DE10251178B3

DE10251178B3 - Beleuchtbares Bedienelement mit Elektrolumineszenzfolie

Info

Publication number: DE10251178B3
Application number: DE2002151178
Authority: DE
Inventors: Bruno Santarossa
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2022-11-01
Also published as: FR2846780B1; FR2846780A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein beleuchtbares Bedienelement mit einem Grundkörper (1), einer auf den Grundkörper (1) formschlüssig aufgebrachten und eine sichtbare Oberfläche des Bedienelementes bildenden Elektrolumineszenzfolie (5) sowie mit Kontaktierungselementen (4) zum Verbinden der Elektrolumineszenzfolie (5) mit einer Spannungsversorgung, wobei die Elektrolumineszenzfolie (5) Anschlussbereiche (6) aufweist, die durch eine Wand (7) des Grundkörpers (1) hindurch oder in den Grundkörper (1) hineinragen und mit den Kontaktierungselementen (4) elektrisch leitend verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein beleuchtbares Bedienelement mit einer Elektrolumineszenzfolie.

Bisher werden Elektrolumineszenzfolien (EL-Folien) in einer flachen, zweidimensionalen Ausführung hauptsächlich zur Beleuchtung von Anzeigen oder Tastaturen eingesetzt. Man findet sie z.B. in Handys, in Kraftfahrzeugen oder in den Cockpits von Flugzeugen und Hubschraubern. Im Zuge der Weiterentwicklung von Verfahren zum Folienhinterspritzen ist es seit einiger Zeit möglich, dreidimensional verformte Kunststofffolien zu hinterspritzen. Diese Technologie wird 3D-Inmould-Decoration genannt und ist z.B. in der von der Fa. Bayer herausgegebenen, anwendungstechnischen Information ATI 7007 „Neue Anwendungen und Praxisbeispiele für Folien mit Hinterspritztechnik" genauer beschrieben. In diesem Zusammenhang ist es denkbar, dass auch EL-Folien dreidimensional verformt werden, so dass ein Hinterspritzen möglich wird.

Damit eröffnen sich für Elektrolumineszenzfolien neue Anwendungsgebiete. So können anstelle zusammenhängender Tastaturfelder nun auch einzelne Bedienelemente mit einer Elektrolumineszenzfolie zur Beleuchtung versehen werden. In Frage kommen z.B. Taster und Schalter, aber auch Drehsteller und als Drück-Drehsteller bekannt gewordene, komplexere Bedienelemente. Die EL-Folie wird auf die Abdeckungen oder Kappen dieser Bedienelemente aufgebracht. Damit ist sie in einem beweglichen Teil angeordnet, wodurch eine Übertragung der Versorgungsspannung zwischen einer fest installierten Leiterplatine und der Elektrolumineszenzfolie erforderlich wird.

Aus der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 10234125.7 ist eine Möglichkeit bekannt, wie die auf dem beweglichen Teil eines Bedienelementes aufgebrachte Elektrolumineszenzfolie kontaktiert werden kann. In dem Dokument wird ein beleuchtbares Kunststoffspritzgussteil beschrieben, welches in einem sichtbaren Oberflächenbereich eine formschlüssig mit dem Kunststoffspritzgussteil verbundene EL-Folie aufweist. Zur Spannungsversorgung der EL-Folie sind Leiterbahnen in das Kunststoffspritzgussteil integriert. Es werden zwei mögliche Herstellungsverfahren vorgeschlagen, zum einen das Hinterspritzen der Elektrolumineszenzfolie mit einem metallisierbaren, thermoplastischen Kunststoff mit anschlieflendem Aktivieren der Leiterbahnen über ein Laserverfahren und zum anderen das Hinterspritzen der Elektrolumineszenzfolie mit einem gut galvanisierbaren Werkstoff mit anschließendem Auftragen der Leiterbahnen als Galvanikschicht. Mit diesen Verfahren ist es möglich, ein Bedienelement herzustellen, in welches sowohl die Beleuchtung als auch die für die Spannungsversorgung der Beleuchtung erforderlichen Anschlussleitungen bereits integriert sind. Die Verbindung zwischen den Leiterbahnen des Bedienelementes und einer darunter befindlichen Leiterplatine wird in einem Ausführungsbeispiel mittels Federelementen hergestellt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, für ein mit einer Elektrolumineszenzfolie beleuchtbares Bedienelement eine Anordnung zur Kontaktierung dieser Folie anzugeben, welche robust ist, sich für bewegliche Teile eignet und die Optik des Bedienelementes nicht stört.

Die Aufgabe wird mit dem beleuchtbaren Bedienelement gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird eine dreidimensional verformbare Elektrolumineszenzfolie mit Anschlussbereichen versehen, die aus der EL-Folie ausgeformt sind. Diese Anschlussbereiche ragen über den eigentlichen Bereich der abzudeckenden Kappe des Bedienelementes hinaus. Nach der dreidimensionalen Verformung der EL-Folie sind die Anschlussbereiche so angeordnet, dass sie während des Hinterspritzvorgangs die Oberfläche des Kunststoffs durchstoßen und in das Innere des Bedienelementes gelangen. Damit kann eine Kontaktierung der EL-Folie im Inneren des Bedienelementes erfolgen, ohne dass die Kontaktierungsstellen von außen, also für einen Bediener, sichtbar sind. Die Anschlussbereiche werden mit einem elektrischen Leiter verbunden, der z.B. über einen Schleifer mit Spannung versorgt wird, so dass die Beweglichkeit der Bedienteilkappe gewährleistet ist.

Zur Kontaktierung zwischen dem elektrischen Leiter und den Anschlussbereichen der EL-Folie stehen z.B. Stecker, Krimpverbinder oder Leitkleber zur Verfügung. Diese Verbindungen sind einfach und preiswert herzustellen, erfordern jedoch Bauraum und sind starr. Bei der Verwendung von Leitkleber muss zusätzlich berücksichtigt werden, dass die Haltbarkeit dieser Verbindung durch die Alterung des Klebematerials oder aufgrund starker mechanischer Belastungen begrenzt ist.

In einer speziellen Ausführungsform sind deshalb Kontaktierungselemente vorgesehen, welche ihrerseits Federelemente aufweisen. Die Federelemente befinden sich an den beiden Enden der als elektrisch leitende Streifen ausgeführten Kontaktierungselemente. Die Kontaktierungselemente werden in das Bedienelement eingelegt und pressen mit einem der Federelemente gegen einen der Anschlussbereiche der EL-Folie. Der Anschlussbereich wird dadurch gegen einen innenliegenden Bereich des Bedienelementes gedrückt. Diese Art der Kontaktierung erweist sich besonders bei mechanischer Belastung als vorteilhaft, da das Federelement verformbar ist und damit eine eingeleitete Kraft nicht direkt auf die Kontaktierungsstelle übertragen wird. Zur Verbesserung der Leitfähigkeit der Kontaktierungsstelle kann gleichzeitig das Federelement mit dem Anschlussbereich verlötet werden.

Das zweite Federelement an den Kontaktierungselementen reicht bis auf eine unterhalb des Bedienelementes angeordnete Leiterplatine und drückt dort gegen die zur Spannungsversorgung der EL-Folie vorgesehenen Leiterbahnen. Da es sich gleichzeitig entlang der Leiterbahnen bewegen kann, wird durch diese Ausführung eine mögliche Schleiferanordnung realisiert.

Das mit der EL-Folie versehene Bedienelement kann entweder als Hohl- oder als Vollkörper ausgeführt sein. Bei einer Hohlkörperausführung ist vorgesehen, dass die Anschlussbereiche der EL-Folie auf einer nicht zur sichtbaren Oberfläche des Bedienelementes gehörenden, innenliegenden Fläche aufliegen, so dass sie von den Federelementen der Kontaktierungselemente gegen diese Fläche gepresst werden können. Hohlkörper zeichnen sich durch ihre Leichtigkeit und den in ihrem Inneren zusätzlich zur Verfügung stehenden Bauraum aus.

Stellt das Bedienelement einen Vollkörper dar, können die Anschlussbereiche und die Kontaktierungselemente während des Hinterspritzvorgangs in das Bedienelement eingebettet werden. Dabei muss sichergestellt sein, dass zwischen den Anschlussbereichen und den Kontaktierungselementen eine sichere elektrische Verbindung hergestellt wurde. Die Vollkörperausführung bietet den Vorteil, dass ein robustes Bedienteil entsteht.

Eine genauere Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt nachfolgend anhand der Zeichnung. Es zeigen:
1 die Explosionszeichnung eines Tastenelementes bestehend aus Tastenkörper mit Kontaktstreifen, Tastenkappe und EL-Folie.
2 die Außenansicht des Tastenelementes im zusammengebauten Zustand.
3 die Innenansicht des Tastenelementes ohne Tastenkörper.
In 1 ist ein Tastenelement in Explosionsdarstellung zu sehen, wobei der aus Kunststoff bestehende Grundkörper 1 des Tastenelementes aus einem Tastenkörper 2 und einer Tastenkappe 3 besteht. In den Tastenkörper 2 sind elektrisch leitende Kontaktierungselemente 4 eingelegt. Eine dreidimensional verformte Elektrolumineszenzfolie 5 ist so ausgebildet, dass sie die Oberseite der Tastenkappe 3 umschließt. An der EL-Folie 5 sind Anschlussbereiche 6 vorgesehen, welche nach innen gebogen sind, damit bei einem Hinterspritzen der EL-Folie 5 der Kunststoff der Tastenkappe 3 auf beiden Seiten der Anschlussbereiche 5 aufgebracht werden kann. Die Anschlussbereiche 6 sollen danach durch eine Wand 7 der Tastenkappe 3 von außen nach innen hindurchragen. Es ist denkbar, dass der Herstellungsvorgang in zwei Schritte unterteilt wird, ähnlich wie beim Zweikomponentenspritzgießen. Zuerst wird ein sogenannter Vorspritzling erzeugt, bei dem der Kunststoff ausschließlich auf die Innenseite der EL-Folie 5 gelangt. Anschließend wird dieser Vorspritzling so umspritzt, dass sich die Anschlussbereiche 6 daraufhin im Inneren der entstehenden Tastenkappe 3 befinden. Die Kontaktierungselemente 4 sind an ihren beiden Enden als Federelemente ausgebildet; auf der der Tastenkappe 3 zugewandten Seite als Federelemente 8 und auf der einer nicht dargestellten Leiterplatine zugewandten Seite als Federelemente 9. Die Federelemente 9 können gegen Leiterbahnen gedrückt werden, welche zur Versorgung der EL-Folie 5 vorgesehen sind. Da sich die Federelemente 9 auch entlang dieser Leiterbahnen bewegen können, dienen die Kontaktierungselemente 4 gleichzeitig als Schleifer und als Anschlussleiter zur EL-Folie 5.
Wie die gesamte Taste im zusammengebauten Zustand aussieht, ist 2 zu entnehmen. Die Anschlussbereiche 6 sind so hinter der Tastenkappe 3 verschwunden, dass die übrige EL-Folie 5 gleichmäßig und bündig die Oberseite der Tastenkappe 3 umschließt. Die Kontaktierungselemente 4 drücken mit ihren Federelementen 8 von innen her gegen die Anschlussbereiche 6, welche auf einer zur Innenfläche 10 der Tastenkappe 3 gehörenden Seite aufliegen. Wie insbesondere in 1 zu erkennen ist, sind in der Tastenkappe 3 die Stellen, hinter denen die Anschlussbereiche 6 angeordnet sind, als Federelemente 11 ausgebildet. Diese üben von außen einen Gegendruck auf die Anschlussbereiche 6 aus, wodurch unter Umständen ein Verlöten der Anschlussbereiche 6 mit den Kontaktierungselementen 4 unnötig wird.
Besonders deutlich ist die Anordnung der Federelemente 11, der Kontaktierungselemente 4 mit den Federelementen 8 sowie der dazwischenliegenden Anschlussbereiche 6 in 3 zu sehen. Der Tastenkörper 2 wurde hier weggelassen und die Tastenkappe 3 ist angeschnitten dargestellt. Die Anschlussbereiche 6 befinden sich in dieser Darstellung enganliegend an einer Seite der Innenfläche 10 der Tastenkappe 3. Für die Anordnung der Anschlussbereiche 6 kommen jedoch die gesamte Innenfläche 10 als auch der gesamte Innenraum der als Hohlkörper ausgebildeten Tastenkappe 3 und Tastenkörper 2 in Frage, da dieser gesamte Bereich für einen Bediener von außen nicht sichtbar ist.

Claims

Beleuchtbares Bedienelement mit – einem als Kunststoffspritzgussteil ausgeführten und beweglich angeordneten Grundkörper (1), – einer auf den Grundkörper (1) formschlüssig aufgebrachten und eine sichtbare Oberfläche des Bedienelementes bildenden Elektrolumineszenzfolie (5) sowie – Kontaktierungselementen (4) zum Verbinden der Elektrolumineszenzfolie (5) mit einer Spannungsversorgung, wobei die Elektrolumineszenzfolie (5) Anschlussbereiche (6) aufweist, die durch eine Wand (7) des Grundkörpers (1) hindurch oder in den Grundkörper (1) hineinragen und mit den Kontaktierungselementen (4) elektrisch leitend verbunden sind.
Beleuchtbares Bedienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktierungselemente (4) Federelemente (8, 9) aufweisen.
Beleuchtbares Bedienelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Kontaktierungselemente (4) mit den Anschlussbereichen (6) verlötet sind.
Beleuchtbares Bedienelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) des Bedienelementes als Hohlkörper ausgebildet ist und die Anschlussbereiche (6) auf einer Innenfläche (10) des Grundkörpers (1) aufliegen.
Beleuchtbares Bedienelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1) des Bedienelementes als Vollkörper ausgebildet ist und die Anschlussbereiche (6) und die Kontaktierungselemente (4) in den Vollkörper eingebettet sind.