(dòng)車的或共同的機(jī)器控制裝置的一部分的中央總線9處，其中這當(dāng)然純粹是可選的。在示出的根據(jù)圖I的實(shí)施例中，發(fā)光顯示裝置還具有所屬的開(kāi)關(guān)設(shè)備10，也就是說(shuō)，發(fā)光設(shè)備I或顯示元件2配備了開(kāi)關(guān)功能。該開(kāi)關(guān)設(shè)備10用于檢測(cè)一例如借助于機(jī)動(dòng)車駕駛員的手指一對(duì)顯示元件2的接近或觸碰或運(yùn)動(dòng)。如果檢測(cè)到這種接近/觸碰/運(yùn)動(dòng)，那么向控制設(shè)備8發(fā)送相應(yīng)的信號(hào)，然后控制設(shè)備8啟動(dòng)對(duì)所屬的切換功能的控制，例如接通近光-或遠(yuǎn)光燈或機(jī)動(dòng)車中的類似部件。因此，開(kāi)關(guān)設(shè)備10可以具有完全不同的性質(zhì)，只要它能夠檢測(cè)到操作者的接通愿望，在此，操作者以任意方式操作顯示元件2。在放大的原理圖中，圖2示出圖I中的顯示元件2。像所述的那樣，顯示元件為方形體形的合成材料體。三維對(duì)象3位于該合成材料體內(nèi)部，在此該三維對(duì)象3為多部分式且作為圖標(biāo)以其整體反映了近光燈-顯示。該三維對(duì)象由盡可能透光或透明的第一合成材料形成，所述合成材料具有通過(guò)摻雜納米粒子而獲得的反射能力或光散射能力。為此優(yōu)選使用PMMA的基材，通過(guò)添加合適的光散射粒子對(duì)該基材進(jìn)行摻雜。然而在未輸入光的情況下，對(duì)象3近似或完全透光，而本身在顯示元件2內(nèi)部不可見(jiàn)。由經(jīng)摻雜的PMMA-基材形成的對(duì)象3被第二合成材料12完全無(wú)氣隙地容納或包圍。該第二合成材料12由相同的基材一因此即同樣由PMMA—形成以及因此完全透光或透明。然而，該P(yáng)MMA-基材未經(jīng)摻雜，即不具有相應(yīng)的改變光散射特性的、形式為納米粒子或類似物的摻合物。由于由經(jīng)摻雜的PMMA-基材形成的第一合成材料11組成的對(duì) 象3和由未經(jīng)摻雜的PMMA-基材形成的第二合成材料12在沒(méi)有單獨(dú)的光輸入的情況下都是透明的，所以顯示元件2是透光的，因此在沒(méi)有針對(duì)性的光輸入的情況下對(duì)象是不可見(jiàn)的或幾乎不可見(jiàn)的。圖3示出圖2中的顯示元件2,這時(shí)通過(guò)光源4、5，光被通過(guò)端面13、14輸入顯示元件2。由于與不散射光的合成材料12相比，合成材料11的不同的光散射特性，輸入的光在對(duì)象3上被散射，因此也被反射。這導(dǎo)致了對(duì)象3本身在顯示元件2內(nèi)部，即合成材料塊的內(nèi)部可見(jiàn)，在視覺(jué)上對(duì)象3 “漂浮”在方形體形的顯示元件2中。由于合成材料12的已有的透光性或透明性，所以操作者可以最準(zhǔn)確地看到發(fā)光的對(duì)象3，并準(zhǔn)確地獲知其信息內(nèi)容，且在需要時(shí)啟動(dòng)所屬的切換功能(如果提供了這種功能)。然而這種如在圖I中示出的切換功能純粹是可選的，且不必為設(shè)定的，更確切地說(shuō)，發(fā)光顯示裝置也可以僅用作對(duì)象顯示以及進(jìn)而用于信息描述/再現(xiàn)。如果輸入了彩色光，那么相應(yīng)地對(duì)象3發(fā)出彩色光。除了輸入彩色光，原則上還可以利用相同的彩色摻雜材料對(duì)兩種合成材料11、12進(jìn)行染色，然而仍保持它們的透明性或透光性，因此最后僅出現(xiàn)彩色的合成材料-顯示元件2。在輸入白光時(shí)，對(duì)象3又發(fā)出彩色光。 除了完全的包圍外，僅部分地包圍對(duì)象也是可以的。
權(quán)利要求
1.用于顯示三維對(duì)象的發(fā)光顯示裝置，所述發(fā)光顯示裝置包括包含所述對(duì)象的顯示元件，當(dāng)輸入光時(shí)，在所述顯示元件中能看到信息，其特征在于，所述三維對(duì)象(3)由至少部分地反射所述光的第一合成材料(11)制成，且部分或完全由不反射所述光的第二合成材料(12)包圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光顯示裝置，其特征在于，兩種合成材料(11、12)由相同基材組成，然而對(duì)其中一基材進(jìn)行摻雜以產(chǎn)生反射能力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光顯示裝置，其特征在于，對(duì)形成所述對(duì)象(3)的所述基材進(jìn)行摻雜。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的發(fā)光顯示裝置，其特征在于，使用PMMA或PC作為基材。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的發(fā)光顯示裝置，其特征在于，對(duì)所述合成材料染色。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的發(fā)光顯示裝置，其特征在于，設(shè)有至少一個(gè)有色的光源(4、5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光顯示裝置，其特征在于，設(shè)有至少兩個(gè)光源(4、5)，其中一個(gè)發(fā)射白光，而另一個(gè)發(fā)射有色光。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的發(fā)光顯示裝置，其特征在于，所述顯示元件(2)為方形體塊，其中所述光在至少一側(cè)上、尤其在兩個(gè)彼此相對(duì)的側(cè)面(13、14)上被輸入。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的發(fā)光顯示裝置，其特征在于，設(shè)有設(shè)備(10)，用于檢測(cè)對(duì)所述顯示元件(2)的接近或觸碰并用于觸發(fā)配屬的切換功能。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于顯示三維對(duì)象的發(fā)光顯示裝置，所述發(fā)光顯示裝置包括包含所述對(duì)象的顯示元件，當(dāng)輸入光時(shí)，在所述顯示元件中可以看到信息，其中所述顯示元件是透明的，其中所述三維對(duì)象(3)由具有第一折射率的第一合成材料(11)制成，且部分或完全由具有第二折射率的第二合成材料(12)包圍。
文檔編號(hào)G09F13/00GK102737559SQ20121009778
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月6日
發(fā)明者S·貝爾利茨, T·施瓦布 申請(qǐng)人:奧迪股份公司