操作元件和用于制造操作元件的方法与流程

背景技术：

1、由于led技术日益小型化，实现显示和操作元件存在多种可能性。对此，已知的形式使用基于μ-led的显示器。在这种情况下，将特征在于处于几微米到100微米范围内的非常小的边缘长度的光电子器件称作为μ-led。除了制造这种显示器的耗费外，由于需要主动操控装置(tft背板和操控电子装置)所述显示器通常非常昂贵。此外，它们通常以矩形形状构成，进而在其应用可能性方面受到限制。

2、因此，需要创建一种操作元件，所述操作元件创建大量不同的应用可能性并且仍相对于常规技术能够更便宜地制造。

技术实现思路

1、独立权利要求的主题满足了这种需要。改进方案和设计方案是从属权利要求的主题。

2、发明人已经认识到：尽管显示和操作元件用在许多领域中，但是它们通常设计得简单且直观。通过简单地按压按钮，能够接通或切断所述元件相应的功能，其中同时光元件提供关于相应状态的视觉指示。此外，这种操作元件的应用可以在汽车领域中找到，其中交通工具功能(例如吗，内部照明等)以简单的方式通过按压按键来接通或断开。照明调节器也属于此，借助所述照明调节器可以进行调节，所述调节又通过光信号进行识别。一个示例是智能家居领域又或是汽车领域中的调光器。其他这种操作元件可以在自动化和工业技术、飞机制造以及家用电器中找到。

3、由于在显示器中每个图像点都“配备”有μled，因此在简单的显示元件中大部分led芯片不运行。然而，仍应保证应用侧所需的显示符号的均匀照明，其中led的数量尽可能少。此外，会需要：例如在汽车领域或飞机制造中，根据本发明的显示和操作元件的集成保持至少部分或大部分透明。

4、为了满足各种要求，发明人提出在柔性层堆叠内使用光电子器件，其中使用不同的符号结构来显示和生成显示元件。所述符号结构例如可以在柔性层堆叠内包含结构化的荫罩或结构化的扩散器层。因此，通过进一步集成透明电容式或电阻式触觉传感器(触摸传感器)来产生操作元件，在所述操作元件中不仅减少了所使用的光电子元件，而且还显著简化了操控。

5、在根据所提出的原理的一个实施方案中，操作元件包括载体元件和发光膜，在所述发光膜中或在所述发光膜上布置有至少两个光电子器件以及与所述至少两个光电子器件连接的接触线。在运行中，至少两个光电子器件沿第一主放射方向产生光。扩散器层相对于第一主放射方向布置在至少两个光电子器件的下游。在下文中，相对于第一主放射方向“布置在下游”意味着：当沿主放射方向移动时，一个元件跟随另一元件。由器件沿主放射方向输出的光首先射到另一元件上。

6、此外，设有符号元件，所述符号元件相对于第一主放射方向不布置在扩散器层前。换言之，符号元件因此或者相对于第一主放射方向布置在扩散器层的下游或者构成在扩散器层本身中。符号元件被构成为在至少两个光电子器件运行中并且在扩散器层的俯视图中沿第一主放射方向或相反于第一主放射方向成像至少一个符号。在本文中，结构化符号元件应理解为为用户显示一个或多个符号的元件。结构化符号元件可以包括一个或多个字母，其中每个字母形成结构化符号元件的符号。结构化符号元件还可以包括一个或多个字符、象形图或图标或它们与字母的组合。

7、最后，根据所提出的原理，操作元件包括触敏传感器，所述触敏传感器被构成为检测沿第一主放射方向或相反于第一主放射方向施加的触摸或施加的压力并由此产生电信号。为了实现操作元件且特别是结构化符号元件的所需的均匀照明，扩散器层与至少两个光电子器件之间的距离取决于至少两个光电子器件之间的距离。

8、利用所提出的操作元件创建一种灵活的解决方案，所述解决方案同样适合大量应用。在此，减少光电子器件的数量并限制于均匀照明所需的程度，并且显着简化操控。为此，在一些方面，光电子器件可以以矩阵形式布置，或者也可以遵循符号元件的形状，即光电子器件在俯视图中示出彼此之间的类似于要照明的符号的布置。操作元件以柔性结构形成，这允许：如果需要，就以简单的方式将所述操作元件集成到已经存在的载体面中。

9、在一些方面中，结构化符号元件由相对于第一主放射方向布置在扩散器层上的荫罩形成。这实现：通过适配荫罩以非常简单的方式创建各种操作元件。在一些方面中，与之相关地，扩散器层与至少两个光电子器件之间的距离也可以大于至少两个光电子器件之间的距离的一半。通过光电子器件与扩散器层之间的距离和两个相邻的光电子器件之间的距离(像素间距)之间的这种相关性，可以调节照明的均匀性。通过所说明的相关性，在光锥中产生叠加，从而改善照明。

10、在另一个方面中，结构化符号元件由扩散器层形成，包括但不限于通过扩散器层中的结构化来形成，特别是通过扩散器层中的扩散体颗粒的形成结构化的空间分布形成。与前一示例类似，在此也可以提出：扩散器层和与至少一个符号相关联的两个相邻布置的光电子器件之间的距离小于两个相邻的光电子器件之间的距离的一半。换言之，选择像素间距或到扩散器层的距离，以便创建足够大的叠加进而均匀地照明相关联的符号。

11、相反，一个符号可以包含多个应彼此间隔开的子符号。因此需要：可以良好地分辨子符号。在扩散器层中存在的结构化符号元件的情况下，分辨率通过两个相邻的光电子器件之间的距离得出，所述光电子器件中的一个与一子符号相关联并且另一个与另一子符号相关联。在一些方面中，因此，扩散器层和与不同的符号或子符号相关联的两个相邻布置的光电子器件之间的距离小于两个相邻的光电子器件之间的距离的一半。

12、在一些方面中，光电子器件与扩散器层之间的所需的距离通过将发光膜与扩散器层连接的粘合层创建。所述粘合层的厚度基本上对应于扩散器层与至少两个光电子器件之间所需的距离。

13、为了改善照明特性，在一些方面中，将反射或吸收元件施加在背离第一主放射方向的一侧上。这尤其可以是设置在载体元件或发光膜上的吸收颜色层。吸收颜色层防止放射的光的波导，所述波导在与空气的边界面处全反射并又偏转回操作元件中。在一个替代的设计方案中，在背离第一主放射方向的一侧上那里的元件还可以构成有吸收颗粒，以便防止反射光的波导。所述吸收颗粒可以设置在载体元件中、载体元件与发光膜之间的粘合层中或也可以设置在发光膜本身中。

14、在一些方面中，扩散器层可以具有电致变色层。由此可以附加地使符号变暗或调节进一步的颜色细微差别。除了上述层之外，可以设有附加层，所述附加层实施操作元件的另外的功能。因此，在一些方面中，可以在载体元件与发光膜之间布置粘合层。粘合层可以是热胶，所述热胶的厚度只有几个10μm。此外，操作元件可以包括覆盖膜层，所述覆盖膜层相对于第一主放射方向布置在扩散器层的下游。覆盖膜层用作为扩散器层的保护并且也还可以使折射率适配于其他介质，以减少全反射。

15、最后，在一些方面中，操作元件可以具有可选部分透明的颜色层，所述颜色层相对于第一主放射方向布置在扩散器层的下游。颜色层可以可选地进行结构化并且特别地与结构化符号元件类似地进行结构化。通过附加的颜色层改善了符号的印象。此外，还可以产生为用户提供附加信息的另外的颜色印象。

16、在一些方面中，可以设有将由光电子器件产生的第一波长光转换成第二波长光的转换层。在一些方面中，所述层布置在扩散器层的下游，即放射的光首先通过扩散器层均匀化，然后转换成第二波长。在一些其他的方面中，操作元件的扩散器层包括用于将第一波长的入射光转换为第二波长的光的转换颗粒。

17、在一些另外的方面中，会期望的是：进一步操纵由光电子器件输出的光。为此，在一些方面中，可以设有滤色器，所述滤色器相对于主放射方向布置在扩散器层的下游，其中滤色器特别是未结构化的。例如，借助滤色器，可以缩窄较宽的发射光谱，使得可以从多种可能的颜色中选择特定的颜色。在一些方面中可以调节滤色器。

18、除了用于操纵输出的光的元件之外，一些实施方案涉及操作元件，其中至少两个光电子器件被构成为产生不同波长的光。为此，使用产生不同颜色的器件，使得不仅可以产生混合颜色，而且操作元件可以根据操控以不同的颜色发光，例如红色或绿色。与此相关，可以在发光膜上或发光膜中将不同颜色的器件彼此靠紧地布置，使得如上面提到的那样确保对均匀性和分辨率的要求。也可以将多个具有不同颜色器件的发光膜彼此上下布置，以便产生期望的效果。

19、为了改善稳定性，在一些设计方案中，操作元件包括玻璃层作为载体元件。替代地，载体元件还可以具有施加在玻璃层上的载体膜。在此，将任何刚性的透明层理解为玻璃层。但是，所述玻璃层可以包括sio2，但也还可以包括固体且透明的塑料，例如有机玻璃等。

20、在一些设计方案中，设有载体元件，所述载体元件的厚度处于几10μm到大约200μm的范围内。这种载体层，可能也借助sio2或其他玻璃或透明塑料构成的载体层设计为柔性的和可弯曲的。在一些方面中，设有这种薄的玻璃层，所述玻璃层的厚度为50μm至200μm，但仍然具有厚玻璃的阻挡效果。

21、其他一些考虑因素涉及触敏传感器的设计方案和位置。在一些方面中，触敏传感器布置在发光膜与扩散器层之间。替代地，触敏传感器还可以相对于第一主放射方向布置在扩散器层后。在另一替代的设计方案中，触敏传感器布置在载体元件与发光膜之间。触敏传感器可以是电容式或电阻式传感器。在一些方面中，该延展部分可以对应于结构化符号元件的至少一个延展部分。因此，可行的是：传感器的延展部分可以对应于操作元件的尺寸，但传感器也可以更小。

22、其他一些方面涉及光电子器件。因此，至少两个光电子器件可以被构成为分别在相同侧上具有两个接触盘的水平发光二极管。接触盘与接触线的端子连接。这是有利的，因为以这种方式，放射侧没有接触盘或其他遮光部。光的放射必要时远离发光膜进行，在所述发光膜上布置该器件。然而，也可以考虑其他的解决方案，其中器件通过发光膜发光，因此所述器件会布置在发光膜的“下侧”上。替代地，至少两个光电子器件也可以被构成为垂直发光二极管，其中分别将接触线中的一个沿光电子器件的绝缘侧引导到接触盘上，所述接触盘位于光电子器件的光出射侧上。在另一个方面中，两个光电子器件在主放射方向上由透明材料包围。该材料可以是空气或其他的气体，在这种情况下，光电子器件因此被嵌入空腔中。与扩散器层的材料或覆盖透明材料的粘合层相比，包围的材料具有更低的折射率。由此改善了放射特性。在适当选择材料的情况下，还可以进行光成形或光引导，使得由光电子器件沿第一主放射方向输出的光被引导到符号结构上。

23、另一个方面涉及如下可能性，即操作元件被设计成使得其在多个方向上发光并且还可以可选地被操作。这种元件例如可以用于玻璃片、玻璃门等。在一些方面中，操作元件因此包括第二主放射方向，所述第二主放射方向基本上相反于第一主放射方向定向。此外，操作元件具有第二扩散器层，所述第二扩散器层相对于第二主放射方向布置在至少两个光电子部件的下游。换言之，在针对所述方面提出的操作元件中，两个光电子器件布置在两个扩散器层之间。此外，操作元件包括相对于第二主放射方向不布置在第二扩散器层前的第二结构化符号元件，所述第二结构化符号元件被构成为在至少两个光电子器件运行中并且在第二扩散器层的俯视图中沿主放射方向成像至少一个符号。

24、所述方面创建在两侧发光的且可操作的操作元件。在此，会适宜的是：至少两个光电子器件可能布置在发光膜的不同侧上。由此，如果发光膜反射或吸收构成，则两侧可以被分开照明。

25、在另一个方面中，第二结构化符号元件由相对于第二主放射方向布置在第二扩散器层的下游或布置在其上的第二荫罩形成。第二扩散器层与至少两个光电子器件之间的距离大于至少两个光电子器件之间的距离的一半。替代地，第二结构化符号元件也可以由扩散器层形成。在这种实施方案中，因此可行的是：设有不同类型的符号，使得操作元件根据观看方向显示不同的符号。

26、在另一个方面中，操作元件包括第二触敏传感器，所述第二触敏传感器被构成为检测沿第二主放射方向施加的触摸或施加的压力并由此产生电信号。借助第二触敏传感器，可以从两侧操作操作元件。为此，在一些方面中可以提出：第一触敏传感器和/或第二触敏传感器布置在两个载体元件之间并且相对于主放射方向跟随相应的扩散器层布置。第二传感器同样可以是电容传感器，其中为了区分两个传感器中的哪一个应当响应，可以使用信号变化的强度。由此，操作元件可以在两侧使用，并且仍然区分：通过按键或触摸操作元件激活了哪个传感器。

27、另一个方面涉及操作元件的设计方案，以便简化操作，并在必要时向用户提供触觉反馈。在一些方面中，操作元件包括触觉按键元件，所述触觉按键元件相对于第一主放射方向和/或第二主放射方向布置在相应扩散器层的下游。借助触觉按键元件，将引导用户到操作元件上。为此，触觉按键元件可以在其表面上具有曲率。

28、在一些方面中，触觉按键元件施加在载体膜或玻璃层上，所述载体膜或玻璃层相对于第一主放射方向和/或第二主放射方向布置在相应的扩散器层的下游。

29、另一个方面，创建操作元件面板，特别是用于车辆、飞机、或者自动化或工业应用的操作元件面板。操作元件面板包括玻璃元件(特别是玻璃片或面板)以及根据所提出的原理的操作元件。根据本发明，操作元件布置在玻璃元件上，使得玻璃元件形成操作元件的载体元件，或者载体元件与玻璃元件紧密连接。因此，操作元件是玻璃片或玻璃元件的一部分。这实现在玻璃片、玻璃面或通常光滑表面上提供多个操作元件。特别是在玻璃面的情况下，可以在很大程度上保持透明度，由此在改善功能的同时仅产生微小的遮光。

30、另一个方面涉及用于制造操作元件的方法。在这种方法中，提供载体元件以及发光膜。至少两个光电子器件以及与其连接的接触线布置在发光膜中或发光膜上。在运行中，至少两个光电子器件被构成为沿第一主放射方向产生光。根据所提出的原理，发光膜布置在载体元件上。同样地，将扩散器层施加在发光膜上，使得由至少两个光电子器件在运行中沿第一主放射方向输出的光穿过扩散器层放射。将扩散器层与至少两个光电子器件之间的距离调节成，使得所述距离取决于至少两个光电子器件之间的距离。提供结构化符号元件，并且相对于第一主放射方向不布置在扩散器层前。结构化符号元件被构成为在至少两个光电子器件运行中并且在扩散器层的俯视图中沿第一主放射方向成像至少一个符号。

31、最后，根据所提出的原理的方法包括布置触敏传感器，所述触敏传感器被构成为检测沿第一主放射方向或相反于第一主放射方向施加的触摸或施加的压力并由此产生电信号。

32、利用该方法产生操作元件，所述操作元件由于所使用的膜而是柔性的进而可用于多种应用。在一些方面中，扩散器层借助于粘合层施加在发光膜上并固定在所述发光膜处。粘合层的厚度被选择成使得扩散器层和与符号相关联的两个相邻的光电子器件之间的距离大于至少两个光电子器件之间的距离的一半。而扩散器层和与不同的符号相关联的两个相邻布置的光电子器件之间的距离小于两个相邻的光电子器件之间的距离的一半。

33、结构化符号元件可以由相对于第一主放射方向布置在扩散器层上的荫罩形成。替代地，结构化符号元件也可以由扩散器层本身形成。在一些另外的方面中提出：在背离第一主放射方向的一侧上设有反射或吸收元件。这尤其可以是载体元件或发光膜上的吸收颜色层。替代地，载体元件或发光膜也可以在背离第一主放射方向的一侧上构成有吸收颗粒。由此避免了所放射的光在操作元件中的波导或沿边界层朝外部介质的波导。

34、发光膜可以通过粘合层与载体元件连接。同样可行的是：设有用于保护免受损害或适配折射率的覆盖膜层。覆盖膜层相对于主放射方向布置在扩散器层的下游。还可以施加可选部分透明的颜色层，所述颜色层相对于主放射方向布置在扩散器层的下游，其中颜色层可选地进行结构化并且特别地与结构化符号元件类似地进行结构化。通过所有这些措施都可以改善用户的视觉印象。

35、在一些方面中，触敏传感器可以布置在发光膜与扩散器层之间。同样地可行的是：触敏传感器相对于第一主放射方向布置在扩散器层后。在替代的设计方案中，触敏传感器布置在载体元件与发光膜之间。

36、另一个方面是如下可能性，即沿两个相反的方向放射光进而创建一种操作元件，所述操作元件可从两侧可见和进行操作。为此，在该方法中在一些方面中提出：至少两个光电子器件中的一个被构成为沿第二主放射方向输出光，所述第二主放射方向相反于第一主放射方向定向。该方法现在还包括：布置第二扩散器层，所述第二扩散器层相对于第二主放射方向布置至少两个光电子器件的下游。此外，构成有相对于第二主放射方向不布置在第二扩散器层前的第二结构化符号元件。所述第二结构化符号元件用于：在至少两个光电子器件中的至少一个的运行中并且在第二扩散器层的俯视图中沿主放射方向成像至少一个符号。在一些方面中，第二结构化符号元件由相对于第二主放射方向布置在第二扩散器层上的第二荫罩形成。第二扩散器层与至少两个光电子器件之间的距离大于至少两个光电子器件之间的距离的一半。此外，第二结构化符号元件可以由该扩散器层形成，特别是由扩散颗粒的空间不均匀分布形成。

37、为了产生可在两侧使用的操作元件，在一些方面中可布置第二触敏传感器，其被构成为检测沿第二主放射方向施加的触摸或施加的压力并由此产生电信号；

38、第一触敏传感器和/或第二触敏传感器可以布置在两个载体元件之间并且相对于主放射方向跟随相应的扩散器层布置。同样地，触觉按键元件可以被布置成使得其相对于第一主放射方向和/或第二主放射方向布置在相应的扩散器层的下游。