DE202007018691U1

DE202007018691U1 - 3D-EL-HDVF Element

Info

Publication number: DE202007018691U1
Application number: DE202007018691U
Authority: DE
Original assignee: Lyttron Technology GmbH
Current assignee: Efl Holdings Tech Bv Nl
Priority date: 2006-07-01
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2009-03-19
Anticipated expiration: 2017-06-28
Also published as: WO2008003621A1; DE102006031315A8; TW200810594A; EP2036063A1; KR20090027228A; DE102006031315A1; TWI517755B; KR101466159B1; US20090236984A1

Abstract

Dreidimensional verformtes Folienelement, aufgebaut aus
a) einer zumindest teilweise transparenten Trägerfolie, Komponente A, aus mindestens einem kalt-reckbaren Folienmaterial, das gegebenenfalls mit graphischen Darstellungen versehen ist,
b) mindestens einem auf die Trägerfolie aufgebrachten Elektrolumineszenz-Element, Komponente B, enthaltend die folgenden Komponenten
ba) eine zumindest teilweise transparente Elektrode, Komponente BA,
bb) gegebenenfalls eine erste Isolationsschicht, Komponente BB,
bc) eine Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz, Komponente BC,
bd) gegebenenfalls eine weitere Isolationsschicht, Komponente BD,
be) eine Rückelektrode, Komponente BE,
c) einer Schutzschicht, Komponente CA oder einer Folie, Komponente CB,
herstellbar durch isostatische Hochdruckverformung eines ebenen Folienelements aufgebaut aus den Komponenten A, B und C bei einer Verfahrenstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur der Komponente A des Folienelementes.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein dreidimensional verformtes Folienelement, herstellbar durch isostatische Hochdruckverformung, und Anzeigenelemente, wie Tachoscheiben für Land-, Wasser und Luftfahrzeuge, Sicherheitsgurtblenden oder Warnhinweisblenden in Land-, Wasser und Luftfahrzeugen, Warnhinweisblenden in Gebäuden, Gehäuseelemente für mobile und stationäre Elektronikgeräte, Tastaturen, welche das dreidimensional verformte Folienelement umfassen.
Im Stand der Technik sind Elektrolumineszenz-Leuchtflächen für mobile oder stationäre elektronische Geräte bekannt. Solche Elektrolumineszenz-Leuchtflächen werden üblicherweise als Einbauteile zur Hinterleuchtung von Anzeigevorrichtungen und Bedienelementen eingesetzt. Übliche Elektrolumineszenz-Leuchtflächen weisen eine Polyesterfolie als Trägermaterial auf mit einer im Sputterverfahren aufgedampften elektrisch leitenden weitgehend transparenten Schicht. Daneben enthalten solche Elektrolumineszenz-Leuchtflächen im Allgemeinen weitere Schichten, z. B. Schutzschichten. Da diese im Stand der Technik zur Herstellung von Elektrolumineszenz-Leuchtflächen eingesetzten Schichten häufig einen spröden Charakter haben, bzw. einem Verformprozess mit hohen Temperaturen nicht standhalten, sind die herkömmlichen Anzeigevorrichtungen im Allgemeinen eben ausgebildet, was z. B. bei Gegenständen, die dreidimensionale Geometrien aufweisen, zu einer Beeinträchtigung der Wahrnehmbarkeit von Informationsangaben und der Bedienbarkeit führen kann.
Im Stand der Technik wurden daher bereits dreidimensionale Elektrolumineszenzanzeigen vorgeschlagen.
DE-A 44 30 907 betrifft eine dreidimensionale Elektrolumineszenzanzeige mit einer durchsichtigen Scheibe, einer auf mindestens einer Seite der Scheibe aufgebrachten lichtdurchlässigen Schicht, mindestens einer neben der lichtdurchlässigen Schicht aufgebrachten Elektrolumineszenz-Lampe und einem an die Elektrolumineszenz-Lampe und die Scheibe angeformten Substrat zur Bildung einer ganzstückigen dreidimensionalen Elektrolumineszenz-Anzeige. Die Herstellung der dreidimensionalen Elektrolumineszenz-Anzeige erfolgt ausgehend von einer vorgeformten Scheibe. Es ist jedoch weiterhin erwähnt, dass die Scheibe auch nachgeformt sein kann, d. h., dass die dreidimensionale Elektrolumineszenzanzeige vor der Anformung des Substrats durch gebräuchliche Verfahren geformt wird. DE-A 44 30 907 enthält jedoch keine weiteren Informationen bezüglich geeigneter gebräuchlicher Verfahren.
DE-A 102 34 031 betrifft eine Elektrolumineszenz-Leuchtfläche, die den Aufbau eines Kondensators mit zwei parallel liegenden Elektroden aufweist, von denen zumindest eine transparent ausgebildet ist, mit einer durch ein elektrisches Feld erregbaren Leuchtsubstanz, die zwischen den Elektroden angeordnet ist. Die Elektrolumineszenz-Leuchtfläche enthält des Weiteren eine mit Informationsangaben versehene Trägerschicht, die aus einem frei verformbaren Folienmaterial oder aus einem Hartmaterial, das eine dreidimensional verformte Oberfläche aufweist, gefertigt ist, wobei die Trägerschicht kongruent entsprechend ihrer Verformung zumindest im Bereich ihrer Informationsangaben eine Beschichtung mit einer ersten elektrisch leitfähigen Schicht, einer Pigmentschicht, einer Isolations- und Reflexionsschicht, einer Deckelektrode sowie einer optionalen Schutzschicht aufweist. Die Herstellung der Elektrolumineszenz-Leuchtfläche erfolgt dadurch, dass zunächst die Trägerschicht aus dem frei verformbaren Folienmaterial oder aus einem Hartmaterial, das vorher in eine dreidimensional verformte Oberflächenform gebracht wurde, mit Informationsangaben bedruckt wird und anschließend mit einer ersten elektrisch leitfähigen Schicht, einer Pigmentschicht, einer Isolations- und Reflexionsschicht, einer Back-Elektrode sowie einer optionalen Schutzschicht versehen wird. Danach kann der dreidimensional verformte Folienkörper mit einem Kunststoffmaterial hinterspritzt werden, um einen Tragkörper herzustellen. Bei Einsatz einer Trägerschicht aus einem frei verformbaren Folienmaterial kann eine Verformung des bedruckten und mit den weiteren vorstehend genannten Schichten versehenen Folienkörpers erfolgen, wobei als einziger Verformungsvorgang in DE-A 102 34 031 das Tiefziehen erwähnt ist.
WO 03/037039 betrifft eine dreidimensionale Elektrolumineszenzanzeige, die einen Hauptkörper und eine Elektrolumineszenzeinrichtung umfasst. Die Elektrolumineszenzeinrichtung besteht aus einer Folie und einer Elektrolumineszenzvorrichtung, wobei die der Elektrolumineszenzvorrichtung zugewandte Fläche der Folie mit anzuzeigenden Motiven versehen ist. Die Elektrolumineszenzvorrichtung umfasst eine Frontelektrode und eine Rückelektrode, zwischen welchen sich ein Dielektrikum befindet. Die Frontelektrode ist der das Motiv wiedergebenden Schicht zugeordnet und mit dieser einstückig. Innerhalb der Fläche der Elektrolumineszenzeinrichtung ist eine Speisequelle angeordnet, welche die Elektroden der Elektrolumineszenzeinrichtung kontaktiert. Der Hauptkörper ist aus einem geeigneten Kunststoff, der sich vorteilhafterweise in einem Spritzgießprozess verarbeiten lässt. Zur Herstellung der dreidimensionalen Elektrolumineszenzanzeige wird zunächst die Elektrolumineszenzeinrichtung hergestellt. Dabei wird zunächst die Folie bereitgestellt, die als Träger für die Elektrolumineszenzvorrichtung dient. Anschließend wird die Elektrolumineszenzeinrichtung umgeformt, indem sie tiefgezogen, geprägt, hohlgeprägt oder massiv geprägt wird, wobei die Umformung bevorzugt durch Tiefziehen erfolgt. Nach der Umformung (Tiefziehen) wird der Hauptkörper der Rückseite der Elektrolumineszenzeinrichtung zugeordnet, z. B. durch Hinterspritzen der Elektrolumineszenzeinrichtung mit einem dazu geeigneten Material.
Bei der Herstellung von dreidimensionalen Elektrolumineszenz-Leuchtflächen, die bevorzugt gedruckte Informationssymbole aufweisen, ist es wichtig, dass das Elektrolumineszenz-Element, sowie die gegebenenfalls vorhandenen gedruckten Informationssymbole positionsgenau und verzugsfrei erhalten bleiben, bzw. der Verzug konstant ist, so dass er durch Zerrdruck ausgeglichen werden kann. Dies ist bei den üblichen Kaltverformungsverfahren wie Tiefziehen bzw. Prägen nicht sicher gewährleistet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung eines dreidimensional verformten Folienelements, dass mindestens ein Elektrolumineszenz-Element aufweist und gegebenenfalls mit graphischen Darstellungen versehen ist, wobei dass mindestens eine Elektrolumineszenz-Element sowie gegebenenfalls die graphischen Darstellungen positionsgenau auf dem dreidimensional verformten Folienelement aufgebracht sind.
Die Aufgabe der Bereitstellung eines dreidimensional verformten Folienelements wird gelöst durch ein dreidimensional verformtes Folienelement aufgebaut aus

a) einer zumindest teilweise transparenten Trägerfolie, Komponente A, aus mindestens einem kalt-reckbaren Folienmaterial, das gegebenenfalls mit graphischen Darstellungen versehen ist,
b) mindestens einem auf die Trägerfolie aufgebrachten Elektrolumineszenz-Element, Komponente B, enthaltend die folgenden Komponenten ba) eine zumindest teilweise transparente Elektrode, Komponente BA, bb) gegebenenfalls eine erste Isolationsschicht, Komponente BB, bc) eine Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz, Komponente BC, bd) gegebenenfalls eine weitere Isolationsschicht, Komponente BD, be) eine Rückelektrode, Komponente BE,
c) einer Schutzschicht, Komponente CA oder einer Folie, Komponente CB,

Das erfindungsgemäße dreidimensionale Folienelement zeichnet sich dadurch aus, dass das mindestens eine auf die Trägerfolie aufgebrachte Elektrolumineszenz-Element sowie die gegebenenfalls auf der transparenten Trägerfolie vorhandenen grafischen Darstellungen positionsgenau aufgebracht sind. Dies ist wesentlich, da das erfindungsgemäße dreidimensional verformte Folienelement z. B. zur Ausbildung von Tachoscheiben für Land-, Wasser-, und Luftfahrzeuge dienen soll, wobei eine exakte Positionierung der Informationssymbole wichtig ist. Eine solche exakte Positionierung wird dadurch erreicht, dass ein ebenes Folienelement bereitgestellt wird, das die Komponenten A, B und C aufweist, wobei diese Komponenten so ausgewählt sind, dass das ebene Folienelement durch isostatische Hochdruckverformung dreidimensional verformt werden kann. Es wurde überraschenderweise gefunden, dass eine solche dreidimensionale Verformung mittels isostatischer Hochdruckverformung in Anwesenheit eines Elektrolumineszenz-Elements, das die Komponenten BA, BB, gegebenenfalls BC und BD aufweist, möglich ist.
Die erfindungsgemäßen dreidimensional verformten Folienelemente sind für zahlreiche Anwendungszwecke hinreichend formstabil, so dass ein Hinterspritzen des Folienelements mit einem geeigneten Kunststoff, wie in dem vorstehend genannten Stand der Technik vorgeschlagen, nicht erforderlich ist. In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung daher ein dreidimensional verformtes Folienelement, aufgebaut aus den Komponenten A, B und C, wobei das dreidimensional verformte Folienelement kein angeformtes Substrat aufweist, insbesondere nicht mit einem Kunststoff hinterspritzt ist.
Komponente A
Das erfindungsgemäße dreidimensionale Folienelement enthält eine zumindest teilweise transparente Trägerfolie, Komponente A, aus mindestens einem kalt-reckbaren Folienmaterial, das gegebenenfalls mit grafischen Darstellungen versehen ist.
Unter einer "zumindest teilweise transparenten Trägerfolie" sind sowohl transparente Trägerfolien zu verstehen als auch solche, die durchscheinend, jedoch nicht vollständig transparent sind. Die Trägerfolie ist erfindungsgemäß aus mindestens einem kalt-reckbaren Folienmaterial aufgebaut. Dies ist erforderlich, damit eine Herstellung des dreidimensional verformten Folienelements durch isostatische Hochdruckverformung bei einer Verfahrenstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur der Komponente A durchgeführt werden kann. Geeignete kalt-reckbare Folienmaterialien sind zum Beispiel in EP-A 0 371 425 genannt. Es können sowohl thermoplastische als auch duroplastische zumindest teilweise transparente kalt-reckbare Folienmaterialen eingesetzt werden.
Bevorzugt werden kalt-reckbare Folienmaterialen eingesetzt, die bei Raum- und Gebrauchstemperatur ein geringes oder kein Rückstellvermögen aufweisen. Besonders bevorzugte Folienmaterialien sind ausgewählt aus mindestens einem Material aus der Gruppe, bestehend aus Polycarbonaten, bevorzugt Polycarbonaten auf Basis von Bisphenol A, beispielsweise die von Bayer Material Science AG vertriebenen Makrofol^®-Sorten; Polyestern, insbesondere aromatischen Polyestern, beispielsweise Polyalkylenterephthalaten; Polyamiden, beispielsweise PA 6- oder PA 6,6-Sorten; hochfesten "Aramide-Folien"; Polyimiden, beispielsweise die unter der Handelsbezeichnung Kapton^® vertriebenen Folien auf der Basis von Poly-(diphenyloxid-pyromellith-imid); Polyarylaten; organischen thermoplastischen Celluloseestern, insbesondere deren Acetaten, Propionaten und Acetobutyraten, beispielsweise Folienmaterialen von Bayer MaterialScience AG unter der Handelsbezeichnung Cellidor^®, und Polyfluorkohlenwasserstoffen, insbesondere die unter der Bezeichnung FEB bekannten Copolymerisate aus Tetrafluorethylen und Hexafluorpropylen, die in transparenter Ausführungsform verfügbar sind. Bevorzugte Folienmaterialien der Trägerfolie sind ausgewählt aus Polycarbonaten, beispielsweise die von Bayer MaterialScience AG vertriebenen Makrofol^®-Sorten; Polyestern, insbesondere aromatischen Polyestern, beispielsweise Polyalkylenterephthalaten; und Polyimiden, beispielsweise die unter der Handelsbezeichnung Kapton^® vertriebenen Folien auf der Basis von Poly-(diphenyloxid-pyromellith-imid). Ganz besonders bevorzugt werden als Folienmaterialien Polycarbonate auf der Basis von Bisphenol A eingesetzt, insbesondere Folien mit der Bezeichnung Bayfol^® CR (Polycarbonat/Polybutylenterephthalat-Folie), Makrofol^® TP oder Makrofol^® DE der Bayer MaterialScience AG.
Die erfindungsgemäß eingesetzte zumindest teilweise transparente Trägerfolie kann einseitig satinierte, bzw. raue Oberflächen oder beidseitig hochglänzende Oberflächen aufweisen. Die Schichtdicke der erfindungsgemäß eingesetzten zumindest teilweise transparenten Trägerfolie beträgt im Allgemeinen 40 bis 2000 μm. Bei höheren Schichtdicken bewirkt die schlagartige Umformung, die bei der isostatischen Hochdruckverformung durchgeführt wird, häufig eine Versprödung des Materials. Bevorzugt wird eine Trägerfolie mit einer Schichtdicke von 50 bis 500 μm eingesetzt, besonders bevorzugt 100 bis 400 μm, ganz besonders bevorzugt 150 bis 375 μm.
In einer bevorzugten Ausführungsform – in Abhängigkeit von der Anwendung des erfindungsgemäßen dreidimensional verformten Folienelements – ist die zumindest teilweise transparente Trägerfolie mit graphischen Darstellungen versehen. Dabei kann es sich um Informationssymbole handeln, so dass auf der Oberfläche des dreidimensional verformten Folienelements beispielsweise Buchstaben, Zahlen, Symbole oder Piktogramme sichtbar sind. Bei der graphischen Gestaltung handelt es sich bevorzugt um eine drucktechnische graphische Gestaltung, insbesondere um einen Farbaufdruck. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäß eingesetzte Trägerfolie mit graphischen Darstellungen in Form von deckenden oder transluzenten Farbaufdrucken versehen. Diese Farbaufdrucke können nach beliebigen, dem Fachmann bekannten, Verfahren erfolgen, zum Beispiel durch Siebdruck, Offset-Lithographie, Serigraphie, Rotationsdruck, Tiefdruck oder Flexodruck, die alle gebräuchlich und im Stand der Technik bekannt sind. Bevorzugt erfolgt die graphische Gestaltung durch Farbauftrag mittels Siebdruck, da mittels Siebdruck pigmentierte Farben mit hoher Schichtstärke und guter Verformbarkeit aufgetragen werden können.
Die zur graphischen Gestaltung eingesetzten Druckfarben müssen unter den Bedingungen der isostatischen Hochdruckverformung ausreichend verformbar sein. Geeignete Farben, insbesondere Siebdruckfarben, sind dem Fachmann bekannt. Es können zum Beispiel Farben mit einem plastischen Farbträger, beispielsweise auf Polyurethanbasis, eingesetzt werden. Diese Siebdruckfarben weisen eine hervorragende Haftung zu dem Folienmaterial der erfindungsgemäß eingesetzten Trägerfolie auf. Besonders bevorzugt werden Siebdruckfarben basierend auf wässrigen Dispersionen von aliphatischen Polyurethanen eingesetzt. Geeignete Farben sind zum Beispiel unter dem Handelsnamen AquaPress PR^® von Pröll, Weissenburg erhältlich. Weitere geeignete Siebdruckfarben sind solche auf Basis von Hochtemperatur beständigen Thermoplasten, insbesondere Siebdruckfarben mit dem Handelsnamen Noriphan^® von Pröll, Weissenburg.
Komponente B
Das erfindungsgemäße dreidimensional verformte Folienelement enthält mindestens ein auf die Trägerfolie aufgebrachtes Elektrolumineszenz-Element als Komponente B.
Das Elektrolumineszenz-Element enthält die folgenden Komponenten

ba) eine zumindest teilweise transparente Elektrode, Komponente BA,
bb) gegebenenfalls eine erste Isolationsschicht, Komponente BB,
bc) eine Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz, Komponente BC,
bd) gegebenenfalls eine weitere Isolationsschicht, Komponente BD,
be) eine Rückelektrode, Komponente BE.

Das Elektrolumineszenz-Element kann zusätzlich zu den vorstehend genannten Komponenten weitere Komponenten aufweisen. Beispielsweise können zwischen der Rückelektrode, Komponente BE, und der gegebenenfalls einen weiteren Isolationsschicht, Komponente BD (bzw., falls die Isolationsschicht nicht vorhanden ist, zwischen der Komponente BE und der Komponente BC), weitere Schichten vorliegen. Dabei kann sich an die Komponente BD (bzw., falls diese nicht vorliegt, an die Komponente BC) ein weiterer Aufbau, umfassend eine zumindest teilweise transparente Elektrode, eine weitere Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz, und gegebenenfalls eine weitere Isolationsschicht, anschließen. Dieser Aufbau kann sich gegebenenfalls noch einmal wiederholen, wobei die letzte Komponente des Aufbaus an die Rückelektrode, Komponente BE, anschließt.
Geeignete Elektrolumineszenz-Elemente sind dem Fachmann bekannt. Überraschenderweise wurde gefunden, dass Folienelemente, die mindestens ein erfindungsgemäß eingesetztes Elektroluminesenz-Element aufweisen mittels einer isostatischen Hochdruckverformung verformt werden können, so dass die erfindungsgemäßen dreidimensional verformten Folienelemente erhalten werden können.
Dem Fachmann ist bekannt, dass das erfindungsgemäß eingesetzte mindestens eine Elektrolumineszenz-Element mit einer Stromquelle kontaktiert ist. Im Allgemeinen weist das mindestens eine Elektrolumineszenz-Element dazu elektrische Anschlüsse auf, die an einen Seitenrand des erfindungsgemäßen Folienelements geführt werden und dort mittels Kontaktierhilfen mit einer Stromquelle kontaktiert werden. Geeignete Kontaktierhilfen sind zum Beispiel Crimpen, Klemmen, elektrisch leitender Kleber, Schrauben und andere dem Fachmann bekannte Mittel. Die Ansteuerung des Elektrolumineszenz-Elements kann in herkömmlicher dem Fachmann bekannter Weise erfolgen.
Die Kontaktierung des Elektrolumineszenz-Elements mit einer Stromquelle erfolgt durch eine Mehrzahl von Leitungen, die mit den vorstehend genannten Kontaktierhilfen verbunden sind. Die Leitungen sind im Allgemeinen aus einem leitfähigen Material, zum Beispiel Kupfer, hergestellt und können mit einem Stanzwerkzeug und -vorgang gemäß im Stand der Technik bekannten Verfahren hergestellt werden. Alternativ können die Leitungen in Siebdruck hergestellte Spuren leitfähiger Pasten, zum Beispiel Farbe, sein, die zu den elektrischen Anschlüssen des mindestens einen Elektrolumineszenz-Elements führen.
Im Allgemeinen wird das Elektrolumineszenz-Element mit Wechselstrom betrieben. Um den Wechselstrom zu erzeugen, werden Elektrolumineszenz-Inverter (EL-Inverter) eingesetzt. Geeignete EL-Inverter sind dem Fachmann bekannt und kommerziell erhältlich. In einer bevorzugten Ausführungsform werden EL-Inverter in Form von SMD (Surface Mounted Device) Bauelementen eingesetzt. Geeignete SMD-EL-Inverter sind dem Fachmann ebenfalls bekannt und kommerziell erhältlich. Der Vorteil von SMD-EL-Invertern ist, dass diese keine Drahtanschlüsse aufweisen, sondern mittels dem Fachmann bekannten polymeren leitfähigen Klebern mit dem Elektrolumineszenz-Element kontaktiert werden können. In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung werden die EL-Inverter somit in Form von SMD-Bauelementen direkt auf der Rückseite der Folienelemente aufgebaut aus den Komponenten A, B und C im Allgemeinen mittels polymerer Haftverbindungstechniken inklusive der elektrischen Kontaktierung der Elektrolumineszenz-Element Verdrahtungsbahnen befestigt. Auf diese Weise können beispielsweise 12 Volt Gleichspannungsanschlusselemente an berandenden Kanten des dreidimensional verformten Folienelements aufgebaut aus den Komponenten A, B und C hergestellt werden.
Im Anschluss an die mechanische und elektrische Montage der SMD-EL-Inverter werden im Allgemeinen zusätzlich passivierende und haftverbessernde Vergussmassen, z. B. mittels einem Dispenser, appliziert.
Kleinflächige elektrolumineszierende Felder, im Allgemeinen bis etwa 50 mm², können beispielsweise sehr effizient durch das SMD-Bauelement HV850 EL-Lamp-Driver von Supertex, Inc. In Sunnyvale, CA, USA mit einer Bauformgröße H × B × D von etwa 3 mm × 3 mm × 1 mm betrieben werden, wobei in diesem Fall kein zusätzliches Induktionsspulenbauteil benötigt wird.
Bei den in dem erfindungsgemäßen dreidimensional verformten Folienelement als Komponente B eingesetzten Elektrolumineszenz-Elementen handelt es sich im Allgemeinen um Dickfilm-Elektrolumineszenz-Elemente, die mit Wechselstrom betrieben werden (Dickfilm-AC-EL-Elemente). Ein Vorteil dieser Dickfilm-AC-EL-Elemente ist, dass relativ hohe Spannungen von im Allgemeinen größer 100 Volt-Spitze-Spitze, bevorzugt größer 100 Volt-Spitze-Spitze bis 140 Volt-Spitze-Spitze bei mehreren 100 Hz bis in den kHz-Bereich (1000 Hz), bevorzugt 250 Hz bis 800 Hz, besonders bevorzugt 250 Hz bis 500 Hz, verwendet werden und bei Ausbildung der Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz, Komponente BC, (dielektrische Schicht) praktisch keine ohmsche Verlustleistung gegeben ist. Die elektrische Leitfähigkeit der Elektroden (Komponenten BA und BE) sollte daher möglichst gleichmäßig sein, es tritt jedoch keine besondere Strombelastung auf. Bevorzugt werden allerdings gut leitende Busbars eingesetzt, um Spannungsabfälle zu reduzieren.
Im Allgemeinen erfolgt der Betrieb der in dem erfindungsgemäßen Folienelement eingesetzten Elektrolumineszenz-Elemente (Komponente B) bei einer Helligkeit von 10 cd/m² bis 500 cd/m², bevorzugt 10 cd/m² bis 100 cd/m². Dabei können bei Verwendung von mikroverkapselten ZnS-Elektroluminophoren in der Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz, Lebensdauerhalbwertszeiten von im Allgemeinen etwa 2.000 Stunden erreicht werden. Grundsätzlich ist der Betrieb derartiger Elektrolumineszenz-Elemente mit einer Wechselspannung mit harmonischer Kurvenform zu bevorzugen. Es sollten transiente Spannungsimpulse vermieden werden. Speziell der Ein- und Ausschalt-Vorgang wird bevorzugt derart gestaltet, dass keine überhöhten Spannungsimpulse die Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz (Dielektrikum), schädigen und gegebenenfalls einzelne Leuchtsubstanzen (Elektroluminophore) ebenfalls schädigen. Die Reduktion der Helligkeit mit der Lebensdauer, die so genannte Halbwertszeit, also jene Zeit bis zur Abnahme auf die Hälfte der Initialhelligkeit, kann durch Nachregelung der Spannungsversorgung, beziehungsweise gegebenenfalls durch Nachregelung der Frequenz, ausgeglichen werden. Dabei kann sowohl die Abnahme der Kapazität des Elektrolumineszenz-Elements für eine Nachregelung verwendet werden, als auch eine externe Photodiode, welche die Elektrolumineszenz-Emission misst. Mit der Veränderung der Frequenz kann auch in gewissen Bereichen die Emissionsfarbe der Elektrolumineszenz-Emission beeinflusst werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das erfindungsgemäße dreidimensional verformte Folienelement zusätzlich zu dem mindestens einen Elektrolumineszenz-Element ein LED-Element enthalten. Bevorzugt handelt es sich um ein SMD-LED-Element. Geeignete LED-Elemente sind dem Fachmann bekannt und kommerziell erhältlich.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein dreidimensional verformtes Folienelement, aufgebaut aus den Komponenten A, B und C und zusätzlich mindestens einem LED-Element, bevorzugt mindestens einem SMD-LED-Element, als Komponente D, wobei das dreidimensional verformte Folienelement herstellbar ist durch isostatische Hochdruckverformung eines ebenen Folienelements, aufgebaut aus den Komponenten A, B, C und D bei einer Verfahrenstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur der Komponente A des Folienelementes.
Bevorzugt werden die SMD-LED-Bausteine auf der Rückseite der dreidimensional verformten Folienelemente, aufgebaut aus den Komponenten A, B und C, angeordnet, z. B. durch Kleben mittels dem Fachmann bekannten Verfahren.
LED-Elemente weisen üblicherweise eine punktartige Lichtemission von sehr hoher Leuchtdichte auf und können daher z. B. hinter einem transluzent und signalwirksam angeordneten Hinweisfeld höhere Leuchtintensitäten als flächige Elektrolumineszenz-Elemente erzeugen. Erfindungsgemäße dreidimensional verformte Folienelemente, die LED-Elemente aufweisen, sind daher gut als Alarmsignalelement verwendbar. Die transluzenten Leuchtfelder werden überdies in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform drucktechnisch und/oder dispensertechnisch mittels Diffusorelementen versehen, so dass das SMD-LED-Element eine breite Abstrahlcharakteristik aufweist und derart als optisches Signal für einen Alarmzustand verwendet werden kann, wie zum Beispiel die Anzeige einer Übertemperatur oder von zu wenig Öl oder den Ausfall des ABS-Bremssystems und dergleichen. Geeignete Diffusorelemente sind dem Fachmann bekannt und kommerziell erhältlich.
Das erfindungsgemäß eingesetzte Elektrolumineszenz-Element weist eine zumindest teilweise transparente Elektrode auf. Dabei ist unter einer "zumindest teilweise transparenten" Elektrode eine Elektrode zu verstehen, die vollständig transparent sein kann, oder eine Elektrode, die durchscheinend, jedoch nicht vollständig transparent, sein kann.
Die zumindest teilweise transparente Elektrode ist im Allgemeinen eine flächige Elektrode, die aufgebaut ist aus einem oder mehreren elektrisch leitfähigen Materialien auf anorganischer oder organischer Basis. Geeignete zumindest teilweise transparente Elektroden, die erfindungsgemäß eingesetzt werden können, sind alle dem Fachmann zur Herstellung von Elektrolumineszenz-Elementen bekannten Elektroden, die durch die Verformung zur Herstellung des erfindungsgemäßen dreidimensional verformten Folienelements mittels isostatischer Hockdruckverformung nicht beschädigt werden. Somit sind übliche im Stand der Technik erwähnte Indium-Zinn-Oxid(ITO)-Sputterschichten auf thermostabilisierten Polyesterfolien zwar grundsätzlich geeignet, jedoch nicht bevorzugt. Bevorzugt werden polymere elektrisch leitfähige gut transparente Beschichtungen bzw. designspezifische Siebdruckschichten verwendet.
Bevorzugt ist die erfindungsgemäß eingesetzte zumindest teilweise transparente Elektrode somit ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus ITO-Siebdruckschichten, ATO(Antimon-Zinn-Oxid)-Siebdruckschichten, Non-ITO-Siebdruckschichten (wobei der Begriff "Non-ITO" alle Siebdruckschichten umfasst, die nicht auf Indium-Zinn-Oxid (ITO) basieren), das heißt intrinsisch leitfähigen polymeren Schichten mit üblicherweise nanoskaligen elektrischleitfähigen Pigmenten, beispielsweise die ATO-Siebdruckpasten mit den Bezeichnungen 7162E oder 7164 von DuPont, intrinsisch leitfähigen Polymersystemen wie dem Orgacon^® System von Agfa, dem Baytron^® Poly(3,4-ethylendioxythiophen)-System von H. C. Starck GmbH, dem als organisches Metall (PEDT-conductive polymer polyethylenedioxythiophene) bezeichneten System von Ormecon, leitfähigen Beschichtungs- oder Druckfarbensystemen von Panipol OY und gegebenenfalls mit hochflexiblen Bindemitteln, zum Beispiel auf Basis von PU (Polyurethanen), PMMA (Polymethylmethacrylat), PVA (Polyvinylalkohol), modifiziertes Polyanilin. Bevorzugt wird als Material der zumindest teilweise transparenten Elektrode des Elektrolumineszenz-Elements Baytron^® Poly(3,4-ethylendioxythiophen)-System von H. C. Starck GmbH eingesetzt.
Im Allgemeinen ist die zumindest teilweise transparente Elektrode des Elektrolumineszenz-Elements direkt mit der gegebenenfalls mit graphischen Darstellungen versehenen zumindest teilweise transparenten Trägerfolie verbunden. Das erfindungsgemäß eingesetzte Elektrolumineszenz-Element enthält neben der zumindest teilweise transparenten Elektrode, Komponente BA, eine Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz, als Komponente BC. Die Schicht ist im Allgemeinen auf eine gegebenenfalls vorliegende erste Isolationsschicht, Komponente BB, oder, falls diese Schicht nicht vorliegt, auf die zumindest teilweise transparente Elektrode, aufgebracht. Bei der durch ein elektrisches Feld anregbaren Leuchtsubstanz (Luminophor) in der Schicht (Komponente BC) handelt es sich bevorzugt um ZnS, das im Allgemeinen mit Phosphor dotiert ist.
Üblicherweise handelt es sich bei der Schicht (Komponente BC) um dielektrisches Material. Dieses Material kann beispielsweise ZnS, im Allgemeinen dotiert mit Phosphor, oder eine Mischung von ZnS, im Allgemeinen dotiert mit Phosphor (als Leuchtsubstanz), BaTiO₃ und hochflexiblen Bindemitteln, zum Beispiel solchen auf Basis von PU, PMMA, PVA, sein.
Neben den Komponenten BA und BB kann das erfindungsgemäße Elektrolumineszenz-Element eine Isolationsschicht als Komponente BC enthalten, die im Allgemeinen auf die Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz, aufgebracht ist. Geeignetes Material für eine Isolationsschicht ist zum Beispiel Bariumtitanat (BaTiO₃).
Des Weiteren enthält das mindestens eine erfindungsgemäß eingesetzte Elektrolumineszenz-Element eine Rückelektrode, Komponente BD. Diese ist im Allgemeinen auf die Isolationsschicht – wenn sie vorhanden ist – aufgebracht. Falls keine Isolationsschicht vorhanden ist, ist die Rückelektrode auf die Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz, aufgebracht.
Bei der Rückelektrode handelt es sich – wie bei der zumindest teilweise transparenten Elektrode – um eine flächige Elektrode, die jedoch nicht transparent oder zumindest teilweise transparent sein muss. Diese ist im Allgemeinen aus elektrisch leitenden Materialien auf anorganischer oder organischer Basis aufgebaut, wobei bevorzugt solche Materialien eingesetzt werden, die bei Anwendung des isostatischen Hochdruckverformungsverfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen dreidimensional verformten Folienelements nicht beschädigt werden. Geeignete Elektroden sind daher insbesondere polymere elektrisch leitfähige Beschichtungen. Dabei können die bereits vorstehend bezüglich der zumindest teilweise transparenten Elektrode genannten Beschichtungen eingesetzt werden. Daneben sind solche, dem Fachmann bekannten polymeren elektrisch leitfähigen Beschichtungen einsetzbar, die nicht zumindest teilweise transparent sind.
Geeignete Materialien der Rückelektrode sind somit bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Metallen wie Silber, Kohlenstoff, ITO-Siebdruckschichten, ATO-Siebdruckschichten, Non-ITO-Siebdruckschichten, das heißt intrinsisch leitfähigen polymeren Systemen mit üblicherweise nanoskaligen elektrisch leitfähigen Pigmenten, beispielsweise ATO-Siebdruckpasten mit der Bezeichnung 7162E oder 7164 von DuPont, intrinsisch leitfähigen Polymersystemen wie dem Orgacon^® System von Agfa, dem Baytron^® Poly-(3,4-ethylendioxythiophen)-System von H. C. Starck GmbH, dem als organisches Metall (PEDT conductive polymer polyethylenedioxythiophene) bezeichneten System von Ormecon, leitfähigen Beschichtungs- und Druckfarbensystemen von Panipol Oy und gegebenenfalls mit hochflexiblen Bindemitteln, zum Beispiel auf Basis von PU (Polyurethanen), PMMA (Polymethylmethacrylat), PVA (Polyvinylalkohol), modifiziertes Polyanilin, wobei die vorstehend genannten Materialien zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit mit Metallen wie Silber oder Kohlenstoff versetzt werden können und/oder mit einer Lage aus diesen Materialien ergänzt werden können.
Die Herstellung des Elektrolumineszenz-Elements kann beispielsweise durch Aufbringung der einzelnen Schichten durch das im Stand der Technik bekannte so genannte Dickschichtverfahren erfolgen.
Die Aufbringung der Schichten des Elektrolumineszenz-Elements auf die Trägerfolie erfolgt nach dem Fachmann bekannten Verfahren. Die Verbindung des Elektrolumineszenz-Elements mit der Trägerfolie erfolgt im Allgemeinen durch direkte Aufbringung, zum Beispiel durch Siebdruck, auf die Trägerfolie.
Komponente C
Neben den Komponenten A und B enthält das erfindungsgemäße dreidimensional verformte Folienelement eine Schutzschicht, Komponente CA, um eine Zerstörung des Elektrolumineszenz-Elements bzw. der gegebenenfalls vorhandenen graphischen Darstellungen zu vermeiden. Geeignete Materialien der Schutzschicht sind dem Fachmann bekannt. Geeignete Schutzschichten CA sind z. B. hochtemperaturbeständige Schutzlacke wie Schutzlacke, die Polycarbonate und Bindemittel enthalten, z. B. Noriphan^® HTR von Pröll, Weissenburg.
Je nach Anwendung kann das erfindungsgemäße dreidimensional verformte Folienelement neben den Komponenten A und B anstelle der Schutzschicht, Komponente CA, eine Folie, Komponente CB, aufweisen. Geeignete Folien sind die als Trägerfolien (Komponente A) genannten Folien. Die Folie kann z. B. durch Laminieren oder Kleben aufgebracht werden.
Das erfindungsgemäße dreidimensional verformte Folienelement ist durch isostatische Hochdruckverformung eines ebenen Folienelements aufgebaut aus den Komponenten A, B und C bei einer Verfahrenstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur der Komponente A des Folienelements herstellbar. Ein geeignetes isostatisches Hochdruckverformungsverfahren ist z. B. in EP-A 0 371 425 erwähnt. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau aus den Komponenten A, B und C, die vorstehend beschrieben sind, ist gewährleistet, dass eine dreidimensionale Verformung des ebenen Folienelements mittels isostatischer Hochdruckverformung ohne Beschädigung der einzelnen Komponenten des Folienelements, insbesondere ohne Beeinträchtigung der Lampenfunktion des Elektrolumineszenz-Elements, erfolgen kann.
Die Schichten (Komponenten A, B und C) in dem erfindungsgemäßen Folienelement sind so abgestimmt, dass Kurzschlüsse vermieden werden. Die Schutzschicht, Komponente C, auf der Rückseite bewirkt, dass eine rissfreie Verformung möglich ist. Da ein ebenes Folienelement aufgebaut aus den Elementen A, B und C mittels isostatischer Hochdruckverformung verformt wird, ist es von besonderer Bedeutung, dass eine gute Haftung der einzelnen Schichten des Folieelements gewährleistet ist. Die gute Haftung ist durch die Zusammensetzung der einzelnen Schichten (Komponenten A, B und C), insbesondere durch den Einsatz von hochflexiblen Bindemitteln in den Schichten, z. B. Bindemitteln auf Basis von PU, PMMA, PVA, insbesondere PU, gewährleistet. Die Zusammensetzung der Schichten (Komponenten A, B und C) gewährleistet nicht nur eine hervorragende Haftung der Schichten untereinander, sondern auch eine zur Durchführung der isostatischen Hochdruckverformung erforderliche Dehnfähigkeit.
Das erfindungsgemäße dreidimensional verformte Folienelement ist durch isostatische Hochdruckverformung, wie sie z. B. in EP-A 0 371 425 offenbart ist, herstellbar. Dieses Verfahren zur Herstellung eines dreidimensional verformten Folienelements umfasst

i) die Herstellung eines ebenen Folienelements, aufgebaut aus a) einer zumindest teilweise transparenten Trägerfolie, Komponente A, aus mindestens einem kalt-reckbaren Folienmaterial, das gegebenenfalls mit graphischen Darstellungen versehen ist, b) mindestens einem auf die Trägerfolie aufgebrachten Elektrolumineszenz-Element, Komponente B, enthaltend die folgenden Komponenten ba) eine zumindest teilweise transparente Elektrode, Komponente BA, bb) gegebenenfalls eine erste Isolationsschicht, Komponente BB, bc) eine Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz, Komponente BC, bd) gegebenenfalls eine weitere Isolationsschicht, Komponente BD, be) eine Rückelektrode, Komponente BE, c) einer Schutzschicht, Komponente CA oder einer Folie, Komponente CB, und
ii) die isostatische Hochdruckverformung des in Schritt i) erhaltenen ebenen Folienelements bei einer Verfahrenstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur der Komponente A des Folienelements.

Die Komponenten A, B und C weisen die bereits vorstehend genannten Bedeutungen auf. Neben den Komponenten A, B und C kann das erfindungsgemäße dreidimensional verformte Folienelement gegebenenfalls weitere Schichten enthalten.
Schritt i)
Das ebene Folienelement kann gemäß dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Herstellung des ebenen Folienelements in Schritt i) die folgenden Schritte:

ia) Bereitstellung einer transparenten Trägerfolie, Komponente A, und gegebenenfalls bedrucken der transparenten Trägerfolie mit graphischen Darstellungen,
ib) Aufbringen des Elektrolumineszenz-Elements auf die gegebenenfalls bedruckte Trägerfolie,
ic) Aufbringen der Schutzschicht oder der Folie auf das Elektrolumineszenz-Element;

Die Herstellung der transparenten Trägerfolie in Schritt ia) erfolgt gemäß dem Fachmann bekannten Verfahren. Des Weiteren sind geeignete Trägerfolien kommerziell erhältlich. Die Aufbringung von graphischen Darstellungen auf die Trägerfolie kann ebenfalls nach dem Fachmann bekannten Verfahren erfolgen, zum Beispiel durch Siebdruck, Offset-Lithographie, Rotationsdruck, Tiefdruck, Ink-Jet, Tampondruck, Laserdruck oder Flexodruck, die alle gebräuchlich und im Stand der Technik bekannt sind. Bevorzugt erfolgt die graphische Gestaltung durch Farbauftrag mittels Siebdruck.
Um eine komplette Abdeckung ohne kleinste durchsichtige Fehlstellen zu erhalten, kann ein Mehrfachdruck, zum Beispiel ein Zweifachdruck erfolgen. Für die Positionierung der einzelnen Drucke werden im Allgemeinen Referenzmarken oder eine Dreipunktkantenregistrierung verwendet.
Das Aufbringen des Elektrolumineszenz-Elements auf die gegebenenfalls bedruckte Trägerfolie in Schritt ib) kann ebenfalls nach dem Fachmann bekannten Verfahren erfolgen. Die Verbindung des Elektrolumineszenz-Elements mit der Trägerfolie kann durch dem Fachmann bekannte Mittel, im Allgemeinen durch direkte Aufbringung, zum Beispiel durch Siebdruck, auf die Trägerfolie erfolgen, wie vorstehend bereits erwähnt wurde.
In Schritt ic) wird die Schutzschicht oder die Folie ebenfalls nach dem Fachmann bekannten Verfahren auf das mindestens eine Elektrolumineszenz-Element aufgebracht, bevorzugt ebenfalls mittels Siebdruck.
Die Isolationsschichten werden ebenfalls bevorzugt mittels Siebdruck aufgebracht.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Folienelements ist, dass alle Schichten des Folienelements so ausgewählt sind, dass sie durch Siebdruck aufgebracht werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen das gegebenenfalls durchgeführte Bedrucken der transparenten Trägerfolie mit graphischen Darstellungen in Schritt ia), das Aufbringen des Elektrolumineszenz-Elements auf die gegebenenfalls bedruckte Trägerfolie in Schritt ib), und das Aufbringen der Schutzschicht der Folie auf das Elektrolumineszenz-Element in Schritt ic) mittels Siebdruck.
Schritt ii)
Die isostatische Hochdruckverformung in Schritt ii) erfolgt bevorzugt gemäß dem in EP-A 0 371 425 genannten Verfahren, wobei eine Verfahrenstemperatur gewählt wird, die unterhalb der Erweichungstemperatur der Komponente A des Folienelements liegt.
Im Allgemeinen wird das ebene Folienelement, das in Schritt i) erhalten wird, aufgebaut aus den Komponenten A, B und C, bei einer Arbeitstemperatur mit einem fluiden Druckmittel beaufschlagt und isostatisch verformt, wobei die Verformung bei einer Arbeitstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur des Materials der Trägerfolie (Komponente A) und unter einem Druckmitteldruck von im Allgemeinen > 20 bar, bevorzugt > 100 bar, besonders bevorzugt von 200 bis 300 bar vorgenommen wird. Die Verformung des Folienmaterials erfolgt im Allgemeinen innerhalb von wenigen Sekunden Taktzeit, bevorzugt innerhalb einer Zeitspanne von < 10 Sekunden, besonders bevorzugt innerhalb einer Zeitspanne von < 5 Sekunden. Dabei können Verformungen von 100% bis 200% erreicht werden, ohne Auftreten von optisch störendem Weissbruch. In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die isostatische Hochdruckverformung im Allgemeinen wenigstens 5°C, bevorzugt wenigstens 10°C, besonders bevorzugt wenigstens 2O < 0 > C und mehr unterhalb der Erweichungstemperatur der Komponente A des Folienelements. Die Erweichungstemperatur von besonders bevorzugt als Material der zumindest teilweise transparenten Trägerfolie eingesetzten Polycarbonaten auf Basis von Bisphenol A (zum Beispiel Makrofol^®-Folien) liegt etwa bei oder oberhalb von 150°C. Es ist möglich, dass die isostatische Hochdruckverformung von Folienelementen, die solche Polycarbonatfolien als Trägerfolien aufweisen, bei Zimmertemperatur durchgeführt wird. Bevorzugt erfolgt die isostatische Hochdruckverformung aufgrund der weiteren Komponenten, unter anderem aufgrund der graphischen Darstellungen, die bevorzugt mittels Farbaufdruck erfolgen, bei Arbeitstemperaturen zwischen 80 und 130°C, wenn als Folienmaterial der Trägerfolie Polycarbonate auf Basis von Bisphenol A, wie vorstehend erwähnt, eingesetzt werden. Bei dem Einsatz von Trägerfolien aus anderen Materialien kann die Verarbeitungstemperatur in Schritt ii) bei Kenntnis der Erweichungstemperatur des Materials für den Fachmann problemlos ermittelt werden.
Geeignete Vorrichtungen zur Durchführung der isostatischen Hochdruckverformung zur Herstellung des erfindungsgemäßen dreidimensional verformten Folienelements sind zum Beispiel in EP-A 0 371 425 genannt.
Das im Anschluss an Schritt ii) erhaltene dreidimensional verformte Folienelement kann in eine endgültige gewünschte Kontur gebracht werden, z. B. durch Beschneiden, Ausstanzen oder Lasern. Geeignete Verfahren und Vorrichtungen, um das Folienelement in seine endgültige Kontur zu bringen, z. B. durch Ausstanzen, Beschneiden oder Lasern, sind dem Fachmann bekannt. Im Allgemeinen erfolgt das Ausstanzen, Beschneiden oder Lasern mit hoher Präzision, wobei z. B. ein geeignetes Verfahren zum Beschneiden das Präzisionsschneiden ist.
Das erfindungsgemäße dreidimensional verformte Folienelement kann in zahlreichen Anwendungen eingesetzt werden. Geeignete Anwendungen sind zu Beispiel die Verwendung des erfindungsgemäßen dreidimensional verformten Folienelements zur Ausbildung von Anzeigenelementen wie einer Tachoscheibe für Land-, Wasser- und Luftfahrzeuge, zur Ausbildung von Sicherheitsgurtblenden oder Warnhinweisblenden in Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen und zur Ausbildung von Warnhinweisblenden in Gebäuden, zur Ausbildung von Gehäuseelementen für mobile Elektronikgeräte, beispielsweise einem Mobiltelefon oder einer Fernbedienung und Gehäuseelementen für stationäre Elektronikgeräte wie einem Drucker, Kopierer, PC, Notebook oder einem kleinen oder großen Haushaltsgerät oder zur Ausbildung einer Tastatur.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren näher beschrieben. Dabei zeigen:
1: Einen schematischen Schnitt A-B durch ein noch nicht dreidimensionales verformtes Folienelement (3) im Bereich einer Tachoscheibe (15)
2: Einen schematischen Schnitt A-B durch ein dreidimensional verformtes Folienelement (3) im Bereich einer Tachoscheibe (15)
3: Eine schematische Darstellung eines beispielhaften ausgestanzten bzw. beschnittenen (5) verformten erfindungsgemäßen dreidimensionalen Folienelements (3D-EL-HDVF) (1)
4: Eine schematische Darstellung eines beispielhaften erfindungsgemäßen dreidimensional verformten Folienelements (3D-EL-HDVF) (1) mit 3 EL-Elementen (2, 15, 16)
5: Eine schematische Darstellung eines beispielhaften 3D-EL-HDVF Elementes (1) mit drei EL-Elementen (2, 15, 16) und oberflächenmontierten SMD-EL-Inverter Elementen (10),
6: eine schematische Darstellung eines beispielhaften 3D-EL-HDVF Elementes (1) mit zwei EL-Elementen (2, 15, 16) und oberflächenmontierten SMD-EL-Inverter Elementen (10) und einem SMD-LED Element (13).
In 1 wird ein schematischer Schnitt A-B durch ein noch nicht dreidimensional verformtes Folienelement (3) im Bereich einer Tachoscheibe (15) aufgezeigt. Der Einfachheit halber sind die diversen Druckschichten (4) nicht näher detailliert dargestellt, da diese Drucktechnologie dem Stand der Technik entspricht.
In 2 wird ein schematischer Schnitt A-B durch ein dreidimensional verformtes Folienelement (3) im Bereich einer Tachoscheibe (15) aufgezeigt. Der Einfachheit halber sind die diversen Druckschichten (4) nicht näher detailliert dargestellt, da diese Drucktechnologie dem Stand der Technik entspricht.
In 3 wird eine schematische Darstellung eines beispielhaften ausgestanzten bzw. beschnittenen (5) verformten erfindungsgemäßen Folienelements (3D-EL-HDVF) aufgezeigt. Die Kontur (5) wird im beschnittenen bzw. gestanzten Zustand üblicherweise etwas kleiner sein als die drucktechnische Kontur (5) in 2. In diesem Beispiel wird eine Tachometeranzeige (15) und eine Treibstoff-Füllstands-Anzeige (16) zur Erläuterung der Erfindung verwendet. Derartige 3D-EL-HDVF-Elemente (1) müssen sehr präzise verformt werden, und die graphische Gestaltung muss exakt ausgeführt werden, da beispielsweise mittig ein Loch gefertigt werden wird, durch das ein Zeigerelement geführt wird, der die jeweilige Geschwindigkeit anzeigt. Die Hinterleuchtung erfolgt erfindungsgemäß mit Hilfe von Elektrolumineszenz(EL)-Elementen (2).
In 4 wird eine schematische Darstellung eines beispielhaften 3D-EL-HDVF-Elements (1) mit drei Elektrolumineszenz(EL)-Elementen (2, 15, 16) aufgezeigt. Die drucktechnisch hergestellten EL-Elemente (2) werden an Stelle der bisher üblichen Hinterleuchtungstechnik nach dem Stand der Technik nur an jenen Stellen gebraucht, wo eine graphische transluzente Durchsicht gewünscht wird (15, 16). Die Herstellung der verschiedenen Elektrolumineszenz-Elemente (2) (Elektrolumineszenz-Felder) erfolgt dabei nach dem Stand der Technik, und die Herausführung der elektrischen Anschlüsse (6, 7) zu den berandeten Anschlüssen (8, 9) erfolgt ebenfalls nach dem Stand der Technik. Geeignete Verfahren sind bereits vorstehend genannt. Ein wesentlicher Vorteil gegenüber den gemäß dem Stand der Technik hergestellten dreidimensional verformten Folienelementen besteht darin, dass die zumindest teilweise transparente Elektrode des Elektrolumineszenz-Elements den isostatischen Hochdruckverformungsprozess ohne Bildung von Haarrissen und ohne Delamination übersteht, was durch die bevorzugte Verwendung von geeigneten polymeren druckbaren und elektrisch leitfähigen Schichten erreicht wird. Geeignete Materialien zur Herstellung der zumindest teilweise transparenten Elektrode des Elektrolumineszenz-Elements sind bereits vorstehend genannt. Ein wesentlicher Aspekt ist ein guter Haftverbund der zumindest teilweise transparenten Elektrode des Elektrolumineszenz-Elements zu der zumindest teilweise transparenten Trägerfolie und den anderen Schichten des Elektrolumineszenz-Elements, wie bereits vorstehend erwähnt wurde.
In 5 wird eine schematische Darstellung eines beispielhaften 3D-EL-HDVF Elementes (1) mit drei EL-Elementen (2, 15, 16) und oberflächenmontierten SMD-EL-Inverter Elementen (10) gezeigt. Durch die Verfügbarkeit von sehr kleinen und flachen Bauteilen, wie beispielsweise dem HV850 EL-Lamp-Driver der Firma Supertex, Inc. in Sunnyvale, CA, USA, mit einer Bauformgröße H × B × D von etwa 3 mm × 3 mm × 1 mm können diese einfach mittels SMD-Technologien mechanisch und elektrisch auf die Rückseite von 3D-EL-HDVF Elementen (1) montiert werden. Auch wenn derartige EL-Inverter normativ nur für den Betrieb von etwa 50 mm² EL-Fläche mit wenigen 10 cd/m² Leuchtdichte entwickelt wurden, so eignen sich diese Bauteile doch sehr gut für die direkte und an das EL-Element unmittelbar benachbarte Montage. Somit fallen störende lange Zuleitungen (6, 7) zu EL-Elementen weg und das 3D-EL-HDVF Element (1) kann direkt an den Kontakten (8, 9) mit einer Gleichspannungsversorgung von zum Beispiel 3 Volt oder 12 Volt versorgt werden.
In 6 wird eine schematische Darstellung eines beispielhaften 3D-EL-HDVF Elementes (1) mit zwei EL-Elementen (2, 15, 16) und oberflächenmontierten SMD-EL-Inverter Elementen (10) und einem SMD-LED Element (13) aufgezeigt. Da EL-Elemente (2) bei hoher Flächenhelligkeit eine reduzierte Lebensdauer aufweisen, kann es gegebenenfalls sinnvoll sein, bestimmte Leuchtfelder mit der Anforderung an hohe Signalwirkung punktuell wesentlich heller zu beleuchten. Da des Weiteren SMD-LED-Elemente (13) ebenso einfach montiert und kontaktiert werden können, wie SMD-EL-Inverter Elemente (10), wurde gefunden, dass die Kombination von EL-Elementen und LED Elementen eine sehr einfache und effiziente Technologie darstellt. In 6 wird das drucktechnische Symbol für einen leeren Tank nicht durch ein EL-Element (2) sondern durch die SMD-LED (13) hinterleuchtet. Für eine zusätzliche Erhöhung der Signalwirkung können kleine Glasperlen von wenigen Mikrometer-Durchmesser, also von 1 [mu]m bis 20 [mu]m, bevorzugt 1 bis 5 mm, in die bevorzugt verwendete transluzente Siebdruckfarbe gemischt werden. Derartige Glasperlen mit einem Brechungsindex von im Allgemeinen 1,6 bis 1,9 und darüber können zusätzliche Streuwirkung und damit eine Erhöhung der Signalwirkung erzielen. Der optimale Glasperlendurchmesser und der optimale Brechungsindex müssen auf die gewählten Polymere der Druckfarbenbindemittel abgestimmt werden. Die Glasperlen können, wie bereits erwähnt, mit transluzenten Druckfarben (z. B. roten oder grünen oder gelben oder blauen Druckfarben) gemischt werden, sie können jedoch ebenso in eine farblos transparenten Druckschicht zusätzlich eingebaut werden.

1: 1 mittels isostatischer Hochdruckverformung dreidimensional geformtes und graphisch gestaltetes Kunststoff-Folienelement mit zumindest einem integrierten zinksulfidischen Elektrolumineszenzelement (3D-EL-HDVF-Element)
2: Elektrolumineszenz(EL)-Element
3: ursprünglich ebenes und kalt-reckbares Folienelement
4: kalt-reckbare graphische Drucke
5: Kontur (berandeter Beschnitt bzw. Ausstanzung bzw. Laserung)
6, 7: elektrische Anschlüsse eines EL-Elements
8, 9: berandete Seite mit den elektrischen Anschlüssen
10: Surface-Mounted-Device(SMD)-EL-Inverter Element: typisch Niederspannungsgleichstrom von wenigen Volt-DC in typisch > 60 Volt-Spitze-Spitze Wechselspannung von einigen 100 Hz
11, 12: elektrische Anschlüsse
13: SMD-LED-Element
14: Referenzmarken
15: Tachoscheiben-Bereich
16: Treibstoff-Füllstands-Anzeige

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

- DE 4430907 A [0004, 0004]
- DE 10234031 A [0005, 0005]
- WO 03/037039 [0006]
- EP 0371425 A [0013, 0046, 0048, 0058, 0060]

Claims

Dreidimensional verformtes Folienelement, aufgebaut aus a) einer zumindest teilweise transparenten Trägerfolie, Komponente A, aus mindestens einem kalt-reckbaren Folienmaterial, das gegebenenfalls mit graphischen Darstellungen versehen ist, b) mindestens einem auf die Trägerfolie aufgebrachten Elektrolumineszenz-Element, Komponente B, enthaltend die folgenden Komponenten ba) eine zumindest teilweise transparente Elektrode, Komponente BA, bb) gegebenenfalls eine erste Isolationsschicht, Komponente BB, bc) eine Schicht, enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz, Komponente BC, bd) gegebenenfalls eine weitere Isolationsschicht, Komponente BD, be) eine Rückelektrode, Komponente BE, c) einer Schutzschicht, Komponente CA oder einer Folie, Komponente CB, herstellbar durch isostatische Hochdruckverformung eines ebenen Folienelements aufgebaut aus den Komponenten A, B und C bei einer Verfahrenstemperatur unterhalb der Erweichungstemperatur der Komponente A des Folienelementes.
Dreidimensional verformtes Folienelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Folienmaterial der Trägerfolie ausgewählt ist aus mindestens einem Material, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polycarbonaten, Polyestern, Polyamiden, Polyimiden, Polyarylaten, organischen thermoplastischen Celluloseestern und Polyfluorkohlenwasserstoffen, bevorzugt Polycarbonaten, Polyestern und Polyimiden.
Dreidimensional verformtes Folienelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerfolie mit graphischen Darstellungen in Form von deckenden oder transluzenten Farbaufdrucken versehen ist.
Dreidimensional verformtes Folienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Elektrolumineszenz-Element elektrische Anschlüsse aufweist, die an einen Seitenrand des Folienelements geführt werden, und dort mittels Kontaktierhilfen mit einer Stromquelle kontaktiert werden.
Dreidimensional verformtes Folienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Elektrolumineszenz-Element mittels Wechselström betrieben wird und der Wechselstrom mittels eines SMD-EL-Inverters erzeugt wird.
Dreidimensional verformtes Folienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Folienelement zusätzlich zu den Komponenten A, B und C mindestens ein LED-Element, bevorzugt mindestens ein SMD-LED-Element, als Komponente D aufweist.
Dreidimensional verformtes Folienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest teilweise transparente Elektrode des Elektrolumineszenz-Elements eine flächige Elektrode ist, aufgebaut aus einem elektrisch leitenden Material, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus ITO-Siebdruckschichten, ATO-Siebdruckschichten, Non-ITO-Siebdruckschichten, intrinsisch leitfähigen Polymersystemen, bevorzugt Baytron^® von H. C. Starck GmbH.
Dreidimensional verformtes Folienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht enthaltend mindestens eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz ZnS, im Allgemeinen dotiert mit Phosphor, als Leuchtsubstanz enthält.
Dreidimensional verformtes Folienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückelektrode des Elektrolumineszenz-Elements eine flächige Elektrode ist, aufgebaut aus elektrisch leitfähigen Materialien ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metallen wie Silber, Kohlenstoff, ITO-Siebdruckschichten, ATO-Siebdruckschichten, Non-ITO-Siebdruckschichten, intrinsisch leitfähigen Polymersystemen, bevorzugt Baytron^® von H. C. Starck GmbH, wobei die Materialien zwecks Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit mit Metallen wie Silber oder Kohlenstoff versetzt sein können und/oder mit einer Lage aus diesen Materialien ergänzt werden können.
Anzeigenelement, Sicherheitsgurtblenden, Warnhinweisblenden, Gehäuseelemente und Tastaturen, umfassend das dreidimensional verformte Folienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9.