DE202007016762U1

DE202007016762U1 - Folientastatur mit leuchtenden Tasten

Info

Publication number: DE202007016762U1
Application number: DE200720016762
Authority: DE
Original assignee: TES FRONTDESIGN GmbH
Current assignee: TES FRONTDESIGN GmbH
Priority date: 2007-11-29
Filing date: 2007-11-29
Publication date: 2008-03-13
Anticipated expiration: 2017-11-30

Abstract

Folientastatur mit einem Trägermaterial (2) in Form einer Trägerfolie, einer Leiterplatte und/oder einer Metallträgerplatte als Grundfläche und einer Frontfolie (3) als Deckfläche, wobei zwischen diesen mindestens angeordnet sind beginnend auf der Grundfläche eine Switchfolie (9) mit einem Schaltelement (1) und dazugehörigem Tastenkörper (4), eine Spacerfolie (10) für das Schaltelement (1) und eine Spacerfolie (6) für einen Streukörper (5) und eine beleuchtbare Fläche gebildet ist aus mindestens einem Ausschnitt in der Spacerfolie (6) in dem der Tastenkörper (4) als flächenhafter Strahler und ein diesen Tastenkörper (4) mindestens seitlich umschließender Streukörper (5) angeordnet sind, wobei in den Streukörper (5) Licht einer Lichtquelle (12) einstrahlbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Tastatur mit leuchtenden Tasten basierend auf der Lichterzeugung mit LED's und einer geeigneten Streuung im Bereich der Schaltelemente. Diese Tasten sind direkt im Folienverbund z.B. mit Schnappscheiben als Schaltelement integriert, wobei nur eine geringe Dickenvergrößerung notwendig ist.
Flache leuchtende Tastaturen auf der Basis von Folienaufbauten werden vorzugsweise mittels EL-Technologie hergestellt. Diese verbreitete Technologie hat gravierende Nachteile durch eine vergleichsweise geringe Lebensdauer und einen erheblichen Zusatzaufwand in Form von einer elektronischen Schaltung, genannt Inverter, zur Erzeugung der notwendigen hohen Wechselspannung für die EL-Fläche.
Eine andere Umsetzung ist eine zusätzliche Lichtverteilerplatte mit an der Unterseite befindlichen zylindrischen oder halbkugelförmigen Druckpunkt über dem Tastenelement, in die von unten Licht eingekoppelt wird, wobei dadurch eine erhebliche Dickenerweiterung entsteht DE 20 2004 017 366 U1 . Um mit dieser Lösung eine gleichmäßige Ausleuchtung zu erreichen, sind mehrere Lichtquellen notwendig.
Bekannt sind ferner Lösungen, bei denen für die Tastenausleuchtung eine leuchtende Schicht, beispielsweise EL-Schichten oder organische Halbleiterschichten direkt auf die Frontfolie gedruckt sind. Die DE 203 12 637 U1 und DE 203 11 141 U1 beschreiben solche Lösungen. Diese Lösungsvorschläge haben bisher keine technische Umsetzung erfahren.
In portablen Geräten werden auch zur Beleuchtung von Tasten elastische Schichten wie in DE 20 2007 000 666 U1 , oder lichtführende Platten wie in DE 20 2005 008 933 U1 eingesetzt. Diese Aufbauten sind für eine Implementierung in eine Folientastatur jedoch nicht geeignet.
Im Bereich von beleuchteten Tasten werden ferner Streusysteme eingesetzt, die durch ihre Konstruktion ( DE 197 04 253 A1 ; US 4,163,883 ; DE 102 61 977 B4 ) eine erhebliche Höhe aufweisen oder die bewegte große Tastenelemente ( DE 100 11 800 A1 ) aufweisen, die aus der Tastatur herausragen, und somit für eine Folientastatur, die eine geringe Gesamthöhe aufweist und an der Oberfläche eine geschlossene Folie besitzt, nicht einsetzbar sind.
Bekannt ist es weiter aus der DE 20 2005 003 988 U1 , bei einer foliengedeckten Tastatur mit Kurzhubtasten und mit integrierter Zustimmungsschaltung, die obere Schaltfolie der folienabgedeckten Tastatur als Kontaktfolie für die Zustimmungsschaltung zu nutzen und auf dieser Folie LED's anzuordnen, die durch die abdeckende Folie der Folientastatur und durch die verschiedenen weiteren Folien in der Höhe bis zum Schaltelement, das auch als Lichtverteilerplatte dient, ragen und seitlich in dieses strahlen.
Nachteilig ist hier vor allem das Vorhandensein von mehreren LED's für jeden Taster. Nicht benötigt wird in jedem Fall auch die Kombination mit einer Zustimmungsschaltung.
Unter den Aspekten der Höhenreduzierung und der Nutzung kleiner Spannungen ist bei der beleuchtbaren Folientastatur nach DE 20 2007 006 647 U1 ein zwischen dem Schaltelement und der Deckschicht angeordnetes Leuchtmittel vorgesehen, das eine organische Leuchtdiode (OLED) ist.
Unter gleichen Gesichtspunkten wird mit der DE 20 2007 008 159 U1 vorgeschlagen, eine beleuchtete Fläche über dem Schaltelement zu bilden, indem in einem Ausschnitt in einer zwischen der Grundfläche und der Deckfläche befindlichen zweiten Spacerfolie mindestens ein flaches Leuchtelement eingesetzt ist, das bevorzugt eine organische Leuchtdiode (OLED) trägt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ohne auf den bewährten und erprobten Aufbau und die Vorteile einer Folientastatur verzichten zu müssen und bei einer nur geringfügige Erhöhung der gesamten Dicke der Folientastatur eine optimale Lichteinstrahlung in das Leuchtelement über dem Schaltelement zu erreichen.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Tastatur gemäß Anspruch 1, vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Folientastatur umfasst ein Trägermaterial in Form einer Trägerfolie, eine Leiterplatte und/oder eine Metallträgerplatte als Grundfläche und eine Frontfolie als Deckfläche, wobei zwischen diesen mindestens angeordnet sind beginnend auf der Grundfläche eine Switchfolie mit einem Schaltelement und dazugehörigem Tastenkörper, eine Spacerfolie für das Schaltelement und eine Spacerfolie für einen Streukörper. Die beleuchtbare Fläche ist gebildet aus mindestens einem Ausschnitt in der Streukörper-Spacerfolie in dem das Tastenelement als flächenhafter Strahler und ein dieses Tastenelement mindestens seitlich umschließender Streukörper angeordnet sind, wobei in den Streukörper Licht einer Lichtquelle vorzugsweise seitlich einstrahlbar ist.
Die Streukörper-Spacerfolie kann ein- oder mehrschichtig ausgebildet sein, auch mit Zwischenlagen. Eine Stärke im Bereich von 1mm ist beim jetzigen Entwicklungsstand ausreichend und lässt sich künftig wohl noch reduzieren.
Bevorzugt wird die Streukörper-Spacerfolie unterhalb der Frontfolie angeordnet, so dass sich das oder die Leuchtelemente (Streukörper, Tastenkörper, Lichteinkopplung Lichtquelle) zwischen Schwitchfolie und Frontfolie befinden.
Ist das Schaltelement eine Schnappscheibe, die in einem Ausschnitt der weiteren Spacerfolie angeordnet ist, liegen zwei Spacerfolien übereinander, mit bei Bedarf einer oder weiteren Zwischenlagen (Haltefolie, Leiterbahnen).
Möglich ist es aber auch, eine etwas stärkere Spacerfolie mit gemeinsamen Ausschnitten für die Schnappscheiben und die Leucht-Elemente vorzusehen.
Der Streukörper weist in einer bevorzugten Ausführung Bereiche unterschiedlicher Höhe auf, so dass der Streukörper im Bereich um das Schaltelement den Tastenkörper nur oberhalb der Haltefolie, also im Bereich der hier befindlichen Spacerfolie, umschließt und im Bereich der Lichtquelle bis auf die Switchfolie innerhalb eines Ausschnittes in der Schaltelement-Spacerfolie ragt.
Bei der Folientastatur wird bevorzugt eine punktförmige Lichtquelle, vorzugsweise eine LED, pro Schaltelement eingesetzt, die in den Streukörper vorzugsweise seitlich einstrahlt.
Mehrere Lichtquellen können zum Einstrahlen in den Streukörper genutzt werden, wenn die Tastenfläche in verschiedenen Farben leuchten soll.
Zum Einstrahlen des Lichtes weist der Streukörper bevorzugt eine oder eine nahezu halbzylinderförmige Lichteintrittsstelle auf. Das bedeutet, dass der Querschnitt der Lichteintrittsstelle halbkreisförmig, kreisabschnittförmig oder teilellypsisch ausgebildet ist.
Die erfindungsgemäße Folientastatur soll am Beispiel einer Tastatur mit Schnappscheiben, dargestellt in 1, beschrieben werden.
Die in 1 dargestellte Folientastatur aus einem Trägermaterial 2 in Form einer Trägerfolie, einer Leiterplatte und/oder einer Metallträgerplatte als Grundfläche und aus einer Frontfolie 3 als Deckfläche weist eine zwischen diesen angeordnete Switchfolie 9 mit Schaltelementen 1 in Form von Schnappscheiben und eine beleuchtbare Fläche über dem Schaltelement 1 auf.
Die als Schnappscheibe/Schnappscheiben ausgebildeten Schaltelemente 1 sind jeweils in einem Ausschnitt einer Spacerfolie 10 im Folienschichtverbund angeordnet.
Die beleuchtbare Fläche ist gebildet aus mindestens einem Ausschnitt in einer zwischen Grund- und Deckfläche befindlichen weiteren Spacerfolie 6, wobei in dem Ausschnitt mindestens ein flaches Leucht-Element als flächenhafter Strahler angeordnet ist, um die gesamte Fläche auszuleuchten.
Das flache Leucht-Element besteht aus dem Tastenkörper 4 als flächenhafter Strahler und dem diesen Tastenkörper 4 mindestens seitlich umschließenden Streukörper 5, wobei in den Streukörper 5 Licht einer Lichtquelle 12 eingestrahlt wird.
Der Tastenkörper 4 sollte zur gleichmäßigen Lichtverteilung ein- oder beidseitig aufgerauht sein.
Der benötigte Höhenausgleich innerhalb der Folientastatur für das Leucht-Element durch mindestens eine zusätzliche Spacerschicht 6 führt zu einer Vergrößerung der Dicke in der Regel in der Größenordnung von 1 mm.
Bei einer Betätigung der entsprechenden Taste bewegt sich der Tastenkörper 4 über dem Schaltelement 1 in Richtung Schaltelement 1 und betätigt dieses. Da dabei die Kontaktierung des Tastenkörpers 4 erhalten bleibt, wird die Anzeige in der Taste dabei nicht verändert.
In einer bevorzugten Ausführung ist auf der Schnappscheibe (Schaltelement 1) ein vorzugsweise punktförmiges Kraftübertragungselement 11 angeordnet, auf das der Tastenkörper 4 bei einer Schaltelementbetätigung einwirkt. Die Schnappwirkung bleibt so erhalten oder wird sogar noch verbessert.
Als Lichtquelle 12 dient bevorzugt eine punktförmige, vorzugsweise eine LED, die in den Streukörper 5 einstrahlt. Um eine Vorstreuung des Lichtes zu erreichen, sind innerhalb des Streukörpers 5 Lichtstreuelemente 14, vorzugsweise in Form von Durchbrüchen, vorgesehen.
Die Lichteintrittsstelle 13 des Streukörpers 5 weist hier eine halbzylinderförmige Form auf, d.h., der Querschnitt der Lichteintrittsstelle 13 ist halbkreisförmig ausgebildet.
Die Lichtquelle 12 ist mit auf der Switchfolie 9 kontaktiert.
Weiter ist dargestellt, dass der Streukörper 5 Bereiche unterschiedlicher Höhe aufweist, so dass der Streukörper 5 im Bereich um das Schaltelement 1 den Tastenkörper 4 nur oberhalb der Haltefolie 8 umschließt und im Bereich der Lichtquelle 12 bis auf die Switchfolie 9 innerhalb eines Ausschnittes in der Spacerfolie 10 ragt. Das hat den Vorteil, dass so die Lichtaufnahmefläche des Streukörpers vergrößert wird, so dass das ganze Licht der Lichtquelle 12 aufgenommen werden kann.
Betreffend die Bedruckung der Frontfolie 3 hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn diese im Bereich des Tastenkörpers 4 lichtdurchlässig und außerhalb diese Bereiches lichtundurchlässig ist.

1: Schaltelement vorzugsweise Schnappscheibe
2: Trägermaterial
3: Dekorfolie = Frontfolie
4: Tastenkörper
5: Streukörper
6: Spacerfolie für Streukörper (Streukörper-Spacerfolie)
7: Kontaktierung Schaltelement
8: Haltefolie Schaltelement
9: Switchfolie für Schaltelement
10: Spacerfolie für Schaltelement (Schaltelement-Spacerfolie)
11: Kraftübertragungselement
12: Lichtquelle
13: Lichteinkopplung
14: Lichtstreuelemente

Claims

Folientastatur mit einem Trägermaterial (2) in Form einer Trägerfolie, einer Leiterplatte und/oder einer Metallträgerplatte als Grundfläche und einer Frontfolie (3) als Deckfläche, wobei zwischen diesen mindestens angeordnet sind beginnend auf der Grundfläche eine Switchfolie (9) mit einem Schaltelement (1) und dazugehörigem Tastenkörper (4), eine Spacerfolie (10) für das Schaltelement (1) und eine Spacerfolie (6) für einen Streukörper (5) und eine beleuchtbare Fläche gebildet ist aus mindestens einem Ausschnitt in der Spacerfolie (6) in dem der Tastenkörper (4) als flächenhafter Strahler und ein diesen Tastenkörper (4) mindestens seitlich umschließender Streukörper (5) angeordnet sind, wobei in den Streukörper (5) Licht einer Lichtquelle (12) einstrahlbar ist.
Folientastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Spacerfolie (10) für das Schaltelement (1) und der Spacerfolie (6) für den Streukörper (5) eine Haltefolie (8) angeordnet ist und bei Bedarf weitere Folien mit Leiterbahnen.
Folientastatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine stärkere Spacerfolie mit gemeinsamen Ausschnitten für das Schaltelement (1) in Form einer Schnappscheibe und die Leucht-Elemente Tastenkörper (4), Streukörper (5) und Lichtquelle (12) vorgesehen ist.
Folientastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine punktförmige Lichtquelle (12), vorzugsweise eine LED, in den Streukörper (5) einstrahlt.
Folientastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Streukörpers (5) Lichtstreuelemente (14) vorzugsweise in Form von Durchbrüchen für eine Vorstreuung des erzeugten Lichtes enthalten sind.
Folientastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Streukörper (5) eine oder eine nahezu halbzylinderförmige Lichteintrittsstelle (13) aufweist.
Folientastatur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der Lichteintrittsstelle (13) halbkreisförmig, kreisabschnittförmig oder teilellypsisch ausgebildet ist.
Folientastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (12) mit auf der Switchfolie (9) kontaktiert ist.
Folientastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Streukörper (5) Bereiche unterschiedlicher Höhe aufweist, so dass der Streukörper (5) im Bereich um das Schaltelement (1) den Tastenkörper (4) nur oberhalb der Haltefolie (8) oder der Spacerfolie (10) umschließt und im Bereich der Lichtquelle (12) bis auf die Switchfolie (9) innerhalb eines Ausschnittes in der Spacerfolie (10) ragt.
Folientastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedruckung der Frontfolie (3) im Bereich des Tastenkörpers (4) lichtdurchlässig und außerhalb diese Bereiches lichtundurchlässig abgedeckt ist.
Folientastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schaltelement (1) ein Kraftübertragungselement (11) aufgebracht ist, auf das der Tastenkörper (4) bei einer Schaltelementbetätigung einwirkt.
Folientastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastenkörper (4) zur gleichmäßigen Lichtverteilung ein- oder beidseitig aufgerauht ist.
Folientastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Lichtquellen (12) in den Streukörper (5) einstrahlen, um die Tastenfläche in verschiedenen Farben leuchten zu lassen.