CN115508937A - 选择性显示至少一个代表开关功能和/或多个开关状态的符号的功能显示器和相关制造方法 - Google Patents

选择性显示至少一个代表开关功能和/或多个开关状态的符号的功能显示器和相关制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种功能显示器，具有：由至少一种透明或半透明的第一材料形成的至少一个平面光导体，具有两个彼此相反的主面和至少一个端面，其中一个主面作为显示面面向观察者并且另一个主面背离观察者；至少一个光源布置为由光导体的端面将光源的光入射到光导体中；光导体的至少一个主面借助于被引入到相应主面中多个起折射光和/或散射光作用的微结构而被表面结构化；仅局部施加于主面的表面结构化的区域上的涂层，涂层由透明或半透明的第二材料形成；在光源激活的情况下通过在未涂覆的符号区域中的光折射和/或光散射促使入射到光导体中的光向观察者的方向出射，使通过未涂覆的表面结构化的符号区域产生且照亮的符号对于观察者而言是可见的。

Description

选择性显示至少一个代表开关功能和/或多个开关状态的符 号的功能显示器和相关制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于选择性显示至少一个代表开关功能和/或多个开关状态的符号的功能显示器。
背景技术
这些功能显示器例如在用于多功能操作元件中是必需的，以便将与操作元件相关联的开关功能和/或开关状态可视化。为此通常使用电子像素矩阵显示器。然而它们是相对较贵的，由于其大多数情况下矩形的形状而限制其构型设计和摆放。此外，电子像素矩阵显示器在显示静态显示内容时通常具有“烧屏”现象，也就是说，由于显示器的成像层的可视觉感知的损伤，即使在显示器关闭的情况下，显示内容令人不希望地保持持续可见。此外，此类电子像素矩阵显示器的耗电量相对较高。另外，在某些应用中，由于例如在头部碰撞的情况下的受伤危险，禁止使用常规的电子像素矩阵显示器。作为像素矩阵显示器的替代物已知的是，入射到光导体的端面中的光借助于用作显示面的主面处的表面结构针对性地出射，其中仅仅局部设置设有表面结构的区域并且重现符号等。在此不利的是，出于质量原因，保持可重现地将表面结构化的区域准确摆放在用作显示面的主面上并且形成这个区域的清晰边界对制造过程造成显著的困难，尤其是当要通过表面结构化的区域再现的符号相对较小并且占据小于2cm2的总面积时。
发明内容
在此背景下，本发明的目的是提供一种功能显示器，所述功能显示器增大了设计上的自由空间、可以成本有效地制造、是节能且可靠的和/或尤其在头部撞击的情况下减少受伤风险。这个目的通过权利要求1所述的功能显示器实现。对应地有利的操作元件、包含所述功能显示器的方向盘以及相关的制造方法分别是并列主权利要求的主题。有利的设计方案分别是从属权利要求的主题。要注意的是，在权利要求书中单独详述的特征可以以任意的技术上有意义的方式彼此组合并且展现出本发明的其他设计方案。说明书尤其与附图结合地附加表征并且详细说明本发明。
本发明涉及一种尤其用于机动车辆的用于选择性显示至少一个代表开关功能和/或多个开关状态的符号的功能显示器。选择性显示不仅理解为从多个预先给定的符号中可选择地显示不同符号，这在本发明的解决方案中通过从多个光源中选择性地选出一个或多个光源并且将其通电来实现，而且还理解为开关光源以通过被激活的背光照明在视觉上为观察者选择性地显现符号或者通过关闭背光照明使符号对于观察者而言接近消失。
本发明的功能显示器包括由至少一种透明或半透明的第一材料形成的至少一个平面式光导体，所述光导体具有两个彼此相反的主面和至少一个端面，在按照预期布置所述功能显示器的情况下其中一个主面面向观察者(如车辆驾驶员)且为显示面并且另一个主面背离所述观察者。所述光导体例如具有两个彼此相反的、优选彼此平行延伸的主面，所述主面经由端面例如在所述光导体的窄边处并且在长边处相连，所述端面与所述光导体的主面一起形成共用的边沿。所述端面例如与所述光导体的至少一个主面或这两个主面正交。
至少一种材料例如为由塑料、优选热塑料，如聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，或者玻璃材料。主面例如理解为所述光导体的具有最大面积的那些面。除了以下说明的表面结构化之外，所述主面优选被设计为基本上平坦的。所述光导体可以设有透明或半透明的涂层，如漆层。
根据本发明，功能显示器具有至少一个光源，所述光源被布置为经由所述光导体的端面将所述光源的光入射到所述光导体中。为了改进光入射和/或为了使光源的光辐射特征适配于被确定为用于使光进入到光导体中的端面，优选在所述光导体与所述光源之间布置透镜和/或挡板。挡板例如还被形成为抑制光溢出到除所指配的光导体之外的其他光导体。
在此借助于被引入到相应主面中的多个起光折射和/或光散射作用的微结构对所述光导体的主面之一进行表面结构化。微结构例如理解为在主面上的单一的凸起或者主面中的单一的凹陷。在此，每一个微结构的最大尺寸在1至50μm的范围内、优选在1至25μm的范围内，使得每一个单独的微结构在预期的视距下并且在没有用于人眼的视觉辅助件的情况下是不可辨别的。所述微结构在主面的整个表面结构化的区域上优选被布置为均匀间隔开地分布。微结构例如以棱锥形或棱柱形成形。所述微结构优选被形成为形状相同的，优选不仅一致地成形而且还具有一致的取向。例如只有在每一个微结构都可以通过假想的、仅平动式的偏移而映射到相邻微结构上时，在平坦的主面上才能产生一致的取向。所述微结构更优选地被形成为使其产生由光形成的从所述光导体中离开的经准直的光束，光来自于光源并且先前已经经由所述端面进入到所述光导体中。
根据本发明还设置有仅局部施加于所述主面的表面结构化的区域上的涂层，所述涂层由透明或半透明的第二材料形成，使得所述表面结构化的区域中除了所述主面的至少一个连续的未涂覆的表面结构化的符号区域之外还留有至少一个经涂覆的表面结构化的区域。至少一个经涂覆的表面结构化的区域优选包围未涂覆的表面结构化的符号区域。
在光源激活的情况下通过在未涂覆的表面结构化的符号区域中的光折射和/或光散射促使入射到所述光导体中的光向所述观察者的方向出射，使得通过未涂覆的表面结构化的符号区域产生且照亮的符号对于所述观察者而言变得可见。表面结构化通过光折射和/或光散射促使例如与所涉及的主面的平坦设计相比向所述观察者方向上增强的光出射。例如，通过所述微结构分别实现了使光以不满足全反射条件的角度击中由所述微结构预先设定的界面，使得光在所述微结构的区域中离开所述光导体。所有未涂覆的表面结构化的符号区域的总面积优选小于2cm2。
因为由此所述涂层预先给定未涂覆的表面结构化的符号区域、尤其其边界，也就是说未涂覆的表面结构化的符号区域与经涂覆的表面结构化的区域之间的界面设计、其位置及其尺寸，所以它们仅取决于涂覆方法的选择而不再取决于表面结构化方法的类型和执行方式的选择。由此不仅简化了制造过程，而且通过使用表面涂层作为将所述符号的预定设计付诸实施的措施，改进了在显示所述符号时设计上的自由度。此外，这样创造了如下可能性：能够预先生产用于多个符号的光导体，而无需强制与一个特定符号相关联。功能显示器可以简单且成本低廉地实现并且给设计者带来了很大的设计空间，这还涉及功能显示器的摆放方式。功能显示器表现出几乎不受光辐射影响的老化现象并且是相对节能的。未涂覆的表面结构化的符号区域例如将符号正面作为图像、作为其相反的图示或者作为其轮廓再现。
表面结构化可以通过激光消融而被引入到所述光导体中。表面结构化的区域优选通过压印和/或模制产生。所述微结构例如借助于模具通过真空成形或注塑成形而被引入到所涉及的主面中，其中模具的成形表面转移了待转移到所述光导体上的结构。
所述涂层优选被形成为通过所述涂层填充设置在经涂覆的表面结构化的区域中的微结构。所述涂层优选形成包围所述主面的未涂覆的表面结构化的符号区域的连续表面。
所述表面结构化的区域优选具有以相同形状形成的3维的微结构，所述微结构在所述表面结构化的区域上的平均数量密度在介于每平方毫米500至7000个之间的范围内、优选在介于每平方毫米1000至4000个之间的范围内。已经显示出，这样的数量密度在所述光源开启的状态下生成对于视觉可辨别性而言足够的亮度分布，另一方面在所述光源关闭的状态下这样的数量密度是在视觉上不引人注目的，使得在对于“裸”眼而言的预期视距下所述表面结构化的区域是不可辨别的，尤其不会妨碍在某些情况下可能透过所述功能显示器的视线。
所述第二材料优选为透明固化漆或透明固化粘合剂或透明固化树脂。所述粘合剂优选为热固化粘合剂，将所述粘合剂引入到成形模具中以用第一材料生产所述光导体，其中例如通过选择模具的温度将所述粘合剂的温度例如设定为高于280℃，从而实现所述粘合剂的凝固或固化。凝固例如理解为化学和/或物理地固化所述粘合剂，如增加所述粘合剂的交联度。
所有未涂覆的表面结构化的符号区域在相关光导体的所涉及的主面的整个表面结构化的区域中的面积比例优选小于0.5、优选小于0.3。
为了避免内部反射，第一材料和第二材料的折射率彼此相差不超过0.2、优选0.1。
所述光导体优选分别具有至少一个箔、如多子层的箔层构造。例如通过用第一材料、尤其热塑料对透明箔(如PC箔或PE箔)进行背面注塑来生产光导体。
所述功能显示器优选在所述显示面的未涂覆的表面结构化的符号区域之外的区域中对于所述观察者而言是可透视的，以便为向所述功能显示器后方的区域上的视线露出车辆的道路走向或其他的显示器。
为了尤其在外来光作用时避免不希望的光在光导体中传播，根据一个优选的实施方式，光导体在所述端面中的至少一个端面处、优选在与面向所述光源的端面相反的端面处具有减反射涂层，所述减反射涂层通常还被称为抗反射涂层或补偿层。减反射涂层的任务是，例如通过在涂层中吸收光，相对于未涂覆的端面来减少在经涂覆端面处被反射到光导体中的光的量。例如从为了所述光源的光而设置的光入射区域来看，可以环绕式地施加减反射涂层。这个减反射涂层例如具有在数值上介于空气与光导体的材料之间的光学折射率。
根据一个优选的设计方案，设置有多个光导体，所述光导体被布置为使得所述光导体的所述主面中的至少一个主面分别面向相邻光导体的主面并且所述主面经由气隙或由与所述第一材料和所述第二材料相比光学上更稀薄的材料形成的间隙间隔开，其中未涂覆的符号区域相对彼此被布置为关于所述光导体的叠堆方向侧向地错开、优选不重叠。通过选择性激活光源，可以相对简单地将不同的开光状态或开关功能视觉化。
入射到所述光导体中的光的光颜色优选从光导体到光导体有所不同。
本发明还涉及一种操作元件，所述操作元件具有以先前说明的实施方式之一形成的功能显示器。所述操作元件例如具有支腿，用于将操作元件固定在车辆部件如仪表盘、乘客舱室的衬板或尤其机动车辆的方向盘处。在此，用作显示面的主面形成所述操作元件的被确定为用于接触或致动的操作部件的操作面。所述操作部件例如被形成为至少一个自支撑的杠杆臂。自支撑的杠杆臂例如在一侧上借助于固体铰接件支承在支腿处，以便在垂直于操作面作用的操作力作用下能够使操作部件抵抗复位力相对于支腿围绕假想的枢转轴线枢转。例如还设置有器件，以便检测操作部件与支腿之间的枢转度。一般将构件的如下区域称为固体铰接件：所述区域通过弯曲允许两个刚体区域之间的枢转。通过固体铰接件实现了操作部件在支腿处的无间隙且由此无咔哒噪音的支承。所述支腿和操作部件例如由热塑料形成，如聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。本发明的操作元件尤其适合于如下的设计方案，其中从未致动的休止位置起围绕假想枢转轴线到经致动的最大枢转位置的最大枢转度小于10°、优选小于5°。
本发明还涉及一种方向盘，所述方向盘例如具有方向盘毂、至少一个方向盘辐条以及由所述方向盘辐条承载的方向盘圈。根据本发明的方向盘还具有以先前说明的实施方式之一形成的功能显示器。所述功能显示器优选为紧固在所述方向盘处的操作元件的组成部分。所述操作元件的支腿例如防旋转地固定在方向盘圈处。所述功能显示器的显示面优选被布置在方向盘圈与方向盘毂或方向盘的覆盖方向盘毂的缓冲器之间。
本发明还涉及一种用于制造尤其用于机动车辆的功能显示器的方法，所述功能显示器用于选择性显示至少一个代表开关功能和/或多个开关状态的符号，所述方法具有以下步骤。在生产步骤中，由透明或半透明的第一材料生产至少一个平面式光导体，其中所述光导体具有两个彼此相反的主面和至少一个端面，在按照预期布置所述功能显示器的情况下其中一个主面形成面向观察者的显示面并且另一个主面被布置为背离所述观察者。
同时地或在时间上后续地进行表面结构化，其中借助于被引入到所述主面中的多个起光折射和/或光散射作用的微结构对所述光导体的主面中的至少一个主面进行表面结构化。微结构例如理解为所述主面上的单一的凸起或者所述主面中的凹陷，其最大尺寸在1至50μm的范围内、优选在1至25μm的范围内。
所述微结构在所述主面的表面结构化的区域上优选被布置为均匀间隔开地分布。微结构例如以棱锥形或棱柱形成形。所述微结构优选被形成为形状相同的，优选不仅一致地成形而且还具有一致的取向。例如只有在每一个微结构都可以通过假想的、仅平动式的偏移而映射到相邻微结构上时，在平坦的主面上才能产生一致的取向。所述微结构更优选地被形成为使其产生由光形成的从所述光导体中离开的经准直的光束，光来自于光源并且先前已经通过所述端面进入到所述光导体中。
后续用透明或半透明的第二材料仅局部涂覆所述主面的表面结构化的区域，使得留有所涉及的主面的至少一个连续的未涂覆的表面结构化的符号区域并且产生相关的主面的至少一个经涂覆的表面结构化的区域。
随后紧固至少一个光源，所述光源被布置为经由所述光导体的端面将光入射到所述光导体中，使得在光源激活的情况下通过在所述未涂覆的表面结构化的符号区域中的光折射和/或光散射促使入射到所述光导体中的光向所述观察者的方向出射，并且使得通过所述未涂覆的表面结构化的符号区域产生且照亮的符号对于所述观察者而言是可见的。
因为所述涂层由此预先给定未涂覆的表面结构化的符号区域、尤其其边界，也就是说未涂覆的表面结构化的符号区域与经涂覆的表面结构化的区域之间的界面设计、其位置及其尺寸，所以它们仅取决于涂覆方法的选择而不再取决于表面结构化方法的类型的选择。由此不仅简化了制造过程，而且通过使用表面涂层作为将所述符号的预定设计付诸实施的措施，改进了在显示所述符号时设计上的自由度。此外，这样创造了如下可能性：能够预先生产用于多个符号的未涂覆的光导体，而无需强制与一个特定符号相关联。功能显示器可以简单且成本低廉地实现并且给设计者带来了很大的设计空间，这还涉及功能显示器的摆放方式。功能显示器表现出几乎不受光辐射影响的老化现象并且是相对节能的。未涂覆的表面结构化的符号区域例如将符号正面作为图像、作为其相反的图示或者作为其轮廓再现。
表面结构化可以通过激光消融而被引入到所述光导体中。表面结构化的区域优选通过压印和/或模制产生。所述微结构例如借助于模具通过真空成形或注塑成形而被引入到所涉及的主面中，其中模具的成形表面转移了待转移到所述光导体上的结构。
所述涂层优选被形成为通过所述涂层填充设置在经涂覆的表面结构化的区域中的微结构。所述涂层优选形成包围所述主面的未涂覆的表面结构化的符号区域的连续表面。
所述表面结构化的区域优选具有以相同形状形成的3维的微结构，所述微结构在所述表面结构化的区域上的平均数量密度在介于每平方毫米500至7000个之间的范围内、优选在介于每平方毫米1000至4000个之间的范围内。已经显示出，这样的数量密度在所述光源开启的状态下生成对于视觉可辨别性而言足够的亮度分布，另一方面在所述光源关闭的状态下这样的数量密度是在视觉上不引人注目的，使得在对于“裸”眼而言的预期视距下所述表面结构化的区域是不可辨别的，尤其不会妨碍在某些情况下可能透过所述功能显示器的视线。
所述第二材料优选为透明固化漆或透明固化粘合剂或透明固化树脂。所述粘合剂优选为热固化粘合剂，将所述粘合剂引入到成形模具中以用第一材料生产所述光导体，其中例如通过选择模具的温度将所述粘合剂的温度例如设定为高于280℃，从而实现所述粘合剂的凝固或固化。凝固例如理解为化学和/或物理地固化所述粘合剂，如增加所述粘合剂的交联度。
所有未涂覆的表面结构化的符号区域在相关光导体的相关主面的整个表面结构化的区域中的面积比例优选小于0.5、优选小于0.3。
为了避免内部反射，第一材料和第二材料的折射率彼此相差不超过0.2、优选0.1。
所述光导体优选分别具有至少一个箔、如多子层的箔层构造。例如通过用第一材料、尤其热塑料对透明箔(如PC箔或PE箔)进行背面注塑来生产光导体。
所述功能显示器优选在所述显示面的未涂覆的表面结构化的符号区域之外的区域中对于所述观察者而言是可透视的，以便为向所述功能显示器后方的区域上的视线露出车辆的道路走向或其他的显示器。
根据一个优选的设计方案，设置有多个光导体，所述光导体被布置为使得所述光导体的所述主面中的至少一个主面分别面向相邻光导体的主面并且所述主面经由气隙或由与所述第一材料和所述第二材料相比光学上更稀薄的材料形成的间隙间隔开，其中未涂覆的符号区域相对彼此被布置为关于所述光导体的叠堆方向侧向地错开、优选不重叠。通过选择性激活光源，可以相对简单地将不同的开光状态或开关功能视觉化。
入射到所述光导体中的光的光颜色优选从光导体到光导体有所不同。
为了尤其在外来光作用时避免在光导体中不希望的光传播，根据一个优选的实施方式，光导体在所述端面中的至少一个端面处、优选在与面向所述光源的端面相反的端面处涂覆有减反射涂层，所述减反射涂层通常还被称为抗反射涂层或补偿层。减反射涂层的任务是，例如通过在涂层中吸收光，相对于未涂覆的端面来减少在经涂覆端面处被反射到光导体中的光的量。例如除了为了所述光源的光而设置的光入射区域，还可以环绕式地施加减反射涂层。这个减反射涂层例如具有在数值上介于空气与光导体的材料之间的光学折射率。涂覆优选使用薄层技术的涂覆方法，如物理气相沉积，如热蒸镀和溅射沉积。
附图说明
下面借助于附图详细解说本发明以及技术环境。要注意的是，附图示出本发明的特别优选的实施变体，然而本发明并不受限于这些实施变体。附图示意性地示出：
图1根据本发明的一个实施方式的功能显示器1的示意性截面图；
图2在图1中示出的根据本发明的一个实施方式的功能显示器1的立体截面图；
图3a-3d用于阐释根据本发明制造方法的示意图。
具体实施方式
图1示意性示出根据本发明的功能显示器1的实施方式，所述功能显示器用于选择性显示至少一个代表开关功能和/或多个开关状态的符号7，如在图2的立体图示中可以看到的。选择性显示不仅理解为从多个预先给定的符号中可选择地显示不同符号，这在未示出的实施方式中通过从多个光源中选择性地选出一个或多个光源并且将其通电来实现，而且还理解为如在图1和图2所示的实施方式中通过开关光源以通过被激活的背光照明在视觉上为观察者B选择性地显现符号7或者通过关闭背光照明使符号7对于观察者B而言接近消失。为此，功能显示器1包括由至少一种透明或半透明的第一材料形成的至少一个平面式光导体2，所述光导体具有两个彼此相反的主面8、9和至少一个端面11，在按照预期布置功能显示器1的情况下其中一个主面8面向观察者B(如车辆驾驶员)且为显示面，而另一个主面9被布置为背离观察者B。光导体2在此具有两个彼此相对置的、彼此平行延伸的主面8、9，所述主面经由端面相连，所述端面在光导体2的窄边处并且在长边处与光导体2的主面8、9一起形成共用的边沿。在此，所有端面都与光导体2的这两个主面8、9正交。所述至少一种透明或半透明材料例如为由塑料、优选热塑料，如聚乙烯(PE)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。主面8、9理解为光导体2的具有最大面积的那些面。除了以下说明的表面结构化之外，主面8、9被设计为基本上平坦的。光导体2可以设置有透明的或半透明的涂层，如漆层，或者箔层构造，例如通过背面注塑箔产生的。功能显示器1具有至少一个光源5，所述光源被布置为经由光导体2的端面11将光源5的光L入射到光导体2中。为了改进光入射和/或为了使光源5的光辐射特征适配于被确定为用于使光进入到光导体2中的端面11，可以在光导体与光源之间布置透镜和/或挡板，这在图1和图2中没有展示。挡板还可以被设置为在具有多于一个光导体2的功能显示器1中阻止光溢出到除所配置的光导体2之外的其他光导体2。
根据本发明，光导体2的主面8、9中的至少一个主面(在此为面向观察者B的主面8)借助于被引入到主面8中的多个起折射光和/或散射光作用的微结构4而被表面结构化。在所示的实施方式中，微结构4理解为主面8中的单一的凹陷，其最大尺寸在1至50μm的范围内、优选在1至25μm的范围内。在所示的实施方式中，微结构4在主面8的整个表面结构化的区域6a、6b上优选被布置为均匀间隔开地分布。在此，所有微结构4都是形状相同的并且具有一致的取向并且被形成为使其产生由光L形成的从光导体2中离开的经准直的光束，所述光来自于光源5并且先前已经经由端面11进入到光导体2中。
根据本发明还设置有仅局部施加于主面8的表面结构化的(即设有微结构4的)区域6a、6b上的涂层3，所述涂层由透明或半透明的第二材料形成，使得表面结构化的区域6a、6b中除了主面8的至少一个连续的未涂覆的表面结构化的符号区域6a之外还留有至少一个经涂覆的表面结构化的区域6b。如图2的立体截面图所示，经涂覆的表面结构化的区域6b包围未涂覆的表面结构化的符号区域6a。为了尤其在外来光作用时避免在光导体2中不希望的光传播，光导体2在所述端面中的至少一个端面处、优选在与面向光源5的端面11相反的端面处具有减反射涂层12，所述减反射涂层通常还被称为抗反射涂层或补偿层。例如除了为了光源5的光L而设置的光入射区域，可以环绕式地施加减反射涂层。
在光源5激活的情况下通过在未涂覆的表面结构化的符号区域6a中的光折射和/或光散射促使入射到光导体2中的光L向观察者B的方向出射，使得通过未涂覆的表面结构化的符号区域6a产生且照亮的符号7对于观察者B而言变得可见。通过光折射和/或光散射，表面结构化实现了例如与所涉及的平坦的且由此没有表面结构化的主面8的设计相比增强的向观察者B方向的光出射，这可以通过以下方式得以解释：通过微结构4分别实现了使光L以不满足全反射条件的角度击中由微结构4预先设定的界面，使得光L在微结构4的区域中离开光导体2。
在此表面结构化的区域6a、6b具有以相同形状形成的3维的微结构4，所述微结构在表面结构化的区域6a、6b上的平均数量密度在介于500至7000个每平方毫米之间的范围内、优选在介于1000至4000个每平方毫米之间的范围内。已经显示出，这样的数量密度在光源5开启的状态下生成对于视觉可辨别性而言足够的亮度分布，另一方面在光源5关闭的状态下这样的数量密度是在视觉上不引人注目的，使得在对于“裸”眼而言的预期视距下表面结构化的区域6a、6b是不可辨别的，尤其不会妨碍在某些情况下可能透过功能显示器1的视线。
因为涂层3预先给定未涂覆的表面结构化的符号区域6a、尤其其边界，也就是说未涂覆的表面结构化的符号区域6a与经涂覆的表面结构化的区域6b之间的界面设计、其位置及其尺寸，所以它们仅取决于涂覆方法的选择而不再取决于表面结构化方法的类型和实施方式的选择。由此不仅简化了制造过程，而且通过使用表面涂层作为将符号7的预定设计付诸实施的措施，改进了在显示符号7时设计上的自由度。此外，这样创造了如下可能性：能够预先生产用于多个符号7的未涂覆的光导体2，而无需强制与一个特定符号相关联。功能显示器1可以简单且成本低廉地实现并且给设计者带来了很大的设计空间，这还涉及功能显示器1的摆放方式。功能显示器1表现出几乎不受光辐射影响的老化现象并且是相对节能的。未涂覆的表面结构化的符号区域6a例如将符号7正面作为图像、作为其相反的图示或者作为其轮廓再现。
参考图3a至3d来阐述本发明的用于制造尤其用于机动车辆的功能显示器1的方法，所述功能显示器用于选择性显示至少一个代表开关功能和/或多个开关状态的符号7。在图3a中所示的生产步骤中由透明或半透明的第一材料生产平面式光导体2，其中光导体2具有两个彼此相反的主面8、9和至少一个端面11，在按照预期布置功能显示器的情况下其中一个主面8形成面向观察者的显示面并且另一个主面被布置为背离观察者。例如通过用透明热塑料来背面注塑透明的热塑性箔2a以生产光导体2。另外，光导体2还可以为由热塑性层和漆层形成的层构造。
同时地或在时间上后续地进行表面结构化。所获得的结果在图3b中示出。在此借助于被引入到主面8中的多个起光折射和/或光散射作用的微结构4对光导体2的待面向观察者布置的主面8进行表面结构化。微结构4理解为主面8中的单一的凹陷，其最大尺寸在1至50μm的范围内、优选在1至25μm的范围内。
微结构在主面8的表面结构化的区域上被布置为均匀间隔开地分布。微结构4更优选地形状相同地形成，其中产生由光L形成的从光导体2中离开的经准直的光束，所述光来自于光源5并且先前已经经由端面11进入到光导体2中。
如在图3c中作为结果所示，后续用透明或半透明的第二材料仅局部涂覆主面8的表面结构化的区域6a、6b，使得留有所涉及的主面8的至少一个连续的未涂覆的表面结构化的符号区域6a并且产生相关的主面8的至少一个经涂覆的表面结构化的区域6b。
为了尤其在外来光作用时避免在光导体中不希望的光传播，光导体2在所述端面中的至少一个端面处、优选在与面向光源5的端面11相反的端面处涂覆有减反射涂层12，所述减反射涂层通常还被称为抗反射涂层或补偿层。例如从为了光源5的光而设置的光入射区域来看，可以环绕式地施加减反射涂层。这个减反射涂层12例如具有在数值上介于空气与光导体2的材料之间的光学折射率。涂覆优选使用薄层技术的涂覆方法，如物理气相沉积，如热蒸镀和溅射沉积。
如在图3d中作为结果所示，后续紧固至少一个光源5，所述光源被布置为经由光导体2的端面11将光L入射到光导体2中，使得在光源5激活的情况下通过在所述未涂覆的表面结构化的符号区域6a中的光折射和/或光散射促使入射到光导体2中的光L向观察者的方向出射，并且使得通过未涂覆的表面结构化的符号区域6a产生且照亮的符号7对于观察者而言是可见的。在此光源5固定在其载体10处，所述载体以框架形状包围光导体2。
因为涂层由此预先给定未涂覆的表面结构化的符号区域6b、尤其其边界，也就是说未涂覆的表面结构化的符号区域6a与经涂覆的表面结构化的区域6b之间的界面设计、其位置及其尺寸，所以它们仅取决于涂覆方法的选择而不再取决于表面结构化方法的类型的选择。由此不仅简化了制造过程，而且通过使用表面涂层作为将符号7的预定设计付诸实施的措施，改进了在显示符号7时设计上的自由度。此外，这样创造了如下可能性：能够预先生产用于多个符号的光导体2，而无需强制与一个特定符号相关联。功能显示器1可以简单且成本低廉地实现并且给设计者带来了很大的设计空间，这还涉及功能显示器的摆放方式。功能显示器1表现出几乎不受光辐射影响的老化现象并且是相对节能的。未涂覆的表面结构化的符号区域6b例如将符号以正面作为图像、作为其相反的图示或者作为其轮廓再现。

Claims (26)

1.一种尤其用于机动车辆的用于选择性显示至少一个代表开关功能和/或多个开关状态的符号(7)的功能显示器(1)，所述功能显示器具有：
由至少一种透明或半透明的第一材料形成的至少一个平面式光导体(2)，所述光导体具有两个彼此相反的主面(8，9)和至少一个端面(11)，其中一个主面(8)作为显示面面向观察者(B)并且另一个主面(9)背离所述观察者(B)；
至少一个光源(5)，所述光源被布置为经由所述光导体(2)的端面(11)将所述光源(5)的光(L)入射到所述光导体(2)中；
其中所述光导体(2)的所述主面(8)中的至少一个主面借助于被引入到相应主面(8)中的多个起折射光和/或散射光作用的微结构(4)而被表面结构化，以便形成相应主面(8)的表面结构化的区域(6a，6b)；以及
仅局部施加于所述主面(8)的表面结构化的区域(6a，6b)上的涂层(3)，所述涂层由透明或半透明的第二材料形成，使得存在相应主面(8)的至少一个经涂覆的表面结构化的区域(6b)并且留有相应主面(8)的至少一个连续的未涂覆的表面结构化的符号区域(6a)；其中在光源(5)激活的情况下通过在所述未涂覆的表面结构化的符号区域(6a)中的光折射和/或光散射促使入射到所述光导体(2)中的光(L)向所述观察者(B)的方向出射，使得通过所述未涂覆的表面结构化的符号区域(6a)产生且照亮的符号(7)对于所述观察者(B)而言是可见的。
2.根据权利要求1所述的功能显示器(1)，其中所述表面结构化的区域(6a，6b)通过压印和/或模制产生。
3.根据前述权利要求中任一项所述的功能显示器(1)，其中所述涂层(3)被形成为通过所述涂层(3)填充设置在经涂覆的表面结构化的区域(6b)中的微结构。
4.根据前述权利要求中任一项所述的功能显示器(1)，其中所述表面结构化的区域(6a，6b)具有以相同形状形成的3维的微结构(4)，所述微结构在所述表面结构化的区域(6a，6b)上的平均数量密度在每平方毫米500至7000个之间、优选每平方毫米1000至4000个之间的范围内。
5.根据前一权利要求所述的功能显示器(1)，其中所述微结构(4)分别具有在1至25μm范围内的最大尺寸。
6.根据前述权利要求中任一项所述的功能显示器(1)，其中所述第二材料为透明固化漆或透明固化粘合剂或透明固化树脂。
7.根据前述权利要求中任一项所述的功能显示器(1)，其中所有未涂覆的表面结构化的符号区域(6a)在相应主面(8)的整个表面结构化的区域(6a，6b)中的面积比例小于0.5、优选小于0.3。
8.根据前述权利要求中任一项所述的功能显示器(1)，其中所述第一材料和所述第二材料分别具有光学折射率，其中所述光学折射率彼此相差不超过0.2、优选0.1。
9.根据前述权利要求中任一项所述的功能显示器(1)，其中所述光导体(2)分别具有至少一个箔(2a)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的功能显示器(1)，其中所述功能显示器在所述显示面的未涂覆的表面结构化的符号区域(6a)之外的区域中对于所述观察者(B)而言是可透视的。
11.根据前述权利要求中任一项所述的功能显示器(1)，其中设置有多个光导体(2)，所述光导体被布置为使得所述光导体(2)的所述主面中的至少一个主面分别面向相邻光导体的主面并且所述主面经由气隙或由与所述第一材料和所述第二材料相比光学上更稀薄的材料形成的间隙间隔开，其中未涂覆的表面结构化的符号区域(6a)被布置为相对于所述光导体的叠堆方向彼此侧向地错开、优选不重叠。
12.根据前一权利要求所述的功能显示器(1)，其中入射到所述光导体(2)中的光(L)的光颜色从光导体到光导体有所不同。
13.一种操作元件，具有根据前述权利要求中任一项所述的功能显示器(1)和操作部件，其中用作显示面的主面(8)形成所述操作元件的被确定为用于接触或致动的操作部件的操作面。
14.一种用于机动车辆的方向盘，所述方向盘具有根据前一权利要求所述的操作元件。
15.一种用于制造尤其用于机动车辆的功能显示器(1)的方法，所述功能显示器用于选择性显示至少一个代表开关功能和/或多个开关状态的符号(7)，所述方法具有以下步骤：
由至少一种透明或半透明的第一材料生产至少一个平面式光导体(2)，所述光导体具有两个彼此相反的主面(8，9)和至少一个端面(11)，在按照预期布置所述功能显示器(1)的情况下其中一个主面(8)形成面向观察者(B)的显示面并且另一个主面(9)被布置为背离所述观察者(B)；
同时或后续进行表面结构化，其中所述光导体(2)的所述主面(8)中的至少一个主面借助于被引入到相应主面(8)中的多个起折射光和/或散射光作用的微结构(4)而被表面结构化，以便形成相应主面(8)的表面结构化的区域(6a，6b)；
用透明或半透明的第二材料后续仅局部涂覆相应主面(8)的表面结构化的区域(6a，6b)，使得存在相应主面(8)的至少一个经涂覆的表面结构化的区域(6b)并且保留有相应主面(8)的至少一个连续的未涂覆的表面结构化的符号区域(6a)；
紧固至少一个光源(5)，所述光源被布置为经由所述光导体(2)的端面(11)将光(L)入射到所述光导体(2)中，使得在光源(5)激活的情况下通过在所述未涂覆的表面结构化的符号区域(6a)中的光折射和/或光散射促使入射到所述光导体(2)中的光(L)向所述观察者(B)的方向出射，并且使得通过所述未涂覆的表面结构化的符号区域(6a)产生且照亮的符号(7)对于所述观察者(B)而言是可见的。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述表面结构化通过压印和/或模制产生。
17.根据前述权利要求15或16中任一项所述的方法，其中所述涂覆如下进行，使得通过所述涂层(3)填充设置在经涂覆的表面结构化的区域(6b)中的微结构(4)。
18.根据前述权利要求15至17中任一项所述的方法，其中所述表面结构化的区域(6a，6b)具有以相同形状形成的3维的微结构(4)，所述微结构在所述表面结构化的区域(6a，6b)上的平均数量密度在每平方毫米500至7000个之间、优选每平方毫米1000至4000个之间的范围内。
19.根据前一权利要求所述的方法，其中所述微结构(4)分别具有在1至25μm范围内的最大尺寸。
20.根据前述权利要求15至19中任一项所述的方法，其中所述涂覆包含施加透明固化漆或透明固化粘合剂或透明固化树脂以及固化剂。
21.根据前述权利要求15至20中任一项所述的方法，其中所有未涂覆的表面结构化的符号区域(6a)在相应主面(8)的整个表面结构化的区域(6a，6b)中的面积比例小于0.5、优选小于0.3。
22.根据前述权利要求15至21中任一项所述的方法，其中所述第一材料和所述第二材料分别具有光学折射率，其中所述光学折射率彼此相差不超过0.2、优选0.1。
23.根据前述权利要求15至22中任一项所述的方法，其中所述光导体(2)通过背面注塑箔(2a)或箔层构造来产生。
24.根据前述权利要求15至23中任一项所述的方法，其中所制造的功能显示器(1)被布置为使其在所述显示面的未涂覆的表面结构化的符号区域(6a)之外的区域中对于所述观察者(B)而言是可透视的。
25.根据前述权利要求15至24中任一项所述的方法，其中多个光导体(2)被布置为使得所述光导体(2)的所述主面中的至少一个主面分别面向相邻光导体(2)的主面并且所述主面经由气隙或由与所述第一材料和所述第二材料相比光学上更稀薄的材料形成的间隙间隔开，其中未涂覆的表面结构化的符号区域(6a)被布置为相对于所述光导体(2)的叠堆方向彼此侧向地错开、优选不重叠。
26.根据前一权利要求所述的方法，其中入射到所述光导体(2)中的光(L)的光颜色分别从光导体(2)到光导体(2)有所不同。
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