DE10251178B3

DE10251178B3 - Illuminated control element with electroluminescent film

Info

Publication number: DE10251178B3
Application number: DE2002151178
Authority: DE
Inventors: Bruno Santarossa
Original assignee: Siemens AG
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: FR2846780A1; FR2846780B1

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.The invention relates to an illuminable control element with a base body (1), an electroluminescent film (5) positively applied to the base body (1) and forming a visible surface of the control element, and with contacting elements (4) for connecting the electroluminescent film (5) to a voltage supply, wherein the electroluminescent film (5) has connection areas (6) which protrude through a wall (7) of the base body (1) or into the base body (1) and are electrically conductively connected to the contacting elements (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein beleuchtbares Bedienelement mit einer Elektrolumineszenzfolie.The invention relates to an illuminable Control element with an electroluminescent film.

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.So far, electroluminescent foils (EL foils) in a flat, two-dimensional version mainly for Illumination of displays or keyboards used. One finds they e.g. in cell phones, in motor vehicles or in the cockpits of airplanes and helicopters. In the course of the further development of processes for For some time now, film injection molding has been possible with three-dimensional deformation Injection molding of plastic films. This technology becomes 3D in-mold decoration called and is e.g. in the application technology published by Bayer Information ATI 7007 “New Applications and practical examples for foils with back injection technology "described in more detail. In this context, it is conceivable that EL films are also three-dimensional be deformed so that back injection is possible.

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.This opens up for electroluminescent films new areas of application. So can instead of coherent Keypads now also have individual controls with an electroluminescent film be provided for lighting. For example, Buttons and Switches, but also rotary knobs and more complex ones that have become known as push-turn knobs Controls. The EL film is placed on the covers or caps these controls applied. So that she is in a mobile Part arranged, creating a transfer the supply voltage between a permanently installed printed circuit board and the electroluminescent film is required.

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.From the unpublished patent application DE 10234125.7 One possibility is known of how the electroluminescent film applied to the movable part of an operating element can be contacted. In the document, an illuminable plastic injection molded part is described, which has an EL film that is positively connected to the plastic injection molded part in a visible surface area. Conductor tracks are integrated in the plastic injection molded part to supply power to the EL film. Two possible production methods are proposed, on the one hand the back injection of the electroluminescent film with a metallizable, thermoplastic plastic with subsequent activation of the conductor tracks via a laser process and on the other hand the back injection of the electroluminescent film with a readily galvanizable material with subsequent application of the conductor tracks as a galvanic layer. With these methods it is possible to produce an operating element in which both the lighting and the connecting lines required for the voltage supply of the lighting are already integrated. The connection between the conductor tracks of the control element and a circuit board located underneath is produced in one embodiment by means of spring elements.

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.Object of the present invention is for a control element that can be illuminated with an electroluminescent film specify an arrangement for contacting this film, which is robust for suitable for moving parts and the optics of the control element are not disturbs.

Die Aufgabe wird mit dem beleuchtbaren Bedienelement gemäß Patentanspruch 1 gelöst.The task is illuminated with the Control element according to claim 1 solved.

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.According to the invention, it is three-dimensionally deformable Electroluminescent film provided with connection areas that are made of of the EL film are formed. These connection areas protrude above the actual area of the cap of the control element to be covered out. After the three-dimensional deformation of the EL film the connection areas arranged so that they during the back injection process the surface puncture the plastic and get inside the control element. With that a The EL film is contacted inside the control element, without the contact points being visible from the outside, i.e. for an operator are. The connection areas are made with an electrical conductor connected, e.g. about a grinder is powered so that mobility the control panel cap ensures is.

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.To make contact between the electrical The conductors and the connection areas of the EL foil are e.g. Plug, Crimp connectors or conductive glue available. These connections are easy and inexpensive to manufacture, however, require installation space and are rigid. When using conductive adhesive must also be taken into account that the durability of this compound due to aging of the adhesive material or due to strong mechanical loads is limited.

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.In a special embodiment, contacting elements are therefore provided, which in turn have spring elements. The spring elements are located at the two ends of the contacting elements designed as electrically conductive strips. The contacting elements are inserted into the control element and press with one of the spring elements against one of the connection areas of the EL film. The connection area is thereby pressed against an inner area of the control element. This type of contacting proves to be particularly advantageous in the case of mechanical stress, since the spring element is deformable and therefore an applied force is not transmitted directly to the contact point. To improve the conductivity of the contact the spring element can be soldered to the connection area at the same time.

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.The second spring element on the contacting elements extends to a circuit board located below the control element and press there against the conductor tracks provided for the voltage supply of the EL foil. Since it can move along the conductor tracks at the same time, this execution a possible Grinder arrangement realized.

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.The control element provided with the EL film can be designed as either a hollow or a solid body. In the case of a hollow body design, that the connection areas of the EL film on a not visible surface belonging to the control element, lying on the inside surface, so that they oppose the spring elements of the contacting elements this area can be pressed. hollow body are characterized by their lightness and in addition to the inside disposal standing installation space.

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.If the control element is a full body, can the connection areas and the contacting elements during the Back injection process can be embedded in the control element. It must be sure that between the connection areas and the Contacting elements established a secure electrical connection has been. The full body version offers the advantage that a robust control panel is created.

Eine genauere Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt nachfolgend anhand der Zeichnung. Es zeigen:A more detailed description of a embodiment The invention follows with reference to the drawing. Show it:

1 die Explosionszeichnung eines Tastenelementes bestehend aus Tastenkörper mit Kontaktstreifen, Tastenkappe und EL-Folie. 1 the exploded view of a key element consisting of a key body with contact strips, key cap and EL film.

2 die Außenansicht des Tastenelementes im zusammengebauten Zustand. 2 the external view of the key element in the assembled state.

3 die Innenansicht des Tastenelementes ohne Tastenkörper. 3 the inside view of the key element without key body.

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.In 1 a button element can be seen in an exploded view, the base body consisting of plastic 1 the key element from a key body 2 and a keycap 3 consists. In the key body 2 are electrically conductive contacting elements 4 inserted. A three-dimensionally deformed electroluminescent film 5 is designed to be the top of the keycap 3 encloses. On the EL film 5 are connection areas 6 provided, which are bent inwards, so that the EL film is injected behind 5 the plastic of the keycap 3 on both sides of the connection areas 5 can be applied. The connection areas 6 are supposed to go through a wall 7 the keycap 3 protrude from outside to inside. It is conceivable that the manufacturing process is divided into two steps, similar to two-component injection molding. First, a so-called pre-molded part is created, in which the plastic is only on the inside of the EL film 5 arrives. Then this pre-molded part is overmolded so that the connection areas 6 then inside the resulting key cap 3 are located. The contacting elements 4 are designed as spring elements at both ends; on the of the keycap 3 facing side as spring elements 8th and on the side facing a printed circuit board, not shown, as spring elements 9 , The spring elements 9 can be pressed against conductor tracks, which are used to supply the EL film 5 are provided. Because the spring elements 9 The contacting elements also serve to move along these conductor tracks 4 at the same time as a grinder and as a connection conductor to the EL film 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.What the entire button looks like when assembled is 2 refer to. The connection areas 6 are so behind the keycap 3 disappeared that the remaining EL foil 5 evenly and flush the top of the keycap 3 encloses. The contacting elements 4 press with their spring elements 8th from the inside against the connection areas 6 which on one to the inner surface 10 the keycap 3 belonging to the side. As especially in 1 can be seen are in the keycap 3 the places behind which the connection areas 6 are arranged as spring elements 11 educated. These exert counter pressure on the connection areas from the outside 6 , which may lead to soldering of the connection areas 6 with the contacting elements 4 becomes unnecessary.

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.The arrangement of the spring elements is particularly clear 11 , the contacting elements 4 with the spring elements 8th and the connection areas in between 6 in 3 to see. The key body 2 was left out here and the keycap 3 is shown cut. The connection areas 6 are close to one side of the inner surface in this illustration 10 the keycap 3 , For the arrangement of the connection areas 6 however, the entire inner surface come 10 as well as the entire interior of the key cap designed as a hollow body 3 and key body 2 in question, since this entire area is not visible to an operator from the outside.

Claims

Illuminated control element with - a basic body designed as a plastic injection molded part and movably arranged ( 1 ), - one on the base body ( 1 ) positively applied and forming a visible surface of the control element electroluminescent film ( 5 ) and - contacting elements ( 4 ) for connecting the electroluminescent film ( 5 ) with a voltage ver supply, the electroluminescent film ( 5 ) Connection areas ( 6 ) through a wall ( 7 ) of the basic body ( 1 ) through or into the base body ( 1 ) protrude and with the contacting elements ( 4 ) are electrically connected.

Illuminated control element according to claim 1, characterized in that the contacting elements ( 4 ) Spring elements ( 8th . 9 ) exhibit.

Illuminated control element according to claim 1 or 2, characterized in that the contacting elements ( 4 ) with the connection areas ( 6 ) are soldered.

Illuminated control element according to one of the preceding claims, characterized in that the base body ( 1 ) of the control element is designed as a hollow body and the connection areas ( 6 ) on an inner surface ( 10 ) of the basic body ( 1 ) lie on.

Illuminated control element according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the base body ( 1 ) of the control element is designed as a solid body and the connection areas ( 6 ) and the contacting elements ( 4 ) are embedded in the full body.