DE102019200396A1

DE102019200396A1 - Deckglas für eine Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE102019200396A1
Application number: DE102019200396.6A
Authority: DE
Inventors: Michael Hein
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2019-01-15
Filing date: 2019-01-15
Publication date: 2020-07-16

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Deckglas (1) für eine Anzeigevorrichtung (2), eine Anzeigevorrichtung (2) mit einem solchen Deckglas (1) sowie ein Fortbewegungsmittel, das eine solche Anzeigevorrichtung (2) verwendet. Das Deckglas (1) weist zumindest einen starren Bereich (10) und einen biegsamen Bereich (11) auf. Der zumindest eine starre Bereich (10) weist dabei eine erste Dicke (d) auf. Der biegsame Bereich (11) weist eine zweite Dicke (d) auf, die kleiner als die erste Dicke (d) ist. Der zumindest eine starre Bereich (10) dient als Schutz für ein Display (20).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Deckglas für eine Anzeigevorrichtung. Die Erfindung betrifft zudem eine Anzeigevorrichtung mit einem solchen Deckglas sowie ein Fortbewegungsmittel, das eine solche Anzeigevorrichtung verwendet.
Im Zuge der zunehmenden Nutzung von Displays in Kraftfahrzeugen wird oftmals nicht mehr nur ein einzelnes Display verbaut, beispielsweise als Anzeigevorrichtung für ein Kombiinstrument, sondern eine Gruppe von Displays. Beispielsweise kann ein Doppeldisplay verbaut sein, das ein digitales Kombiinstrument und ein Infotainmentdisplay umfasst.
Bei derartigen Doppeldisplays sollen die einzelnen Displays üblicherweise bündig nebeneinander verbaut sein und wie ein durchgehendes Displayband wirken.
Eine erste Möglichkeit dies zu erreichen besteht darin, zwei Displays hinter einem gemeinsamen Deckglas anzuordnen. Ohne weitere Maßnahmen werden dabei durch das Deckglas allerdings Reflexionen und Doppelbilder verursacht, die die Ablesbarkeit der Displays verschlechtern. Bis zu einem gewissen Grad kann dies durch die Verwendung eines entspiegelten Deckglases abgemildert werden.
Bessere Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn die zwei Displays mit dem gemeinsamen Deckglas optisch gebondet, d.h. glasklar verklebt werden.
Bei der Fertigung von Deckgläsern für Anzeigevorrichtungen werden derzeit große Deckgläser in ebener Form verarbeitet. Allerdings besteht ein Interesse seitens der Kunden an gebogenen Deckgläsern, um ein homogenes Design ohne Fugen zu erreichen.
Für die Fertigung von gebogenen Deckgläsern stehen zurzeit zwei verschiedene Technologien zur Verfügung, die Warmverformung und die Kaltverformung. Bei der Warmverformung wird das Glas in einem heißen Zustand verformt, so dass es nach dem Erkalten die gewünschte gebogene Form aufweist. Allerdings weist warmverformtes Glas hohe Fertigungstoleranzen auf. Zudem ist die Fertigung sehr aufwendig und energieintensiv, was zu hohen Kosten führt.
In diesem Zusammenhang offenbart EP 2 679 550 A1 ein Verfahren zur Herstellung von konturiertem Glas, bei dem ein Flachglas auf eine Biegeform aufgelegt und anschließend gemeinsam mit der Biegeform auf eine Temperatur oberhalb der Erweichungstemperatur von Glas aufgeheizt wird.
Bei der Kaltverformung wird das ebene Glas während der Fertigung des Deckglases im erkalteten Zustand gebogen und in der gebogenen Form fixiert. Dies erfordert allerdings die Verwendung sehr dünner Gläser, so dass das Deckglas empfindlich ist und leicht brechen kann. Zudem werden aufgrund der Fixierung in der gebogenen Form Kräfte auf ein unter dem Deckglas angeordnetes Display übertragen, was zu einer Beeinträchtigung der Bildqualität führen kann.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Deckglas für eine Anzeigevorrichtung bereitzustellen, das in einer gebogenen Form verbaut werden kann und dabei die oben genannten Nachteile vermeidet.
Diese Aufgabe wird durch ein Deckglas für eine Anzeigevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist ein Deckglas für eine Anzeigevorrichtung zumindest einen starren Bereich und einen biegsamen Bereich auf. Der zumindest eine starre Bereich weist dabei eine erste Dicke auf. Der biegsame Bereich weist eine zweite Dicke auf, die kleiner als die erste Dicke ist. Beispielsweise liegt die erste Dicke im Bereich von 1 mm bis 3 mm. Die zweite Dicke liegt dann z.B. im Bereich von 0,2 mm bis 0,5 mm.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird zumindest ein Bereich des Deckglases in einer Dicke ausgeführt, die ausreichend Stabilität und Widerstandsfähigkeit bietet. Zumindest ein weiterer Bereich des Deckglases wird hingegen so dünn hergestellt, dass das Glas in dem Winkel gebogen werden kann, der dem gewünschten Design zu Grunde liegt. Das Biegen des Glases kann dabei einerseits in Form einer Kaltverformung erfolgen, es kann aber auch eine Warmverformung durchgeführt werden. In diesem Fall wird aufgrund der geringen Dicke des zu biegenden Bereichs nur eine reduzierte Energiemenge benötigt. Das erfindungsgemäße Deckglas verbindet somit die Vorteile eines dicken Glases mit der Biegsamkeit eines dünnen Glases. Die Dicke des biegsamen Bereichs ist nicht notwendigerweise konstant, sie kann innerhalb des biegsamen Bereichs auch variieren. Vorzugsweise ist zwischen dem starren Bereich und dem biegsamen Bereich ein Übergangsbereich angeordnet, in dem die Dicke zwischen den beiden gewünschten Werten übergeht. Dies verringert Spannungen an den Grenzen zwischen den verschiedenen Bereichen und senkt eine daraus resultierende Bruchgefahr.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der zumindest eine starre Bereich eben ausgestaltet. Durch die ebene Ausgestaltung ist der starre Bereich optimal dafür geeignet, als Schutz für ein herkömmliches, ebenes Display zu dienen. Dazu kann das Display beispielsweise unter Verwendung eines optischen Klebers mit dem starren Bereich verbunden werden. Der biegsame Bereich des Deckglases kann genutzt werden, um einen homogenen gebogenen Übergang zu einer an das Deckglas angrenzenden Fläche zu realisieren. Ebenso ist es möglich, dass der biegsame Bereich des Deckglases als Abdeckung für ein gebogenes Display dient. Dazu erfolgt vorzugsweise ein optisches Bonding zwischen dem biegsamen Bereich und dem gebogenen Display.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Deckglas zwei starre Bereiche auf, zwischen denen ein biegsamer Bereich angeordnet ist. Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, wenn zwei Displays in einem Winkel zueinander angeordnet werden sollen. Dazu können die Displays jeweils mit dem entsprechenden starren Bereich optisch gebondet werden. Der gewünschte Winkel zwischen den Displays wird dann mit Hilfe des biegsamen Bereichs realisiert, wobei keine Kräfte auf die Anzeigeflächen der Displays ausgeübt werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Deckglas einen zusätzlichen Bereich für ein berührungsempfindliches Sensorelement auf. Dies ermöglicht eine optisch ansprechende Integration einer Bedienfunktion. Bei dem berührungsempfindlichen Sensorelement kann es sich beispielsweise um einen Touch-Slider handeln, z.B. einen kapazitiven Schieberegler. Der zusätzliche Bereich kann an einen starren Bereich angrenzen oder in Form einer Aussparung eines starren Bereichs ausgebildet sein. Die Dicke des Bereichs für das berührungsempfindliche Sensorelement kann identisch mit der Dicke des biegsamen Bereichs sein, sie kann aber auch davon abweichen.
Zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Deckglases kann ein mehrstufiges Verfahren genutzt werden. Zunächst wird Flachglas entsprechend der gewünschten Größe des Deckglases zugeschnitten. Nach dem Zuschnitt werden die Glaskanten geschliffen und poliert. Im Anschluss werden die gewünschten biegsamen Bereiche durch Schleifen von Dünnstellen erzeugt. Alternativ kann dazu auch ein Ätzvorgang genutzt werden. Die Dünnstellen werden schließlich poliert. Optional können noch zusätzliche Schritte folgen, z.B. ein Härten des Deckglases oder eine Oberflächenveredelung, z.B. durch Aufbringen einer Antireflexbeschichtung oder einer Reinigungsschicht. Schließlich kann sich noch eine Bedruckung der Rückseite anschließen, bei der z.B. ein Schwarzdruck aufgebracht werden kann.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist eine Anzeigevorrichtung mit zumindest einem Display ein erfindungsgemäßes Deckglas auf. Das zumindest eine Display ist dabei mit dem Deckglas optisch gebondet. Ein starrer Bereich des Deckglases ist dazu in einer Dicke ausgeführt, die ausreichend Stabilität und Widerstandsfähigkeit bietet. Zumindest ein weiterer Bereich des Deckglases wird hingegen so dünn hergestellt, dass das Glas in einem gewünschten Winkel gebogen werden kann. Vorzugsweise ist der starre Bereich eben ausgestaltet, so dass er optimal dafür geeignet ist, als Schutz für ein herkömmliches, ebenes Display zu dienen. Der biegsame Bereich des Deckglases kann genutzt werden, um einen homogenen gebogenen Übergang zu einer an das Deckglas angrenzenden Fläche zu realisieren. Auf diese Weise kann die Anzeigevorrichtung nahtlos in eine Einbauumgebung integriert werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Anzeigevorrichtung zwei Displays auf. In diesem Fall weist das Deckglas vorzugsweise zwei starre Bereiche auf, zwischen denen ein biegsamer Bereich angeordnet ist. Die Displays können dann jeweils mit dem entsprechenden starren Bereich optisch gebondet sein. Mit Hilfe des biegsamen Bereichs kann ein gewünschter Winkel zwischen den Displays realisiert werden, ohne dass Kräfte auf die Anzeigeflächen der Displays ausgeübt werden.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist zumindest eines der Displays gekrümmt ausgestaltet. In diesem Fall dient der biegsame Bereich des Deckglases als Schutz für das gekrümmte Display. Dazu erfolgt vorzugsweise ein optisches Bonding zwischen dem biegsamen Bereich und dem gekrümmten Display. Bei dieser Lösung werden zwar Kräfte auf das gekrümmte Display ausgeübt, im Gegenzug wird aber die Kombination eines ebenen und eines gekrümmten Displays mit einem einzigen Deckglas ermöglicht.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist die Anzeigevorrichtung ein berührungsempfindliches Sensorelement auf. Das berührungsempfindliche Sensorelement kann z.B. ein Touch-Slider sein. In diesem Fall weist das Deckglas vorzugsweise einen zusätzlichen Bereich für ein berührungsempfindliches Sensorelement auf, was eine optisch ansprechende Integration einer Bedienfunktion in die Anzeigevorrichtung ermöglicht. Der zusätzliche Bereich kann an einen starren Bereich angrenzen oder in Form einer Aussparung eines starren Bereichs ausgebildet sein.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist ein Fortbewegungsmittel eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung zum Anzeigen von Informationen für einen Nutzer des Fortbewegungsmittels auf. Vorzugsweise ist die Anzeigevorrichtung dabei in eine Bedientafel für das Fortbewegungsmittel integriert, z.B. in eine Armaturentafel. Bei dem Fortbewegungsmittel kann es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug oder ein Luftfahrzeug handeln. Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Lösung auch in anderen Umgebungen oder für andere Anwendungen genutzt werden, z.B. in Lastkraftwagen, in der Bahntechnik und im ÖPNV, bei Kranen und Baumaschinen, etc.
Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den angehängten Ansprüchen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich.
Figurenliste

1 zeigt einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines Deckglases für eine Anzeigevorrichtung in einem nicht gebogenen Zustand;
2 zeigt das Deckglas aus 1 in einem gebogenen Zustand;
3 zeigt das Deckglas aus 1 mit optisch gebondeten Displays;
4 zeigt das Deckglas aus 3 mit einem zusätzlichen Bereich für ein berührungsempfindliches Sensorelement;
5 zeigt eine Draufsicht auf das Deckglas aus 4;
6 zeigt einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Deckglases für eine Anzeigevorrichtung in einem nicht gebogenen Zustand;
7 zeigt das Deckglas aus 6 in einem gebogenen Zustand;
8 zeigt das Deckglas aus 6 mit optisch gebondeten Displays, und
9 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Deckglases.

Figurenbeschreibung
Zum besseren Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren detaillierter erläutert. Gleiche Bezugszeichen werden in den Figuren für gleiche oder gleichwirkende Elemente verwendet und nicht notwendigerweise zu jeder Figur erneut beschrieben. Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt und dass die beschriebenen Merkmale auch kombiniert oder modifiziert werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den angehängten Ansprüchen definiert ist.
1 zeigt einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform eines Deckglases 1 für eine Anzeigevorrichtung in einem nicht gebogenen Zustand. Bei dieser Ausführungsform weist das Deckglas 1 zwei starre Bereiche 10 auf. Diese Bereiche 10 haben eine Dicke d₁ , die so gewählt ist, dass eine gewünschte Stabilität und Widerstandsfähigkeit erzielt wird. Beispielsweise liegt die Dicke d₁ im Bereich von 1 mm bis 3 mm. Zwischen den beiden starren Bereichen 10 ist ein biegsamer Bereich 11 angeordnet. Dieser hat eine Dicke d₂ , die kleiner als die Dicke d₁ der starren Bereiche 10 ist, z.B. im Bereich von 0,2 mm bis 0,5 mm. Die Dicke d₂ ist so gewählt, dass das Glas in einem gewünschten Winkel gebogen werden kann. Die Dicke d₂ ist nicht notwendigerweise konstant, sie kann innerhalb des biegsamen Bereichs 11 auch variieren. Zur Verringerung von Spannungen an den Grenzen zwischen den verschiedenen Bereichen 10, 11 und einer daraus resultierenden Bruchgefahr erfolgt vorteilhafterweise ein sanfter Übergang zwischen den Bereichen 10, 11 innerhalb eines Übergangsbereichs 13, d.h. es tritt kein Sprung der Dicke von d₁ nach d₂ auf.
2 zeigt das Deckglas 1 aus 1 in einem gebogenen Zustand. Die Krümmung des Deckglases 1 beschränkt sich auf den gezielt biegsam gestalteten zentralen Bereich 11 sowie auf die Übergangsbereiche 13. Aufgrund der gewählten Dicke d₁ der starren Bereiche 10 verformen sich diese ihrerseits nicht, bzw. allenfalls marginal.
3 zeigt das Deckglas 1 aus 1 mit optisch gebondeten Displays 20. In diesem Beispiel handelt es sich um zwei ebene Displays 20, die zusammen mit dem Deckglas 1 eine Anzeigevorrichtung 2 bilden. Die beiden Displays 20 sind mittels einer Bondingschicht 22, d.h. einer Schicht eines optisch klaren Klebers, mit den starren Bereichen 10 des Deckglases 1 optisch gebondet. Das Deckglas 1 ist zudem mit einem Schwarzdruck 23 versehen. Dieser dient der Realisierung einer homogenen Displayoberfläche. Die Öffnung der durch der Schwarzdruck 23 gebildeten Maskierung ist in der Regel in Breite und Höhe geringfügig größer ausgeführt als die aktive Fläche des jeweiligen Displays 20. So wird garantiert, dass auch bei Parallaxeffekten durch das im Vergleich zum Schwarzdruck 23 tiefer liegende Display 20 alle Pixel des Displays 20 bis zum Rand der aktiven Fläche sichtbar bleiben. Insbesondere bei einer hellen Ausführung einer auf dem Display 20 dargestellten Nutzerschnittstelle kann es hingegen auch sinnvoll sein, die Öffnung der Maskierung kleiner als die aktive Anzeigefläche auszuführen, um einen dunklen Rand um die aktive Fläche zu vermeiden.
4 zeigt das Deckglas 1 aus 3 mit einem zusätzlichen Bereich 12 für ein berührungsempfindliches Sensorelement 3. 5 zeigt eine entsprechende Draufsicht auf das Deckglas 1, in der der zusätzliche Bereich 12 gestrichelt eingezeichnet ist. In diesem Fall ist der zusätzliche Bereich 12 für das berührungsempfindliche Sensorelement 3 in Form einer Aussparung des linken starren Bereichs 10 ausgebildet, in die das berührungsempfindliche Sensorelement 3 eingelassen ist. Der zusätzliche Bereich 12 kann alternativ auch an einen der starren Bereiche 10 angrenzen. Die Dicke d₃ des zusätzlichen Bereichs 12 liegt in diesem Beispiel zwischen der Dicke d₁ der starren Bereiche 10 und der Dicke d₂ des biegsamen Bereichs 11. Sie kann aber auch identisch mit der Dicke d₂ des biegsamen Bereichs 11 oder kleiner als die Dicke d₂ des biegsamen Bereichs 11 sein. Vorzugsweise erfolgt auch hier wieder ein sanfter Übergang zwischen den Dicken d₁ , d₂ , d₃ der verschiedenen Bereiche 10, 11, 12.
6 zeigt einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform eines Deckglases 1 für eine Anzeigevorrichtung in einem nicht gebogenen Zustand. Bei dieser Ausführungsform weist das Deckglas 1 einen starren Bereich 10 und einen daran angrenzenden biegsamen Bereich 11 auf. Der starre Bereich 10 hat wie zuvor eine Dicke d₁ , die so gewählt ist, dass eine gewünschte Stabilität und Widerstandsfähigkeit erzielt wird. Der biegsame Bereich 11 hat eine Dicke d₂ , die kleiner als die Dicke d₁ des starren Bereichs 10 ist. Die Dicke d₂ ist so gewählt, dass das Glas in einem gewünschten Winkel gebogen werden kann. Auch hier ist die Dicke d₂ nicht notwendigerweise konstant, sie kann innerhalb des biegsamen Bereichs 11 auch in einem gewissen Umfang variieren. Zur Verringerung von Spannungen an den Grenzen zwischen den verschiedenen Bereichen 10, 11 und einer daraus resultierenden Bruchgefahr erfolgt vorteilhafterweise auch bei dieser Ausführungsform ein sanfter Übergang zwischen den Bereichen 10, 11 innerhalb eines Übergangsbereichs 13, d.h. es tritt kein Sprung der Dicke von d₁ nach d₂ auf.
7 zeigt das Deckglas 1 aus 6 in einem gebogenen Zustand. Die Krümmung des Deckglases 1 beschränkt sich auf den gezielt biegsam gestalteten rechten Bereich 11. Aufgrund der gewählten Dicke d₁ des starren Bereichs 10 verformt sich dieser seinerseits nicht, bzw. allenfalls marginal.
8 zeigt das Deckglas aus 7 mit optisch gebondeten Displays 20, 21. In diesem Beispiel handelt es sich auf der linken Seite um ein ebenes Display 20 und auf der rechten Seite um ein gekrümmtes Display 21, die zusammen mit dem Deckglas 1 eine Anzeigevorrichtung 2 bilden. Die beiden Displays 20, 21 sind jeweils mittels einer Bondingschicht 22 mit dem starren Bereich 10 bzw. dem biegsamen Bereich 11 des Deckglases 1 optisch gebondet. Das Deckglas 1 ist auch in dieser Ausführungsform mit einem Schwarzdruck 23 versehen. Zusätzlich kann wiederum ein Bereich für ein berührungsempfindliches Sensorelement in Form einer Aussparung innerhalb des starren Bereichs 10 oder angrenzend an den starren Bereich 10 vorgesehen sein.
9 zeigt ein beispielhaftes Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Deckglases. Zunächst wird Flachglas entsprechend der gewünschten Größe des Deckglases zugeschnitten S1. Nach dem Zuschnitt werden die Glaskanten geschliffen und poliert S2. Im Anschluss werden die gewünschten biegsamen Bereiche durch Schleifen S3 von Dünnstellen erzeugt. Alternativ kann dazu auch ein Ätzvorgang genutzt werden. Die Dünnstellen werden schließlich poliert S4, womit die Herstellung des Deckglases prinzipiell abgeschlossen ist. Optional können noch zusätzliche Schritte folgen, z.B. ein Härten S5 des Deckglases oder eine Oberflächenveredelung S6, z.B. durch Aufbringen einer Antireflexbeschichtung oder einer Reinigungsschicht. Schließlich kann sich noch eine Bedruckung S7 der Rückseite anschließen, bei der der weiter oben beschriebene Schwarzdruck aufgebracht wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2679550 A1 [0008]

Claims

Deckglas (1) für eine Anzeigevorrichtung (2), wobei das Deckglas (1) zumindest einen starren Bereich (10) und einen biegsamen Bereich (11) aufweist.
Deckglas (1) gemäß Anspruch 1, wobei der zumindest eine starre Bereich (10) eine erste Dicke (d₁) aufweist und der biegsame Bereich (11) eine zweite Dicke (d₂) aufweist, die kleiner als die erste Dicke (d₁) ist.
Deckglas (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der zumindest eine starre Bereich (10) eben ausgestaltet ist.
Deckglas (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Deckglas (1) zwei starre Bereiche (10) aufweist, zwischen denen ein biegsamer Bereich (11) angeordnet ist.
Deckglas (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Deckglas (1) einen zusätzlichen Bereich (12) für ein berührungsempfindliches Sensorelement (3) aufweist.
Anzeigevorrichtung (2) mit zumindest einem Display (20) und einem Deckglas (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das zumindest eine Display (20) mit dem Deckglas (1) optisch gebondet ist.
Anzeigevorrichtung (2) gemäß Anspruch 6, wobei die Anzeigevorrichtung (2) zwei Displays (20, 21) aufweist.
Anzeigevorrichtung (2) gemäß Anspruch 7, wobei zumindest eines der Displays (20, 21) gekrümmt ausgestaltet ist.
Anzeigevorrichtung (2) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Anzeigevorrichtung (2) ein berührungsempfindliches Sensorelement (3) aufweist.
Fortbewegungsmittel mit einer Anzeigevorrichtung (2) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9 zum Anzeigen von Informationen für einen Nutzer des Fortbewegungsmittels.