CN117355952A - 显示元件和方法 - Google Patents

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CN117355952A
CN117355952A CN202280036052.7A CN202280036052A CN117355952A CN 117355952 A CN117355952 A CN 117355952A CN 202280036052 A CN202280036052 A CN 202280036052A CN 117355952 A CN117355952 A CN 117355952A
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CN
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optoelectronic device
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迈克尔·维特曼
西蒙·施瓦伦贝格
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Ams Osram International Ltd
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Ams Osram International Ltd
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Abstract

本发明涉及一种具有载体元件的显示元件,在所述载体元件上布置有用于产生第一波长的光的至少一个光电子器件,所述至少一个光电子器件具有光出射侧,其中光出射侧限定主放射方向,并且至少一个光电子器件与载体元件上的多个连接线连接。此外,设有形成符号元件的成形体,所述成形体具有至少一个凹陷部并且与载体元件连接,使得至少一个光电子器件布置在至少一个凹陷部中,其中在至少一个光电子器件的光出射侧与成形体之间存在由凹陷部形成的中间空间。在至少一个光电子器件的关断状态下,由成形体形成的符号元件在显示元件的俯视图中对用户保持可见。

Description

显示元件和方法
本申请要求2021年5月19日的德国首次申请DE 10 2021 113 047.6的优先权,其公开内容通过完整引用整体并入本文。
本发明涉及一种显示元件。本发明还涉及一种用于制造这种显示元件的方法。
背景技术
由于LED技术日益小型化,存在多种可能性来实现显示元件。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约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且复杂。此外,所述显示器通常以矩形形状构成,进而在其应用可能性方面受到限制。
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。
发明内容
独立专利权利要求的主题满足了这种需求。改进方案和设计方案是从属权利要求的主题。
发明人已经认识到:尽管在许多领域中使用显示元件,但是所述显示元件在关断状态下往往不容易被识别。尽管可以良好地识别其他操作元件,但它们是纯被动设计的,即它们无法在关断状态与接通状态之间切换。如果此时这种元件也被设计成玻璃化部的一部分,则需要进行权衡。一方面,透明度应该尽可能好,使得人能够透过玻璃化部观看,而不会被显示元件影响视线。
此外,这种显示元件的应用可以在汽车领域、在汽车、公共汽车或其他车辆的车辆功能中找到。在建筑物领域中,这会是显示符号,即例如紧急出口或可用于调节的照明调节器。其他这种显示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。除了显示功能外,在所有这些应用中还能够构建操作功能。
根据一些方面,显示元件包括载体元件,在所述载体元件上布置有用于产生第一波长的光的至少一个光电子器件,所述至少一个光电子器件具有光出射侧。光出射侧限定主放射方向。至少一个光电子器件与载体元件上的多个连接线连接。此外,设置形成符号元件的成形体,所述成形体具有至少一个凹陷部并且与载体元件连接,使得至少一个光电子器件布置在至少一个凹陷部中。在此,根据所提出的原理,在至少一个光电子器件的光出射侧与成形体之间应当存在由凹陷部形成的中间空间。在至少一个光电子器件的关断状态下,由成形体形成的符号元件在显示元件的俯视图中对用户是可见的。在一些方面中,凹陷部的形状遵循符号元件的形状。换言之,符号元件由凹陷部形成,器件布置在该凹陷部中。
以这种方式提供的显示元件可以以简单的方式插入到玻璃板或玻璃化部中或施加到其上。由于成形体,即使在关断状态下,显示元件仍然保持可见。因此,在接通状态下得到高的发光密度,并且非常小的结构深度是可行的。这允许:显示元件也可插入夹层玻璃板中。与触敏传感器组合,触摸功能仍然是可行的。
在另一方面中,载体元件包括多个光电子器件。同时,形成符号元件的成形体还具有与多个光电子器件相对应数量的凹陷部。此时,光电子器件能够分别布置在与多个光电子器件相对应数量的凹陷部中的一个凹陷部中。由此,通过光电子器件在载体元件上的位置也能够模仿符号元件的形状。
替代地,两个或更多个光电子器件能够布置在成形体的至少一个凹陷部中,使得在两个光电子器件的光出射侧与成形体之间形成由凹陷部形成的中间空间。因此,在这种情况下,在成形体中设有较大的凹陷部,使得多个器件安装在那里。
除了光出射面与凹陷部的材料之间的中间空间外,至少一个光电子器件的侧面也能够与凹陷部的侧面间隔开以形成中间空间。这允许:补偿制造公差以及在将成形体定位在载体元件上或将光电子器件定位在载体上时的公差。另外,如果通过凹陷部来描绘符号,则侧面之间的这种间距是有利的。在一些方面中,在器件与凹陷部之间的侧面的间距基本上对应于成形体在器件上的高度。换言之,器件的表面与凹陷部的分别相对的面基本等距。
在一些方面中,由凹陷部形成的中间空间具有20μm至100μm的高度,并且特别是具有40μm至60μm的高度。在朝向侧壁的中间空间方面,所述间距能够在相同的数量级内,但也能够更大,例如为100μm至300μm。就此而言,在一些方面中提出:至少一个光电子器件包括在小于500μm、特别是小于200μm、特别是小于100μm的范围内的边缘长度。在一些方面中,器件被构成为水平发光二极管。设计成垂直发光二极管同样是可行的,其中馈线通向光出射侧。
在一些方面中,成形体包括扩散颗粒,特别是TiO2、Al2O3、PMMA或PC。所述扩散颗粒能够基本上均匀地分布在成形体中。扩散颗粒的在成形体中的浓度也能够随着与至少一个光电子器件的间距的增加而改变,并且例如增加。这改进了成形体进而符号元件在照明期间的均匀性。
在另一方面中,成形体还包括吸收颗粒,特别是碳黑颗粒。所述吸收颗粒也能够基本上均匀地分布。替代地,又能够在成形体中设有转换颗粒,所述转换颗粒基本上均匀地分布在成形体中并且被构成为将由至少一个光电子器件发出的光转换成不同波长的光。在一些方面中,与其他颗粒一样,转换颗粒的在成形体中的浓度能够随着与至少一个光电子器件的间距的增加而改变。不同的颗粒还可以根据应用相互组合。
另一个观点涉及改进对比度和均匀性。在一些方面中,成形体的外侧壁进而符号元件的限界壁构成有粗糙部或反射材料。由此,光未被耦合输出,而是保留在符号元件中,这改进了均匀性和照明。在一些另外的观点中,反射层还能够至少局部地设置在载体元件与成形体之间。同样地,凹陷部的侧壁能够具有反射层。也能够使用黑色层或吸收层来代替反射材料或对应的层。
此外,粘合剂适合于将成形体固定在载体元件处。所述粘合剂在一些方面中反射性地构成,使得在此实现了放射特性和可见性的改进。
由于光出射侧与凹陷部的材料间隔开,因此能够在边界面处出现反射。为了减少这种情况,在一些方面中,凹陷部的与至少一个光电子器件的光出射侧相对的一侧能够具有弯曲形状。为此,中间空间填充有介质、特别是诸如空气或氮气的气体,与成形体的材料相比,所述介质具有更低的折射率。
在一些方面中,至少一个光电子器件被构成用于产生一种颜色的光或产生具有至少两种颜色的光、特别是绿色和/或红色的光。
另一个观点涉及用于形成显示元件的方法。为此存在多种可能性。在一些方面中,将光电子器件、特别是发光二极管施加到作为具有导电结构化部的载体的透明或半透明衬底上并且固定在其处。然后,将具有腔室的成形体(呈要示出的符号的形式)定位到衬底上并安置在配备有LED的地点处,其中LED布置在相应的凹陷部中或布置在凹陷部中。然后,如此产生的显示元件能够作为层压件插入到其他玻璃板之间。
在另一方面中,提供载体元件,在所述载体元件上布置有用于产生第一波长的光的至少一个光电子器件,所述至少一个光电子器件具有光出射侧。光出射侧限定主放射方向。载体元件还具有多个连接线,所述连接线与至少一个光电子器件连接以对其供电。
然后,提供形成符号元件的成形体,其中成形体具有至少一个凹陷部。将成形体定位在载体元件上,使得至少一个光电子器件布置在至少一个凹陷部中。然后,将成形体固定在载体元件上,使得在至少一个光电子器件的光出射侧与成形体之间存在由凹陷部形成的中间空间。即使在至少一个光电子器的关断状态下,由成形体形成的符号元件在显示元件的俯视图中仍对用户是可见的。在一些方面中,符号元件通过凹陷部的形状给定。
在另一个替代方法中,通过将具有凹部的间隔膜层压在载体上,在固定在载体上的光电子器件上方产生气隙或中间空间。凹部位于已经或仍应配备光电子器件的部位处。然后,施加结构化的扩散膜,其中膜的结构形成符号元件。结构化的扩散膜以合适的方式定位,使得该结构至少部分地位于一个或多个凹陷部的上方。在本文公开的所有这些设计方案和方面中,在成形体上还能够存在实施触敏传感器的层。所述层能够设置在成形体的背离光出射侧的一侧上,但是也能够设置在面向光出射侧的一侧上。
在另一个方面中,成形体的侧壁能够设有粗糙部或反射材料。替代地,也能够设置吸收层或黑色层来代替反射层。这同样增加了对比度,并在观察玻璃化部时改进了符号元件的可见度。
在一个方面中,将粘合剂、特别是具有反射颗粒的粘合剂施加在载体元件或成形体上,然后将成形体和载体元件彼此紧密地连接。
在一些方面中,使用注塑成型方法来制造成形体。为此,能够单独制造每个成形体。然而,也可以大量生产随后将其分开。另外,能够在注塑成型过程期间引入散射颗粒和/或转换颗粒,其中散射颗粒和/或转换颗粒的浓度随着与LED的间距的增加而改变,并且特别是增加。
附图说明
参考结合附图详细描述的各种实施方式和示例公开根据所提出的原理的其他方面和实施方式。
图1A至图1C示出了具有根据所提出的原理的一些方面的操作元件的第一设计方案;
图2A至图2C以第二实施例示出了所提出的原理的不同方面;
图3解释根据所提出原理的一些方面的显示元件的另一个设计方案;
图4示出了具有根据所提出的原理的一些方面的显示元件的第四设计方案;
图5示出了具有根据所提出的原理的一些方面的显示元件的第五设计方案;
图6以俯视图示出了具有根据所提出的原理的一些方面的显示元件的第六设计方案;
图7以横截面图示出了具有根据所提出的原理的一些方面的显示元件的第七设计方案;
图8示出了具有根据所提出的原理的一些方面的操作元件的一个设计方案;
图9示出了处于不同运行状态中的操作元件的一个实施方案,以解释所提出的原理的一些方面;
图10示例性地示出了用于制造具有根据所提出的原理的一些方面的显示元件的方法;
具体实施方式
下面的实施方式和示例示出根据所提出的原理的不同方面及其组合。实施方式和示例并不总是符合比例的。同样地,不同的元件可以放大或缩小地示出,以突出个别方面。不言而喻,附图中所示的实施方式和示例的各个方面和特征可以容易地彼此组合,而不由此损害根据本发明的原理。一些方面具有规则的结构或形状。应当指出的是:在实践中会出现与理想形状的微小偏差,而并不与本发明的思想相矛盾。
此外,各个图形、特征和方面不一定以正确的尺寸示出,并且各个元件之间的比例不一定必须基本上是正确的。一些方面和特征通过将其放大示出来突出。然而,诸如“上方”、“之上”、“下方”、“之下”、“较大”、“较小”等术语相对于附图中的元件被正确地示出。因此,可以根据图示推导出元件之间的这种关系。然而,所提出的原理不限于此,而是可以在本发明中使用具有不同尺寸和功能的各种光电子器件。在实施方式中,作用相同或作用相似的元件设有相同的附图标记。
当今,在许多应用中都需要在透明表面上设置显示和操作元件。在此,重点是应最佳地利用可用的空间,而不会妨碍用户透过透明表面(例如,挡风玻璃)的视线。汽车领域中的车顶控制台就是在这种透明表面区域中的显示和操作元件的典型示例。在公共汽车或火车中,这种显示和控制元件能够用于门的玻璃化部中。在此需要:轮廓、即操作元件不仅在黑暗中而且在日光下都能足够良好地识别。在飞机制造、自动化和工业技术中以及在各种家用电器中或消费电子产品中,有利的是:在透明表面上布置显示和操作元件。然而,由于尤其使用了不透明部件,这种显示和操纵元件的目前常见的实施方案导致视野受损,该实施方案还是隆起的,能够被触摸到。此外,由于显示和操作元件通常遵循固定的形状,所以设计可能性也受到限制。
发明人的目的是:实现成本有效的且部分透明的且精细的显示元件,使得所述显示元件也可以在透明表面上使用而没有上面列出的缺点。同时,应该避免在所谓的透明显示器中出现的缺点。所述缺点包括但不限于借助于TFT背板或控制电子装置进行复杂操控以及通常存在光电子器件,该光电子器件根据显示和操作元件的不同而是多余的进而是不需要的。然而,由于上述各种应用可能性,需要保持操作元件的柔性,以便使其不仅可以施加在光滑且平直的透明表面上,而且例如还可以施加在弯曲表面上。
此时,发明人提出:改进显示元件或操作元件的集成,例如在挡风玻璃、车门玻璃化部或其他透明表面的上部中的集成,使得一方面实现高透明度,并且另一方面还实现符号元件在关断状态下的可识别性。
图1A和图1B以俯视图或横截面图示出了所提出的原理的第一实施方式。在当前示例中,显示元件1包括载体11,所述载体具有布置在其上的一个或多个供电线12和13。如图1A所示,这两个供电线12和13布置在纵向侧,即从左侧经由载体11伸展至右侧。在俯视图中,光电子半导体器件30布置在两个供电线之间。在根据图1B的横截面图中示出:光电子半导体器件30被构成为具有两个接触盘31和32的水平发光二极管。在此,两个接触盘31和32布置在半导体器件30的背离主放射方向的一侧上。接触盘31接触供电线12,而接触盘32与供电线13连接。除了图1A和图1B中所示的供电线12和13外,还能够将另外的控制线与光电子半导体器件连接。
根据所提出原理的显示元件1还包括由塑料制成的成形体10,所述成形体如在图1A的俯视图中所示被构成为半圆形的太阳。因此,成形体10为符号元件,所述符号元件应根据半导体器件的状态向观察者传达特定信息。成形体10由透明塑料制成,例如由PVP、PVC、PE或PP形成。基于硅树脂的塑料也能够用于成形体10。
在图1B的横截面图中示出:成形体10具有凹陷部或腔室20。在此,成形体10定位在载体11上,使得光电子半导体器件30放置在凹陷部和腔室20中。为此目的,腔室20稍大地设计,使得相对于半导体器件30的相应的侧面形成中间空间。此外,凹陷部在其深度方面被构成为使得在半导体器件30的形成发光侧的表面与成形体10的材料之间形成中间空间。换言之,腔室20因此相对于半导体器件30更大地构成,使得所述半导体器件在凹陷部中具有足够的空间。一方面,这具有的优点是,还可以由此补偿制造公差和关于半导体器件或成形体的位置方面的波动。另一方面,在发光表面中在光电子半导体器件的上侧上产生附加的放射特性,如下文图7中更详细地解释。此外,凹陷部还能够模仿成形体的符号元件。
成形体10包括特定的高度H,所述高度根据期望的应用不同地构成。另外,成形体10显示出稍微不同的颜色或稍微不同的透明特性,使得所述成形体在俯视图中如在图1A和图1C中示出的那样不同于载体11。附加的透明层(此处未示出)能够围绕成形体构成,使得成形体10嵌入所述层中。
图1C示出了在光电子半导体器件的处于关断或接通状态下的设计方案。在图1C的上部子图像中示出了处于半导体器件的处于关断状态下的成形体10的俯视图。由于所使用的材料不同或透明特性略有不同,相对于成形体产生了显现出的且可见的半圆形的太阳符号元件。所述太阳符号元件特征在于不同的颜色或不同的可见性,使得用户还能够在玻璃板上或在两块玻璃之间察觉到关断的符号。在下面的第二子图像中,光电子器件接通并相应地照亮成形体。
根据光电子器件的设计方案,这能够是单色光,但是也能够是更多颜色或混合色的光。以这种方式,创建了可以以简单的方式嵌入挡风玻璃或玻璃板之间的且根据器件状态为用户分别传达不同信息的显示元件。因此,由于成形体,显示元件也在关断状态下对用户可见。
图2A、图2B和图2C示出了根据所提出的原理的显示元件的另一个设计形式。显示元件1B在此还是以太阳形状的符号元件作为成形体10a来构成。与部分图1A至1C中的设计形式相比,在此,成形体10a附加地填充有转换颗粒。转换颗粒用于将由光电子半导体器件30发出的第一波长的光转换成第二波长的光。例如,光电子半导体器件在运行中发出蓝光,所述蓝光被转换颗粒吸收并且以更长波长的光(例如,在红色范围内的光)再次发出。
显示元件1b以与图1A至图1C中的显示元件类似的方式构造。所述显示元件包括载体11,在所述载体上布置有多个供电线12和13并且与作为水平发光二极管的光电子器件30连接。光电子半导体器件30布置在成形体10a的腔室20中,使得在所有侧与表面之间留有较小的中间空间。在此,所述腔室的侧壁与器件的侧壁的间距相同于器件的表面与腔室的位于主发射方向上的面的间距。为了产生平坦的表面,成形体还由透明材料15包围,使得在成形体10a与附加材料15之间产生平面平行的表面。能够通过填充然后打磨或去除直到表面平坦来产生平坦的表面。此时,将透明玻璃板40施加到所述表面上,使得显示元件直接布置在板40上。
在此未示出第二玻璃板,载体11能够布置在该第二玻璃板上。以此方式,根据所提出的原理的显示元件1b被嵌入一个或多个玻璃板之间。由于成形体10a中的附加的转换颗粒,如图2C的俯视图中所示,根据本发明的显示元件即使在关断状态下也呈现出略带红色的颜色。如果使用其他的转换颜料,在关断状态下能够产生不同的颜色印象。例如,由蓝色LED照射的黄色转换颜料通常用于白色转换。因此,在关断状态下,由于黄色转换颗粒会出现淡黄色调。
由此,所述符号元件从周围的透明材料15和载体元件11中明显地突出,使得在关断状态下符号元件仍然对用户清晰可见。在接通状态下,光电子半导体器件产生光,所述光由成形体10a内的转换颗粒吸收并转换成第二波长的光。相应地,符号元件要么在完全转换成第二波长的光的情况下要么在仅部分转换成对应的混合光的情况下发光。相应地选择成形体的厚度或颗粒的浓度以确保完全或部分转换。例如,成形体能够包含用于转换蓝光的转换颗粒,使得符号元件总体上以作为由蓝色和黄色份额构成的混合颜色的白色发光。
图3以横截面图示出了根据所提出的原理的显示元件的另一个实施方式。在该实施方式中,将扩散颗粒与吸收颗粒组合引入成形体中。吸收颗粒或扩散颗粒例如能够包括氧化钛或碳黑颗粒或其他材料。由于引入的扩散颗粒,由光电半导体器件发出的光均匀地分布在成形体中进而在符号上均匀地分布。由此可行的是:精细的符号结构也被充分照明,使得用户在关断状态下和接通状态下都能够良好地识别符号元件的形状。
因此,如果符号设计比较复杂,则具有扩散颗粒的成形体10b是特别有利的。例如,前面图中所示的半圆形的太阳包括许多射束元件。这些射束元件嵌入具有不同折射率的包围材料中。与成形体中的扩散颗粒一起,即使在符号的更精细的区域中也会通过波导引起均匀的照明。同时,即使在关断状态下,通过扩散颗粒也更好地从环境中突出符号。
图4示出另一个设计形式,其中成形体10c填充有纯扩散物。成形体10c在载体11上利用腔室20包围光电子半导体器件30。如图2和图3所示,相应的扩散颗粒均匀地引入到成形体中并分布在那里。然而,可以根据设计形式将扩散颗粒和转换颗粒或吸收颗粒按浓度均匀地分布在成形体中。这允许:以简单的注塑成型方法与扩散颗粒一起产生成形体。在此,器件也布置在腔室中,使得所有面与腔室的进行限界的面的间距相同。
然而,更耗费的工艺还能够在于:将颗粒不均匀地、即以浓度梯度分布在成形体中。例如,图4中所示的成形体在扩散颗粒浓度方面以如下扩散浓度构成,所述扩散浓度使得颗粒浓度随着与LED的距离的增加而增加。由此实现了照明的均匀性的改进。这种不均匀分布在类似于图1A和图1B的俯视图中的设计形式的精细结构的情况下特别有利,即使在符号元件的精细子区域中也实现了照明的良好均匀性。这种不均匀的分布能够在成形体的制造过程中一起产生。为此,能够将具有不均匀分布的扩散颗粒和转换颗粒或吸收颗粒引入成形体中。
改进的设计方案示出了根据图5的显示元件1c的布置。在该设计形式中,附加的反射层17在成形体的区域中施加在载体元件11的底部上。这例如能够是由银或其他材料制成的镜层。该层也能够在制造成形体时施加在所述成形体上。替代地,反射层还能够通过具有反射颗粒的粘合剂来形成。在制造过程中,将粘合层施加到载体上,并且将成形体布置并固定在其上。载体表面上的反射层17与两个馈线11和12电绝缘,以不引起短路。
反射层17布置在成形体10c与载体之间,所述成形体如在图4的先前示例中那样构成有附加的扩散颗粒。
然而,附加地,成形体10c的侧部区域也利用反射层16制成。由此,光从成形体的侧部和底部区域反射,使得在光电子半导体器件30运行中可以看到具有非常精确边缘的符号。与先前示例相比,反射层、特别是在成形体10c的侧面处的反射层具有避免光从成形体向外串扰到周围材料中的优点。因此,在关断状态下,符号明显更加精确并且可以更清晰地识别。
图6示出了使用所谓的μ-LED的另一个设计形式。μ-LED是特征在于处于几10μm的范围内的尺寸特别小的光电子半导体器件。由此,这种结构形式也适用于具有特别精细结构的成形体。如在图6的俯视图中所示,载体11包括多个光电子器件30,这些光电子器件相对于载体布置在预定的位置处。特别地,所述光电子半导体主体在其形状和在载体表面上的定位方面模仿成形体的符号元件。所述光电子半导体器件中的每一个就其而言布置在成形体的凹陷部中。所述成形体还模仿该符号,使得所述成形体即使在关断状态下也可以经由“负型”、即通过成形体中的腔室可见。通过使用多个光电子器件,在接通状态下能够实现符号元件的显著改进的、更均匀的以及更明亮的照明。此外,即使器件之一损坏或失效,用户仍能够在接通状态下良好地识别符号。
如开始时已经提到的那样,成形体内的腔室20、尤其是光电子半导体器件30的发光侧与成形体的材料的上侧之间的间距在关断状态下实现了一定的光导。
图7示出了这样一个实施方式,以解释所提出的原理和在此提出的实施方案。在该实施例中,显示元件1嵌入在两个玻璃层或玻璃板80和81之间。PVB层82施加在第一玻璃板81上。所述PVB层透明地构成。载体元件11布置在PVB层83处,在所述载体元件的表面上施加馈线12和13。如图所示,馈线电连接光电子半导体器件30。为此目的,相应的馈线12或13被引导到光电子半导体器件30的接触盘31和32处。
光电子半导体器件30布置在成形体10的腔室20中。透明材料83与成形体10的相应的端部区域和侧部连接。成形体10与周围材料83形成平坦的表面。第二玻璃层80布置在成形体10和邻接的材料层83的上侧上并与显示元件连接。
如图所示,光电子半导体器件位于成形体10的腔室20中。在此,腔室20稍大地设计,使得特别是在半导体主体30的发光上侧与成形体10的材料之间形成较小的中间空间。所述中间空间例如填充有空气或具有接近1.0的相对较低的折射率的另一种气体。所述折射率明显低于成形体10的对应的折射率。这引起:从器件30的上侧放射的光在射到空气填充的中间空间与成形体10之间的边界面上时总是沿正交轴线的方向折射,如图所示。中间空间与边界面之间的角度β小于角度β'。角度α小于角度α'。
换言之,进入成形体中的光总是朝边界面的垂直或正交轴线折射。由此可以通过成形体10的凹陷部中的边界面与成形体的上表面之间的间距D来设定符号元件的最小线宽度。
另一个设计选项在于附加地容纳触敏传感器。图8示出了这种实施方案。在该实施方案中,显示元件与触敏传感器85组合并布置在两个玻璃层90和91之间。载体11施加在玻璃层91上,具有凹陷部的成形体10b布置在载体11上。馈线85b沿成形体10b的侧边缘设置,所述馈线通向成形体10b的表面。触敏传感器85布置在所述成形体上,所述触敏传感器又由第二玻璃层90覆盖。触敏传感器85例如被构成为电容敏感传感器。由此用户能够在触敏传感器85的区域中触摸玻璃板90,所述触敏传感器由于电容变化将触摸检测为信号,并将该信号转发至评估电路(在此未示出)以产生另一个功能。
成形体10b如图3的先前示例那样构成有吸收和扩散颗粒。通过吸收和扩散颗粒,即使在关断状态下,显示元件对用户也是可见的,从而将触敏传感器85的位置传达给用户。
图9示出了作为可能的显示和操作元件的风格化的太阳的设计方案。显示和操作元件可以在三种状态之间切换,这些状态被称作为“关”、“半开”和“开”。在首先提到的“关”状态下,光电子器件被关断。符号经由成形体其结构化部仍清晰可见。用户因此能够识别显示,并且在操作元件的情况下还能够对其进行操作。在操作符号或改变外部参数时,显示和操作元件的状态从“关”状态切换到“半开”状态。在这种状态下,例如可以仅激活相应光电子器件的一半以因此产生低照度。
例如,仅可以接通与所示出的太阳的下半部相关联的光电子器件。替代地,也可以用较小的电流来运行器件,使得强度较低。在对显示和操作元件进行操作或者进一步改变外部参数时,显示和操作元件由状态“半开”切换成状态“开”。由此,所有光电子器件均被同等激活,并且符号以其完整形式示出。替代地,也可以改变符号的亮度。通过将光电子器件以特定方式布置在符号连同扩散层的下方,即使光强度不同也确保了均匀的照明。
图10示出了用于制造根据所提出的原理的显示或操作元件的方法。在步骤S1中,提供载体元件,在所述载体元件上施加用于产生第一波长的光的至少一个光电子器件。光电子器件以其光出射侧背离载体元件。为了连接光电子器件,载体元件包括多个连接线,这些连接线布置在载体元件上并且与器件的接触盘连接。
这种载体元件的制造能够独立于其他步骤而预先进行。在此,载体元件能够是由透明塑料制成的柔性膜,但也能够包括例如由玻璃或同样塑料制成的刚性载体。
在随后的第二步骤S2中,提供形成符号元件的成形体。为此,成形体在一侧上具有至少一个凹陷部。成形体因此构成腔室。在所述步骤中,也能够借助于注塑成型方法在先前的步骤中单独生产成形体。为此可以单独生产每个成形体,或者借助于注塑成型方法制造多个成形体,然后将其分开。
在随后的步骤S3中,在载体元件上围绕至少一个光电子器件施加粘合材料。替代地,也能够在成形体的具有凹陷部和腔室的侧部上施加粘合材料,其中粘合材料不填充到腔室或凹陷部中。呈粘合层或粘合膜形式的粘合材料用于随后将成形体固定在载体元件处。在步骤S4中,此时将成形体定位在载体元件上,使得凹陷部正好位于至少一个光电子器件的上方。
随后,在步骤S5中,将成形体安置在载体元件上并在步骤S6中与其粘合或固定在其处。光电子器件此时位于凹陷部中,其中与光电子器件相比凹陷部本身更深且稍大。由此,在至少一个光电子器件的光出射侧和侧面与成形体的材料之间存在中间空间。
通过较大的凹陷部可以补偿在成形体的定位中的可能的不精确性或在载体元件上制造主体期间的生产公差。
在一个替代的设计方案中,提供载体元件,如在上面描述的步骤S1中那样,在所述载体元件上施加光电子器件。为了根据所提出的原理产生中间空间,在所述示例中,代替成形体,将在相应的光电子器件的区域中具有对应的凹部的间隔膜施加在载体上并固定在所述载体处。间隔膜如载体那样同样由透明材料制成。通过间隔膜中的凹部围绕至少一个光电子器件产生中间空间。同时,间隔膜的厚度大于光电子器件的高度,因此其突出超过一个或多个器件。因此,间隔膜围绕光电子器件产生中间空间。
然后提供结构化膜。结构化膜被构成为使得其包含呈符号元件形式的结构。例如,将扩散颗粒、吸收颗粒、转换颗粒或其组合引入结构化膜中以构成符号。将结构化膜直接施加在间隔膜上,使得所述结构化膜完全覆盖其中具有光电子器件的中间空间。因此,结构化膜与间隔膜一起形成成形体。
在一些方面中,成形体还能够在其侧壁的一些处被粗糙化。替代地,可以将反射层施加在其侧壁的至少一些处。然而,这种反射层也能够布置在成形体的面向载体的一侧上。同样地,可以在成形体的凹陷部中在侧壁上构成反射层。通过所述部位处的反射层改进了在接通状态下的显示元件的效率。代替反射层,吸收层也能够存在于所述部位处,使得显示元件的接通状态或关断状态下的对比进而两种状态下的符号更清晰可见地显示给用户。此外,步骤S3中引入的粘合材料同样能够构成有反射或吸收颗粒。
附图标记列表
1、1b、1c 显示元件
10 成形体
10b、10c 成形体
11 载体
12、13 馈线
16 反射层
17 反射层
20 腔室、凹陷部
30 光电子器件
31、32 接触盘
40 玻璃层
81、82 玻璃层
83 材料层
85 触敏传感器
85b 馈线
90 玻璃层

Claims (23)

1.一种显示元件,包括:
-载体元件,在所述载体元件上布置有用于产生第一波长的光的至少一个光电子器件,所述至少一个光电子器件具有光出射侧,其中所述光出射侧限定主放射方向,并且所述至少一个光电子器件与所述载体元件上的多个连接线连接;
-形成符号元件的成形体,所述成形体具有至少一个凹陷部并且与所述载体元件连接,使得所述至少一个光电子器件布置在所述至少一个凹陷部中,其中在所述至少一个光电子器件的光出射侧与所述成形体之间存在由凹陷部形成的中间空间;
其中,在所述至少一个光电子器件的关断状态下,由所述成形体形成的符号元件在所述显示元件的俯视图中对用户是可见的。
2.根据权利要求1所述的显示元件,其中,所述载体元件包括多个光电子器件,并且形成所述符号元件的成形体包括与所述多个光电子器件相对应数量的凹陷部,其中光电子器件分别布置在与所述多个光电子器件相对应数量的凹陷部中的一个凹陷部中。
3.根据权利要求2所述的显示元件,其中,所述多个光电子器件在所述载体元件上的位置模仿所述符号元件的形状。
4.根据权利要求1所述的显示元件,其中,所述载体元件包括多个光电子器件,并且所述多个光电子器件中的至少两个布置在所述成形体的至少一个凹陷部中,使得在所述两个光电子器件的光出射侧与所述成形体之间形成由凹陷部形成的中间空间。
5.根据前述权利要求之一所述的显示元件,其中,所述至少一个光电子器件的侧面与凹陷部的侧面间隔开以形成中间空间。
6.根据前述权利要求之一所述的显示元件,其中,由凹陷部形成的中间空间具有20μm至100μm的高度,并且特别是具有40μm至60μm的高度。
7.根据前述权利要求之一所述的显示元件,其中,所述至少一个光电子器件的边缘长度在小于500μm、特别是小于200μm、特别是小于100μm的范围内,其中所述至少一个光电子器件可选地被构成为水平发光二极管。
8.根据前述权利要求之一所述的显示元件,其中,所述成形体具有基本上均匀分布的扩散颗粒,特别是TiO2、Al2O3、PMMA或PC。
9.根据前述权利要求1至8之一所述的显示元件,其中,所述成形体具有扩散颗粒,所述扩散颗粒的在所述成形体中的浓度还随着与所述至少一个光电子器件的间距的增加而增加。
10.根据前述权利要求之一所述的显示元件,其中,所述成形体具有基本上均匀分布的吸收颗粒,特别是碳黑颗粒。
11.根据前述权利要求之一所述的显示元件,其中,所述成形体包括转换颗粒,所述转换颗粒被构成为将由所述至少一个光电子器件发出的光转换成不同波长的光。
12.根据权利要求11所述的显示元件,其中,所述转换颗粒的在所述成形体中的浓度随着与所述至少一个光电子器件的间距的增加而变化。
13.根据前述权利要求之一所述的显示元件,其中,所述成形体的侧壁构成有粗糙部或反射材料。
14.根据前述权利要求之一所述的显示元件,其中,反射层至少局部地设置在所述载体元件与所述成形体之间。
15.根据前述权利要求之一所述的显示元件,其中,所述凹陷部的侧壁具有反射层。
16.根据前述权利要求之一所述的显示元件,其中,所述成形体借助于反射粘合剂层固定在所述载体元件处。
17.根据前述权利要求之一所述的显示元件,其中,所述凹陷部的与所述至少一个光电子器件的光出射侧相对的一侧具有弯曲形状。
18.根据前述权利要求之一所述的显示元件,其中,所述中间空间填充有介质,特别是气体,与所述成形体的材料相比,所述介质具有更低的折射率。
19.根据前述权利要求之一所述的显示元件,其中,所述至少一个光电子器件被构成用于产生一种颜色的光或产生具有至少两种颜色的光、特别是绿色和/或红色的光。
20.一种用于制造显示元件的方法,所述方法包括以下步骤
-提供载体元件,在所述载体元件上布置有用于产生第一波长的光的至少一个光电子器件,所述至少一个光电子器件具有光出射侧,其中所述光出射侧限定主放射方向,并且所述至少一个光电子器件与所述载体元件上的多个连接线连接;
-提供形成符号元件的成形体,其中所述成形体具有至少一个凹陷部;
-在所述载体元件上布置所述成形体,使得所述至少一个光电子器件布置在所述至少一个凹陷部中;
-将所述成形体固定在所述载体元件上,使得在所述至少一个光电子器件的光出射侧与所述成形体之间存在由凹陷部形成的中间空间;并且在所述至少一个光电子器件的关断状态下,由所述成形体形成的符号元件在所述显示元件的俯视图中对用户是可见的。
21.根据权利要求20所述的方法,其中,提供成形体包括以下步骤中的至少一个:
-将所述成形体的至少一些侧壁粗糙化;
-在所述成形体的至少一些侧壁上构成反射层;
-在所述成形体的至少一些侧壁上构成吸收层;和
-在所述成形体的凹陷部的侧壁上构成反射层。
22.根据权利要求20或21所述的方法,其中,布置所述成形体包括:
-从所述载体元件或所述成形体施加粘合剂、特别是具有反射颗粒的粘合剂。
23.根据权利要求20至22之一所述的方法,其中,提供所述成形体包括以下步骤中的至少一个:
-对成形体注塑成型;
-对多个成形体注塑成型随后将其分开;
-在注塑成型过程期间引入扩散颗粒和/或转换颗粒,其中所述扩散颗粒和/或所述转换颗粒的浓度随着与LED的间距的增加而改变,并且特别是增加。
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