DE102017204574A1 - Display element and device for operating the same - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Anzeigeelement (100), das zwischen einem rückseitigen Trägermaterial (102) und einem vorderseitigen, transparenten Deckmaterial (104) eine elektroaktive Komponente (106) zum Anregen des Anzeigeelements (100) zu einer Schwingung und eine elektrolumineszente Komponente (108) zum Anregen des Anzeigeelements (100) zum Leuchten (110) aufweist.The invention relates to a display element (100) comprising between a rear substrate (102) and a front, transparent cover material (104) an electroactive component (106) for exciting the display element (100) into a vibration and an electroluminescent component (108) Excitation of the display element (100) for lighting (110).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.The invention is based on a device or a method according to the preamble of the independent claims. The subject of the present invention is also a computer program.
Die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Anzeigeelement, ein Verfahren zum Betreiben eines Anzeigeelements, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, ein Bedienelement sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.Against this background, with the approach presented here, a display element, a method for operating a display element, furthermore a device which uses this method, an operating element and finally a corresponding computer program according to the main claims are presented. The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim device are possible.
Elektrolumineszenz kann durch ein elektrisches Feld angeregt werden. Dazu kann ein elektrisch isolierender Leuchtstoff zwischen zwei Elektroden angeordnet werden. Die Elektroden mit dem Isolator dazwischen bilden einen Kondensator beziehungsweise eine Kapazität. Wenn an die Elektroden eine Wechselspannung angelegt wird, beginnt der Leuchtstoff zu leuchten.Electroluminescence can be excited by an electric field. For this purpose, an electrically insulating phosphor can be arranged between two electrodes. The electrodes with the insulator in between form a capacitor or a capacitor. When an AC voltage is applied to the electrodes, the phosphor starts to glow.
Eine schwingungserzeugende Komponente kann ebenfalls durch ein elektrisches Feld angeregt werden. Dazu kann ein elektrisch isolierendes, elektroaktives Material zwischen zwei Elektroden angeordnet werden. Die Elektroden mit dem Isolator dazwischen bilden einen Kondensator beziehungsweise eine Kapazität. Wenn an die Elektroden eine Wechselspannung angelegt wird, verformt sich das elektroaktive Material mit einer Frequenz der Wechselspannung, und eine Schwingung resultiert.A vibration generating component may also be excited by an electric field. For this purpose, an electrically insulating, electroactive material can be arranged between two electrodes. The electrodes with the insulator in between form a capacitor or a capacitor. When an AC voltage is applied to the electrodes, the electroactive material deforms at a frequency of the AC voltage, and oscillation results.
In einem Anzeigeelement können die lichterzeugende Komponente und die schwingungserzeugende Komponente integriert werden. Dabei können die lichterzeugende Komponente und die schwingungserzeugende Komponente getrennt voneinander angesteuert werden.In a display element, the light-generating component and the vibration-generating component can be integrated. In this case, the light-generating component and the vibration-generating component can be controlled separately.
Es wird ein Anzeigeelement vorgestellt, das zwischen einem rückseitigen Trägermaterial und einem vorderseitigen, transparenten Deckmaterial eine elektroaktive Komponente zum Anregen des Anzeigeelements zu einer Schwingung und eine elektrolumineszente Komponente zum Anregen des Anzeigeelements zum Leuchten aufweist.A display element is presented, which has an electroactive component between a rear-side carrier material and a front-side, transparent cover material for exciting the display element into a vibration and an electroluminescent component for exciting the display element for illumination.
Unter einem Anzeigeelement kann ein Teil eines Bedienelements verstanden werden. Eine elektroaktive Komponente kann ein elektroaktives Polymer umfassen und auf ein angelegtes elektrisches Feld mit einer Verformung reagieren. Eine elektrolumineszente Komponente kann einen elektrolumineszenten Farbstoff beziehungsweise ein elektrolumineszentes Pigment aufweisen und auf ein angelegtes elektrisches Feld mit einer Lichtemission reagieren.A display element can be understood as part of a control element. An electroactive component may comprise an electroactive polymer and react to an applied electric field with deformation. An electroluminescent component may comprise an electroluminescent dye or an electroluminescent pigment and react to an applied electric field with a light emission.
Die elektroaktive Komponente kann zwischen dem Trägermaterial und der elektrolumineszenten Komponente angeordnet sein. Dadurch kann das Licht der elektrolumineszenten Komponente durch das transparente Deckmaterial scheinen.The electroactive component may be disposed between the support material and the electroluminescent component. Thereby, the light of the electroluminescent component can shine through the transparent cover material.
Die elektroaktive Komponente und die elektrolumineszente Komponente können vorderseitig und rückseitig über Elektroden elektrisch kontaktiert sein. Die elektroaktive Komponente und die elektrolumineszente Komponente können über eine gemeinsame Elektrode kontaktiert sein. Durch eine Mehrfachverwendung einer Elektrode kann Material eingespart werden. Weiterhin kann zumindest ein Arbeitsschritt beim Herstellen eingespart werden.The electroactive component and the electroluminescent component may be electrically contacted on the front side and rear side via electrodes. The electroactive component and the electroluminescent component may be contacted via a common electrode. By multiple use of an electrode material can be saved. Furthermore, at least one working step can be saved during manufacture.
Die elektroaktive Komponente kann zumindest eine elektroaktive Polymerschicht aufweisen. Die elektroaktive Komponente kann eine Mehrzahl von übereinander angeordneten Polymerschichten aufweisen. Die Polymerschichten können einzeln elektrisch kontaktiert sein.The electroactive component may comprise at least one electroactive polymer layer. The electroactive component may comprise a plurality of superimposed polymer layers. The polymer layers can be contacted individually electrically.
Das Anzeigeelement kann eine Druckerfassungseinrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, einen Druck auf das Anzeigeelement in einem elektrischen Signal abzubilden. Die Druckerfassungseinrichtung kann in das Anzeigeelement integriert sein.The display element may comprise a pressure detection device, which is designed to image a pressure on the display element in an electrical signal. The pressure detection device can be integrated in the display element.
Die Druckerfassungseinrichtung kann die oder eine weitere elektroaktive Komponente aufweisen. Zum Erfassen des Drucks kann das gleiche Material, wie zum Erzeugen der Schwingung verendet werden. Dadurch kann der Aufbau des Anzeigeelements vereinfacht werden.The pressure sensing device may comprise the or another electroactive component. For detecting the pressure, the same material as for generating the vibration may be used. Thereby, the structure of the display element can be simplified.
Die Druckerfassungseinrichtung kann zwischen dem Trägermaterial und dem Deckmaterial angeordnet sein. Die Druckerfassungseinrichtung kann dadurch vor Umwelteinflüssen geschützt sein.The pressure detection device may be arranged between the carrier material and the cover material. The pressure detection device can be protected from environmental influences.
Weiterhin wird eine Vorrichtung zum Betreiben eines Anzeigeelements gemäß dem hier vorgestellten Ansatz vorgestellt, wobei die Vorrichtung die folgenden Merkmale aufweist:
- eine erste Spannungsquelle zum Versorgen der elektrolumineszenten Komponente;
- eine zweite Spannungsquelle zum Versorgen der elektroaktiven Komponente; und
- eine Logik zum Ansteuern der ersten Spannungsquelle und der zweiten Spannungsquelle.
- a first voltage source for supplying the electroluminescent component;
- a second voltage source for supplying the electroactive component; and
- a logic for driving the first voltage source and the second voltage source.
Die Spannungsquellen können Wechselspannungsquellen sein. Die Logik kann als Controller bezeichnet werden.The voltage sources can be AC voltage sources. The logic can be called a controller.
Ferner wird ein Bedienelement für ein Fahrzeug mit einer Bedienoberfläche vorgestellt, die zumindest ein Anzeigeelement gemäß dem hier vorgestellten Ansatz und zumindest eine Vorrichtung gemäß dem hier vorgestellten Ansatz aufweist.Furthermore, an operating element for a vehicle with a user interface is presented which has at least one display element according to the approach presented here and at least one device according to the approach presented here.
Das Bedienelement kann eine Mehrzahl an Anzeigeelementen umfassen. Jedes der Anzeigeelemente kann ausgeformt sein, um ein von einer Anzeige des Bedienelements anzeigbares Symbol anzuzeigen. Ebenso können die Anzeigeelemente als einzeln ansteuerbare Bildpunkte einer solchen Anzeige ausgebildet sein, die zusammen eine grafische Information abbilden können. Beispielsweise können die Anzeigeelemente dazu nebeneinander in einem Raster angeordnet sein. Symbole und/oder grafische Informationen können auch durch die Schwingungen ertastbar bereitgestellt werden.The operating element may comprise a plurality of display elements. Each of the display elements may be formed to display an icon displayable by a display of the control. Likewise, the display elements may be formed as individually controllable pixels of such a display, which together can map a graphic information. For example, the display elements can be arranged side by side in a grid. Symbols and / or graphical information can also be made tactile by the vibrations.
Je nach Ausführungsform kann ein Anzeigeelement somit beispielsweise eine Fläche von weniger als einem Quadratzentimeter, weniger als einem Quadratmillimeter oder weniger als einem Quadratmikrometer einer Fläche einer Anzeige des Bedienelements abdecken. Umso kleiner ein einzelnes Anzeigeelement ausgeführt ist, umso feinstrukturierter können bildliche oder haptische Muster durch die Mehrzahl von Anzeigeelementen des Bedienelements dargestellt werden.Thus, depending on the embodiment, a display element may cover, for example, an area of less than one square centimeter, less than one square millimeter or less than one square micrometer of an area of a display of the control. The smaller the size of a single display element, the more finely structured pictorial or haptic patterns can be represented by the plurality of display elements of the control element.
Ein Verfahren zum Betreiben eines Anzeigeelements gemäß dem hier vorgestellten Ansatz weist die folgenden Schritte auf:
- Anlegen eines elektrischen Wechselfelds an die elektroaktive Komponente, um das Anzeigeelement zu einer Schwingung anzuregen; und
- Anlegen eines elektrischen Wechselfelds an die elektrolumineszente Komponente, um das Anzeigeelement zu beleuchten.
- Applying an alternating electric field to the electroactive component to cause the display element to vibrate; and
- Applying an alternating electrical field to the electroluminescent component to illuminate the display element.
Das elektrische Wechselfeld kann an die elektrolumineszente Komponente angelegt werden, wenn eine Berührung des Anzeigeelements erkannt wird.The alternating electric field can be applied to the electroluminescent component when a touch of the display element is detected.
Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.This method can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in a control unit.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.Also of advantage is a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above is used, especially when the program product or program is executed on a computer or a device.
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung eines Anzeigeelements gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
2 eine Darstellung einer elektrolumineszenten Folie; -
3 eine schematische Darstellung eines Bedienelements gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
4 einen Schaltplan einer Vorrichtung zum Betreiben eines Anzeigeelements gemäß einem Ausführungsbeispiel; Die 5 bis16 Darstellungen eines Bedienens eines Bedienelements gemäß einem Ausführungsbeispiel;-
17 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben eines Anzeigeelements gemäß einem Ausführungsbeispiel; und -
18 eine schematische Darstellung eines Bedienelements gemäß einem Ausführungsbeispiel.
-
1 a schematic representation of a display element according to an embodiment; -
2 a representation of an electroluminescent film; -
3 a schematic representation of an operating element according to an embodiment; -
4 a circuit diagram of an apparatus for operating a display element according to an embodiment; - The
5 to16 Representations of an operation of a control element according to an embodiment; -
17 a flowchart of a method for operating a display element according to an embodiment; and -
18 a schematic representation of an operating element according to an embodiment.
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similar acting, with a repeated description of these elements is omitted.
In einem Ausführungsbeispiel weist das Anzeigeelement
Mit anderen Worten wird eine gedruckte elektrolumineszente Fläche
Es wird eine elektrolumineszente leuchtende Fläche
Die Berührungskraft der Fläche
Elektrolumineszente Beschichtungen
Ein typischer Aufbau einer elektrolumineszenten Fläche
Damit entsteht die sogenannte Front-Elektrode
Als eine elektrische Isolierschicht
Als Verkapselung kann eine letzte Schicht
Es ist möglich den gesamten Aufbauprozess in einer umgekehrten Reihenfolge durchzuführen, was als sogenanntes „reverse Build“ bezeichnet wird. In diesem Prozess wird als erster Schritt auf die undurchsichtige Schutzfläche
Die Komponenten
Die erste Spannungsquelle
Zwischen der Rückelektrode
In einem Ausführungsbeispiel ist zwischen der elektrolumineszenten Komponente 108 und der Zwischenelektrode
Bei dem hier vorgestellten Ansatz ist die dielektrische Isolierschicht, wie sie in
Die Schwingungen, die durch die elektroaktive Polymerschicht
In einem weiteren Funktionsmodus wird eine Schwingung nur nach der Berührung der Sensorfläche
Mit anderen Worten ist in
Ein E-Feld wird zwischen den Front- und Rückelektroden
Als EAP-Funktionsmaterial
Elektroaktive Polymerschichten
Weil die meisten elektrolumineszenten Werkstoffe
Mit anderen Worten zeigt
Die
Eine haptische Rückkopplung
Nicht nur Touchdisplays
In
In
In
Die Darstellung in den
In einem Ausführungsbeispiel wird in der Ausgangssituation die Kontur
In
In
In
In den
In einem Ausführungsbeispiel überlappen die Sensorflächen
In
In
In
In
In
In
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102009006260 A1 [0002]DE 102009006260 A1
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