DE102008039184A1

DE102008039184A1 - Verfahren zum Herstellen eines Bedienelements für ein Kraftfahrzeugteil sowie ein Kraftfahrzeugteil mit einem Bedienelement

Info

Publication number: DE102008039184A1
Application number: DE102008039184A
Authority: DE
Inventors: Thomas Branz; Lothar Thoma
Original assignee: Takata Petri AG
Current assignee: Takata AG
Priority date: 2008-08-20
Filing date: 2008-08-20
Publication date: 2010-03-04

Abstract

Die Erfindung bezieht sich u. a. auf ein Verfahren zum Herstellen eines Bedienelementes (20) für ein Kraftfahrzeugteil (10), wobei ein Bedienelement mit einer Leuchteinrichtung hergestellt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Bedienelement mit einer organischen Leuchtdiode (30) hergestellt wird, die ein halbleitendes organisches Material zur Lichterzeugung aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiges Verfahren ist aus der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer US 2002/0122307 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren wird als Bedienelement eine Auswurftaste für eine Sicherheitsgurteinrichtung hergestellt. Mit dem Bedienelement lässt sich eine Schlosszunge des Sicherheitsgurtes entriegeln, die in die Sicherheitsgurteinrichtung eingeführt und mit dieser verrastet ist. Das Bedienelement wird mit einer Leuchteinrichtung ausgestattet, die ein anorganisches Dielektrikum, und zwar Phosphor, als Leuchtmaterial enthält. Die Leuchteinrichtung dient dazu, das Bedienelement bei Dunkelheit bzw. nachts leuchten zu lassen, damit es von einem Fahrzeuginsassen schnell erkannt und betätigt werden kann.
Um das bei dem vorbekannten Verfahren verwendete Dielektrikum zum Leuchten zu bringen, muss dieses mit einer sehr hohen Wechselspannung von weit über 100 V und Frequenzen von 400 Hz bis 1000 Hz angeregt werden. Hierzu ist eine entsprechende Wechselspannungsquelle im Fahrzeug erforderlich. Beispielsweise erfolgt die Wechselspannungsversorgung mit Hilfe einer Spannungsumsetzeinrichtung, die an das Bordnetz des Fahrzeugs angeschlossen ist und die vom Bordnetz bereitgestellte Gleichspannung in eine Wechselspannung umwandelt; in Kraftfahrzeugen steht üblicherweise ein Bordnetz mit einer Gleichspannung im Bereich zwischen 12 V und 24 Volt zur Verfügung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines eine Leuchteinrichtung aufweisenden Bedienelements anzugeben, das zu den in einem Kraftfahrzeug vorhandenen elektrischen Einrichtungen noch kompatibler ist als das nach dem eingangs beschriebenen vorbekannten Verfahren hergestellte Bedienelement.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben.
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Bedienelement mit einer organischen Leuchtdiode (sogenannte ”OLED”) versehen wird, die ein halbleitendes organisches Material zur Lichterzeugung aufweist.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass das verwendete Leuchtmaterial für den Einsatz in Kraftfahrzeugen deutlich besser geeignet ist als das eingangs erwähnte Dielektrikum auf der Basis von Phosphor. Die Lichterzeugung organischer Leuchtmaterialien beruht auf einer Rekombination von Elektronen und Löchern, so dass sich mit organischen Leuchtmaterialien schon bei relativ geringen elektrischen Gleichspannungen zwischen 12 Volt und 24 Volt, wie sie in Kraftfahrzeugen vom Bordnetz bereitgestellt werden, Licht erzeugen lässt. Im Unterschied zu der eingangs beschriebenen vorbekannten Leuchteinrichtung ist für den Betrieb des erfindungsgemäß hergestellten Bedienelements also keine Umsetzung der vom Bordnetz bereitgestellten Gleichspannung in eine Wechselspannung, geschweige denn in eine hohe Wechselspannung über 100 V, erforderlich. Es ist also nicht erforderlich, eine zusätzliche Transformatoreinrichtung für eine Wechselspannungserzeugung bereitzustellen, wodurch in erheblichem Maße Kosten eingespart werden.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die hergestellte Leuchteinrichtung ein deutlich geringeres Risiko für das Kraftfahrzeug bzw. für die in dem Kraftfahrzeug befindlichen Fahrzeuginsassen hervorruft, als dies bei der eingangs beschriebenen vorbekannten Leuchteinrichtung der Fall ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die erfindungsgemäß eingesetzte Leuchtdiode – wie bereits erwähnt – mit geringen Gleichspannungen zwischen 12 V und 24 V betrieben werden kann, so dass Funkenüberschläge, die im Zusammenwirken mit Kraftstoffdämpfen zu einer Explosion des Fahrzeugs führen könnten, nicht auftreten werden. Die Gefahr einer Explosion ist also deutlich geringer, als wenn zum Betrieb der Leuchteinrichtung hohe Wechselspannungen eingesetzt werden.
Auch ist ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens darin zu sehen, dass sich mit organischen Leuchtdioden eine sehr hohe Helligkeit mit Werten bis von ca. 1000 cd/m² erreichen lässt, und zwar in einem sehr weiten Betriebstemperaturbereich, wie er in Kraftfahrzeugen üblicherweise auftritt. Im Übrigen sind das Gewicht organischer Leuchtdioden sowie deren Herstellungskosten sehr gering, was deren Einsatz in Kraftfahrzeugen ebenfalls sehr vorteilhaft macht. Darüber hinaus tritt bei organischen Leuchtdioden annähernd keine Blickwinkelabhängigkeit (ca. 170° bis 180°) auf, da die Lichterzeugung flächig homogen erfolgt, so dass mit organischen Leuchtdioden versehene Bedienelemente während des Kraftfahrzeugbetriebs sehr einfach lokalisiert werden können.
Um eine gute Erkennbarkeit der organischen Leuchtdiode im Kraftfahrzeug sicherzustellen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Leuchtdiode flächig ausgestaltet wird und eine Flächenleuchte bildet. Unter einer Flächenleuchte ist dabei eine Leuchteinrichtung zu verstehen, die – im Unterschied zu einer punktförmigen Leuchteinrichtung – eine homogene flächige Ausleuchtung, vorzugsweise auf einer Fläche von mindestens 10 mm² – besonders bevorzugt auf einer Fläche von mindestens 100 mm² – gewährleistet.
Besonders einfach und damit vorteilhaft lässt sich das Verfahren durchführen, wenn die organische Leuchtdiode durch eine biegsame Folienstruktur gebildet wird. Eine solche biegsame Folienstruktur kann nämlich in Folienhinterspritztechnik von einem Kunststoffmaterial hinterspritzt werden. Im Rahmen der Folienhinterspritzung kann die organische Leuchtdiode bzw. die biegsame Folienstruktur der Leuchtdiode in besonders einfacher Weise zu einer sichtbaren Oberfläche des herzustellenden Bedienelements verarbeitet werden: Zum Beispiel wird die biegsame Folienstruktur gemäß der herzustellenden Oberfläche umgeformt, in eine entsprechende Spritzgussform eingelegt und anschließend mit einem spritzgussgeeigneten Kunststoff (z. B. POM-Material) hinterspritzt, indem der Kunststoff in die mit der biegsamen Folienstruktur ausgelegte Spritzgussform eingespritzt wird. Das Kunststoffmaterial wird dabei an die Rückseite der biegsamen Folienstruktur quasi ”angeklebt” und mit dieser verbunden, so dass es nachfolgend die Folienstruktur trägt.
Als Bedienelement kann beispielsweise ein elektrisches oder mechanisches Schaltelement gebildet werden. Zum Beispiel kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Auswurftaste einer Sicherheitsgurteinrichtung für ein Entriegeln einer Schlosszunge des Sicherheitsgurtes hergestellt werden. Auch ist es möglich, ein Bedienelement für ein Fahrzeuglenkrad zu bilden. Auch sonstige Bedienelemente für elektrische oder mechanische Einrichtungen des Kraftfahrzeugs können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Kraftfahrzeugteil mit einer Leuchteinrichtung. Erfindungsgemäß ist bezüglich eines solchen Kraftfahrzeugteils vorgesehen, dass die Leuchteinrichtung eine organische Leuchtdiode mit einem halbleitenden organischen Material aufweist.
Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugteiles sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen, da die Vorteile des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugteils denen des erfindungsgemäßen Verfahrens im Wesentlichen entsprechen.
Die Leuchteinrichtung umfasst vorzugsweise eine biegsame flächige Folienstruktur. Eine solche biegsame flächige Folienstruktur kann beispielsweise durch einen Schichtstapel mit mehreren, übereinander liegenden Einzelfolien gebildet werden. Vorzugsweise wird die biegsame flächige Folienstruktur von einem Kunststoffmaterial gehalten.
Bevorzugt weist das Kraftfahrzeugteil ein Bedienelement auf, wobei die Leuchteinrichtung einen von außen sichtbaren Bestandteil des Bedienelementes bildet.
Das Bedienelement kann beispielsweise ein Kunststoff-Trägerelement aufweisen, das in Folienhinterspritztechnik an die biegsame Folienstruktur der Leuchteinrichtung angeformt und dadurch mit dieser verbunden ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft:
1 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeugteil in Form eines Gurtschlosses und
2 beispielhaft den Aufbau einer organischen Leuchtdiode, die für das Kraftfahrzeugteil gemäß 1 geeignet ist.
In den Figuren werden für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
In der 1 erkennt man in einem Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel für ein Kraftfahrzeugteil in Form eines Gurtschlosses, das mit dem Bezugszeichen 10 gekennzeichnet ist. Das Gurtschloss 10 weist ein Bedienelement 20 in Form eines Druckknopfes auf, mit dem sich das Gurtschloss entriegeln lässt, um eine darin eingeschobene und verriegelte Schlosszunge eines Sicherheitsgurtes freizugeben.
Wie sich in der 1 darüber hinaus erkennen lässt, weist das Bedienelement 20 ein Kunststoffträgerelement 25 und eine organische Leuchtdiode 30 auf. Die optisch aktive Vorderseite 35 der organischen Leuchtdiode 30 bildet die von außen sichtbaren Oberfläche des Bedienelements 20 oder zumindest einen Abschnitt der von außen sichtbaren Oberfläche. Das Kunststoffträgerelement 25 ist beispielsweise an der Rückseite der organischen Leuchtdiode 30 angespritzt.
In der 1 erkennt man darüber hinaus einen Anschluss 40 für den elektrischen Anschluss der Leuchtdiode 30 an eine E nergieversorgungseinrichtung, mit der sich die Leuchtdiode mit elektrischer Energie versorgen lässt. Die Energieversorgungseinrichtung stellt beispielsweise eine elektrische Gleichspannung zwischen 12 Volt und 24 Volt zur Verfügung und wird vorteilhafter Weise durch das Bordnetz des Kraftfahrzeugs gebildet.
In der 2 ist das Bedienelement 20 gemäß der 1 sowie ein Ausführungsbeispiel für die organische Leuchtdiode 30 gezeigt, und zwar aus Gründen der Übersicht nicht maßstabsgerecht. Man erkennt, dass die Leuchtdiode 30 durch eine biegsame flächige Folienstruktur gebildet ist, die einen Schichtstapel mit mehreren, übereinander liegenden Einzelfolien (Bezugszeichen 100–140) umfasst. Die flächige Folienstruktur umfasst u. a. eine flexible Trägerschicht 100, die beispielsweise aus einer Kunststofffolie gebildet sein kann. Auf der Trägerschicht 100 befindet sich eine erste Elektrodenschicht 110, beispielsweise aus Aluminiumfolie.
Auf der ersten Elektrodenschicht 110 ist eine optisch aktive Polymerschicht 120 angeordnet, die aus einem halbleitenden organischen elektrolumineszenten Leuchtmaterial besteht. Die Polymerschicht 120 ist geeignet, im Falle einer Injektion von Elektronen und Löchern eine Rekombination zu ermöglichen, durch die sichtbares Licht erzeugt und emittiert wird. Das von der Polymerschicht 120 erzeugte Licht ist in der 2 durch die Pfeile P symbolisiert.
Auf der Polymerschicht 120 befindet sich eine lichtdurchlässige Elektrodenschicht 130 – nachfolgend kurz zweite Elektrodenschicht genannt –, die beispielsweise durch eine Indium-Zinn-Oxid-Schicht (ITO-Schicht) gebildet sein kann.
Die zweite Elektrodenschicht 130 wird vorzugsweise als Plus-Anschluss der organischen Leuchtdiode 30 betrieben, und die die erste Elektrodenschicht 110 demgemäß als Minus-Anschluss.
Auf der zweiten Elektrodenschicht 130 ist eine flexible Deckschicht 140 angeordnet, die die organische Leuchtdiode 130 nach außen abschirmt. Die Oberfläche 150 der flexiblen Deckschicht 140 bildet damit die optisch aktive Vorderseite 35 der organischen Leuchtdiode 30 gemäß 1.
Die 2 zeigt darüber hinaus das Kunststoffmaterial des Kunststoffträgerelements 25, das an der Rückseite der flexiblen Trägerschicht 100 der organischen Leuchtdiode 30 angespritzt ist und die Leuchtdiode einbettet und vorzugsweise nur die optisch aktive Vorderseite 35 der organischen Leuchtdiode 30 freilässt.
Der in der 2 gezeigte Aufbau der organischen Leuchtdiode 30 ist stark vereinfacht und daher nur beispielhaft zu verstehen; der Aufbau organischer Leuchtdioden ist für sich bekannt und in der Fachliteratur eingehend beschrieben. Bezüglich alternativer Ausgestaltungen bzw. bezüglich weiterer Details der Leuchtdiode 30 sei daher auf die diesbezügliche sehr umfangreiche Fachliteratur verwiesen.

10: Gurtschloss
20: Bedienelement
25: Kunststoffträgerelement
30: Leuchtdiode
35: optisch aktive Vorderseite
40: Anschluss
100: Trägerschicht (z. B. aus PET-Material)
110: Elektrodenschicht
120: Polymerschicht
130: Elektrodenschicht
140: transparente Deckschicht (z. B. aus PET-Material)
150: Oberfläche
P: Pfeile

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Bedienelementes (20) für ein Kraftfahrzeugteil (10), wobei ein Bedienelement mit einer Leuchteinrichtung hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bedienelement mit einer organischen Leuchtdiode (30) hergestellt wird, die ein halbleitendes organisches Material zur Lichterzeugung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Leuchtdiode durch eine biegsame flächige Folienstruktur gebildet ist und die biegsame flächige Folienstruktur in Folienhinterspritztechnik mit einem Kunststoffmaterial hinterspritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Hinterspritzen der biegsamen Folienstruktur mit dem Kunststoffmaterial ein Kunststoff-Trägerelement (25) gebildet wird, das die organische Leuchtdiode (30) rückseitig trägt, wobei die Vorderseite (35) der organischen Leuchtdiode von außen sichtbar bleibt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Leuchtdiode durch eine biegsame flächige Folienstruktur gebildet ist und die flächige Folienstruktur der Leuchtdiode zu einer sichtbaren Oberfläche des herzustellenden Bedienelements verarbeitet wird, wobei – die biegsame Folienstruktur in eine Spritzgussform eingelegt und – in die mit der biegsamen Folienstruktur ausgelegte Spritzgussform Kunststoff eingespritzt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Bedienelement ein elektrisches oder mechanisches Schaltelement gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Bedienelement eine Auswurftaste eines Gurtschlosses für ein Entriegeln einer Schlosszunge eines Sicherheitsgurtes gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bedienelement für ein Fahrzeuglenkrad gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bedienelement für eine elektrische Einrichtung des Kraftfahrzeugs gebildet wird.
Kraftfahrzeugteil (10) mit einer Leuchteinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchteinrichtung eine organische Leuchtdiode (30) mit einem halbleitenden organischen Material aufweist.
Kraftfahrzeugteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchteinrichtung durch eine biegsame flächige Folienstruktur gebildet ist, die von einem Kunststoffmaterial hinterspritzt von diesem gehalten wird.
Kraftfahrzeugteil nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass – das Kraftfahrzeugteil ein Bedienelement (20) aufweist und – die Leuchteinrichtung einen von außen sichtbaren Bestandteil des Bedienelementes bildet.
Kraftfahrzeugteil nach einem der vorangehenden Ansprüche 9–11, dadurch gekennzeichnet, dass – das Bedienelement ein Kunststoff-Trägerelement (25) sowie eine die Leuchteinrichtung bildende biegsame Folienstruktur aufweist, – wobei das Kunststoff-Trägerelement an die der Lichtaustrittsseite gegenüberliegenden Rückseite der Folienstruktur angespritzt ist.
Kraftfahrzeugteil nach einem der vorangehenden Ansprüche 9–12, dadurch gekennzeichnet, dass – das Kraftfahrzeugteil durch ein Gurtschloss (10) für einen Sicherheitsgurt gebildet ist und – das Bedienelement eine Auswurftaste für das Entriegeln einer Schlosszunge des Sicherheitsgurtes bildet.
Kraftfahrzeugteil nach einem der vorangehenden Ansprüche 9–12, dadurch gekennzeichnet, dass – das Kraftfahrzeugteil durch ein Lenkrad gebildet ist und – das Bedienelement ein an dem Lenkrad angeordnetes elektrisches Schaltelement bildet.
Kraftfahrzeugteil nach einem der vorangehenden Ansprüche 9–12, dadurch gekennzeichnet, dass – das Kraftfahrzeugteil durch eine elektrische Einrichtung des Kraftfahrzeugs gebildet ist und – das Bedienelement ein zur Bedienung der elektrischen Einrichtung vorgesehenes elektrisches Schaltelement bildet.