DE3413407C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine beidseitig bedienbare Flachtastatur in Schichtbauweise, bestehend aus zwei Folienzuschnitten, deren Innenseiten durch Siebdruck aufgebrachte Leiterbahnen und deckungsgleiche, paarweise jeweils einen Schalter bildende Kontaktfelder tragen und die durch eine zwischen ihnen angeordnete und mit Aussparungen an den Kontaktfeldern versehene Isolierschicht auf Abstand gehalten werden, wobei das eine Kontaktfeld eines jeden Kontaktpaares aus den mit den Zuleitungen verbundenen und in derselben Ebene angeordneten Kontakten und das andere Kontaktfeld aus einer Kontaktbrücke besteht.

Solche beidseitig bedienbare Flachtastaturen sind bereits bekannt (DE-OS 29 03 898); dort wird die mit Aussparungen versehene Isolierschicht - wie bei Flachtastaturen allgemein üblich (Zeitschrift "Elektor April 1983; US-PS 44 40 999) - von einer vorkonfektionierten, zwischen die Folien einsetzbaren und mit ihr verklebbaren Maske gebildet. Die Herstellung solcher Flachtastaturen ist wegen der vorzukonfektionierenden Masken und ihrer Positionierung insbesondere dann, wenn in mehr als zwei Ebenen Leiterbahnen angeordnet werden sollen, aufwendig und führt zu verhältnismäßig dicken Flachtastaturen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine beidseitig bedienbare Flachtastatur der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sie bei geringem Herstellungsaufwand umfangreiche Schaltungsmöglichkeiten zuläßt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Leiterbahnen zu den Kontakten in verschiedenen Ebenen angeordnet sind, die von mindestens einer durch Siebdruck aufgebrachten Isolierlackschicht getrennt sind, daß die Verbindungen von den in der oberen Ebene angeordneten Leiterbahnen von im Siebdruck aufgebrachten, die Isolierlackschicht durchgreifende Brücken gebildet sind und daß die Aussparungen für die Kontakte aufweisende Isolierschicht aus einem im Siebdruck aufgebrachten Isolierlack besteht.

Dadurch bleibt vorteilhafterweise auch bei einer großen Anzahl von Schichten die Tastatur im Vergleich zu Tastaturen mit Isolierplatten oder Masken dünn, so daß die beidseitige Betätigung der Kontaktfelder nicht durch einen zu großen Abstand der beiden äußeren Folienzuschnitte beeinträchtigt wird. Da auch die Durchkontaktierung durch im Siebdruck aufgebrachte Brücken erfolgt, bereitet auch die Verbindung der Leiterbahnen in verschiedenen Ebenen keine Schwierigkeiten.

Die wegen der leichten Bedienbarkeit angestrebte geringe Dicke der Flachtastatur führt dazu, daß die Flachtastatur verhältnismäßig flexibel ist. Um der Flachtastatur eine ausreichende Steifigkeit zu geben, ist nach einer Ausgestaltung vorgesehen, ihr einen ihre Ränder umgreifenden Rahmen zu geben. Außerdem kann sie auf der jeweils nicht benutzbaren Rückseite an einer Stützplatte abgestützt sein.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der vereinfachten Zeichnungen näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine teilweise in einen Einschubrahmen eingesetzte Flachtastatur in Aufsicht und eine ihrer Bedienungsseiten,

Fig. 2 dieselbe Flachtastatur nach Fig. 1, jedoch vollständig in den Halter eingeschoben und ihre andere Bedienungsseite dem Betrachter zukehrend,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Schnittlinie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 eine zweite Ausführung einer mit einem ggf. öffenbaren, rahmenartigen Halter zumindest zeitweise dauerhaft verbundenen Flachtastatur,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der beiden aufgeklappten Substratabschnitte im Bereich einer Taste und

Fig. 6 im Schnitt und stark vergrößert die schematische Darstellung eines möglichen Schichtenaufbaus einer Flachtastatur der beschriebenen Art.

Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Flachtastatur 10 ist vorzugsweise als flexible Folientastatur ausgebildet und besitzt auf einer ihrer Oberflächen 11, z. B. der Vorderseite, eine Anzahl von Tastenfeldern A bis L. Die Bedeutung dieser hier gewählten Bezugszeichen richtet sich natürlich nach dem spezifischen Einsatzzweck der Tastatur 10.

Die Tastatur 10 nach den Fig. 1 bis 3 wird in einem Halter 12 stabilisierend aufgenommen, der einen im wesentlichen U-förmigen Einschubrahmen 13 aufweist. Zur Frontseite, d. h. im dargestellten Fall dem Betrachter zugekehrt, ist der Einschubrahmen 13 offen, auf der Rückseite ist er jedoch mit einer Rückwand 14 versehen, die eine Anlage- bzw. Stützfläche 15 bildet, auf der die Flachtastatur 10 mit ihrer Rückseite 16 abgestützt ist. Im eingesteckten Zustand (Fig. 2) ragt lediglich noch eine schmale Griffleiste 17 und ein Leiteranschlußstreifen 18, an dessen freies Ende 18′ Klemmverbinder od. dgl. ansteckbar sind, aus dem Halter 12 hervor. Vorzugsweise ist die Flachtastatur 10 unter Klemmung oder mit Hilfe von Rasten u. dgl. im Rahmen 13 gesichert gehalten, läßt sich aber wieder aus dem Rahmen 13 herausziehen und von der Position nach Fig. 1 durch Umdrehen um 180° in die Position nach Fig. 2 umstecken. Jetzt liegt die ehemalige Rückseite 16 der Flachtastatur 10 als Bedienfläche vorn, und die mit a bis 1 bezeichneten Tasten bzw. Tastenfelder sind nun der Betätigung zugänglich.

Es sei für den dargestellten einfachen Fall angenommen, daß die Taste L bzw. 1 diejenige Taste ist, durch deren Betätigung jeweils die Funktionsebene von der einen auf die andere Tastaturseite umgeschaltet wird. In diesem Falle stehen die Tasten A bis K der Vorderseite zur Auslösung von elf Befehlen zur Verfügung, nach Wenden der Tastatur die Tasten a bis k zur Ausführung von elf weiteren Funktionen. Zusätzlich ließe sich eine Taste verwenden, um die Tasten einer Seite in jeweils eine zweite Funktionsebene zu schalten. In diesem Falle wären alle übrigen Tastenfelder doppelt belegbar, und zwar sowohl auf der einen als auch auf der anderen Seite der Tastatur 10; jede Taste hätte also bei nur doppelter Beschriftung vierfache Funktion.

Fig. 4 zeigt als Halter 12 einen umlaufenden Rahmen 19, der die Flachtastatur 10 in ihren Randbereichen einspannt, und der auf der Vorder- und auf der Rückseite jeweils offenen Zugang zu den Tastenfeldern A bis L respektive a bis 1 gewährt. In diesem Falle wird die Flachtastatur 10 mitsamt dem Rahmen 19 gedreht, wenn die jeweils andere Seite benutzt werden soll. Der Rahmen 19 kann zwei miteinander verrastbare od. dgl. aneinander festlegbare Rahmenteile besitzen, von denen der eine der einen Seite und der andere der anderen Seite der Tastatur 10 zugeordnet ist. Ein solcher Rahmen 19 läßt sich öffnen, und in ihn kann eine andere Flachtastatur 10 eingesetzt werden. Es dürfte sich in der Regel aber empfehlen, bei dieser Ausführung eine Flachtastatur 10 dauerhaft mit einem Rahmen 19 zu versehen, zumal ein solcher Rahmen 19 relativ preiswert, z. B. aus Kunststoff hergestellt werden kann. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, den Rahmen 19 aus einem dauermagnetischem Material zu fertigen, z. B. aus magnetisiertem Kunststoff, oder ihn magnetisch auszurüsten, indem man beispielsweise Flächemagnete an verschiedenen Stellen des Rahmens auf diesen aufklebt.

Fig. 5 zeigt schematisch einen Eckausschnitt der Flachtastatur 10. Mit 20 ist das Substrat, beispielsweise eine Polyesterfolie, insgesamt bezeichnet, während 21 und 22 die beiden Folienzuschnitte darstellt, aus denen - nach Umklappen um die Linie 23 - die Folientastatur 10 fertiggestellt wird, was weiter unten im einzelnen beschrieben ist. Der Folienzuschnitt 21 bildet die Grundlage für den einen Tastenkontaktträger 24, der Folienzuschnitt 20 für den anderen Tastenkontaktträger 25.

Der Tastenkontaktträger 24 trägt Leiterbahnen 26 und 28 in zwei unterschiedlichen Leiterebenen und ein Tastenkontaktfeld 28 (Fig. 5), sowie weitere Leiterbahnen 37 und 38 (Fig. 6).

Die mit 29 bezeichnete Brücke ist eine sogenannte "Durchkontaktierung", innerhalb der eine Leiterbahn der einen Ebene mit einer Leiterbahn der andere Ebene elektrisch verbunden ist.

Das Tastenkontaktfeld 28 verfügt über zwei gabelzinkenartig beabstandet ineinandergreifende Kontakte 28 a und 28 b, wobei die Kontakte 28 a an die Leiterbahn 27 und die Kontakte 28 b an die Leiterbahn 26 angeschlossen sind. Durch Überbrückung der Kontakte 28 a und 28 b können also die Leiterbahnen 26 und 27 stromführend miteinander verbunden werden. Dies bewirkt ein als elektrische Brücke dienendes Tastenkontaktfeld 30, das - wie die Leiterbahnen 26 und 27 und das Tastenkontaktfeld 28 aus im Siebdruck aufgebrachten Leitsilber, Graphit, einer Mischung dieser Stoffe oder einem ähnlichen geeigneten druckfähigen Leitmedium besteht. Das Tastenkontaktfeld 30 ist auf dem Folienzuschnitt 22 bzw. dem Tastenkontaktträger 25 aufgebracht und wird gleichzeitig mit dem Leiterbahnenaufdruck der einen oder der anderen Ebene des anderen Folienzuschnitts 21 bzw. Tastenkontaktträger 24 aufgetragen. Im aufeinandergeklappten Zustand findet sich zwischen den hier einander überdeckenden Tastenkontaktfeldern 28 und 30 ein Luftspalt 31 (Fig. 6), der durch Druck auf die eine oder die andere Flachtastaturfläche überbrückt wird. Die Freistellung der Tastenkontaktfelder 28 und 30 bewirkt eine Aussparung 32 in der Isolierlackschicht 41.

In Fig. 6 ist der Schichtenaufbau der Flachtastatur 10 schematisch und ohne Anspruch auf die Maßstäblichkeit wiedergegeben. Das Substrat besteht z. B. aus einer Polyesterfolie, die - nach Auftrag sämtlicher innerer Schichten im Siebdruckverfahren - um die Biegelinie bzw. Kante 23 gefaltet wird, wodurch die beiden Tastenkontaktfelder 24 und 25 gebildet werden. Der Auftrag der einzelnen Schichten geschieht jedoch im ebenen Zustand der Folie. Diese erhält zunächst auf ihrer Oberfläche 33 einen in der Regel mehrfarbigen Farbaufdruck für die Tastenfeldbildung, die Symbolik und sonstige Aufdrucke. Die einzelnen Farbabschnitte sind mit 34, 35 und 36 bezeichnet, wobei hier jede Bezugsziffer für eine bestimmte, jedoch beliebige Farbe stehen kann.

Der Tastenkontaktträger 24 bildet eine flexible Mehrschicht-Leiteranordnung (sog. "Multilayer"). Auf die Farbschichten 34 bis 36 sind auf deren Innenfläche die Leiterbahnen 37, 38 und die Brücke 29 aus Leitsilber, Graphit, einer Mischung dieser Stoffe od. dgl. im Siebdruckverfahren aufgedruckt. Darüber und über die verbleibenden Zwischenräume ist eine Isolierlackschicht 39 aufgedruckt, die im Bereich 29′ der Druckkontaktierung, d. h. der Brücke 29 ausgespart ist. Die Isolierlackschicht 39 besteht vorteilhafterweise - wie auch die sonst noch erwähnten Isolierlackschichten - aus einem unter UV-Strahlung aushärtendem Lack, der klar oder auch eingefärbt sein kann.

Auf die Fläche 40 der Lackschicht 39 sind wiederum Leiterbahnen - im dargestellten Ausführungsbeispiel die gabelzinkenartig ineinandergreifenden Kontakte 28 a und 28 b sowie die Leiterbahn 27 (Fig. 5) aufgetragen. Über diese zweite Leiterebene ist wiederum eine Lackschicht 41 aufgetragen und darüber schließlich eine Klebstoffschicht 42, vorzugsweise eine solche aus einem Heißsiegelkleber. Die mit 43 bezeichnete Schicht ist ebenfalls eine Klebstoffschicht; sie ist mit der Schicht 42 identisch, da sie mit ihr in einem Arbeitsgang als letzte Schicht auf das noch flächige Substrat aufgetragen wird.

Der andere Tastenkontaktträger 25 ist einfacher ausgebildet. Bei ihm werden auf die Farbschichten 34 bis 36 nur die Kontakttastenfelder 30 aufgetragen, und die Zwischenräume zwischen den mehreren Kontakttastenfeldern 30 werden von der Klebstoffschicht 43 zumindest weitestgehend ausgefüllt.

Im Bereich der Ausnehmung 32 liegen sich also die beiden Kontakttastenfelder 28 und 30 gegenüber und bilden eine Taste 28/30.

Aus Fig. 6 ist ersichtlich, daß die Kontaktgabe entweder dadurch erfolgen kann, daß man von den beiden Seiten der Flachtastatur 10 auf die einander gegenüberliegenden Kontakttastenfelder 28, 30 drückt oder indem man bei hinreichend gespannter Flachtastatur 10 oder einseitig unterstützter Flachtastatur 10 durch Druck auf eine der beiden Seiten den Kontakt herstellen kann.

Der Tastenkontaktträger 24 mit seinem mehrschichtigen Leiterbahnaufbau gestattet eine beliebige kontaktlose Kreuzung der Leiterbahnen in den verschiedenen Ebenen und somit eine dichtgedrängte Anordnung durch komplex verlegte Leiterbahnen. Man könnte den anderen Tastenkontaktträger 25 analog ausgestalten, womit eine noch höhere Leiterbahndichte erreicht werden könnte.

In Fig. 6 ist mit 44 noch ein außenseitiger Siebdruckauftrag bezeichnet, durch den durchsichtige Strukturflächen (Texturierungen) gebildet werden. Dieser Auftrag 44 wird zweckmäßig auch in einem einzigen Arbeitsgang vollflächig auf die betreffende Stelle des noch flächigen Substrats 20 aufgedruckt.

Nach Umklappen der Tastenkontaktträger 24, 25 in die Konfiguration der Fig. 6 wird unter Einwirkung von Hitze der Klebstoff in den Schichten 42 und 43 klebfähig gemacht, und unter Druck findet der Verbund statt, der eine wasserdichte und weitestgehend auch gasdichte Tastatur herstellt. Die Randkanten können dann noch beschnitten und ggf. versiegelt werden.

Bemerkenswert erscheint auch, daß der Abstandhalter, der im Bereich der Aussparung 32 den Luftspalt 31 zwischen den Kontakttastenfeldern 28 und 30 aufrechterhält, lediglich aus Siebdruckaufträgen gebildet ist. Dieser Abstandhalter - "Spacer" - besteht im dargestellten Ausführunsbeispiel nach Fig. 6 aus der Isolierschicht 41 und den beiden Klebstoffschichten 42 und 43. Seine Gesamtdicke liegt bei etwa 50-300 Mikrometer. Sofern ein Kleber verwendet wird, der auch elektrisch isolierende Eigenschaften hat, könnte man auf die separate Isolierschicht 41 verzichten. Andererseits ist es, wiederum vom dargestellten Ausführungsbeispiel abweichend, auch möglich, eine zusätzliche Schicht zur Vergrößerung des Luftspalts 31 aufzudrücken.

Wichtig ist, daß sämtliche Schichten im Siebdruckverfahren auf nur ein einziges Substrat, vorzugsweise auf eine Polyesterfolie, aufgetragen sind, so daß sich die gesamte Flachtastatur ausschließlich dadurch herstellen läßt, daß man eine Folie mehrfach bedruckt.

Claims (7)

1. Beidseitig bedienbare Flachtastatur in Schichtbauweise, bestehend aus zwei Folienzuschnitten, deren Innenseiten durch Siebdruck aufgebrachte Leiterbahnen und deckungsgleiche, paarweise jeweils einen Schalter bildende Kontaktfelder tragen und die durch eine zwischen ihnen angeordnete und mit Aussparungen an den Kontaktfeldern versehene Isolierschicht auf Abstand gehalten werden, wobei das eine Kontaktfeld eines jeden Kontaktpaares aus den mit den Zuleitungen verbundenen und in derselben Ebene angeordneten Kontakten und das andere Kontaktfeld aus einer Kontaktbrücke besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (26, 27, 37, 38) zu den Kontakten (28 a, 28 b) in verschiedenen Ebenen (33, 40) angeordnet sind, die von mindestens einer durch Siebdruck aufgebrachten Isolierlackschicht (39) getrennt sind, daß die Verbindungen von den in der oberen Ebene (40) angeordneten Kontakten (28 a) zu den in einer tieferen Ebene angeordneten Leiterbahnen (37, 38) von im Siebdruck aufgebrachten, die Isolierlackschicht (39) durchgreifende Brücken (29) gebildet sind und daß die Aussparungen (32) für die Kontakte (28 a, 28 b) aufweisende Isolierschicht (41) aus einem im Siebdruck aufgebrachten Isolierlack besteht.

2. Flachtastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unter den Kontaktfeldern (28 a, 28 b, 30) und den Leiterbahnen (37, 38) unmittelbar auf den Innenseiten der beiden Folienzuschnitte (24, 25) eine Tastenfeldgraphik (33, 34, 35, 36) gedruckt ist.

3. Flachtastatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktbrücken (30) tragende Folienzuschnitt (25) und der die Kontakte (28 a, 28 b), die Leiterbahnen (26, 27, 37, 38) und die Isolierlackschichten (39, 41) tragende Folienzuschnitt (24) durch mindestens eine im Siebdruck aufgebrachte, die Kontaktfelder (28, 30) aussparende Heißsiegelklebstoffschicht (42, 43) miteinander verbunden sind.

4. Flachtastatur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißsiegelklebstoffschicht (42, 43) von den Isolierlackschichten (39, 41) gebildet ist.

5. Flachtastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tastatur (10) in einem ihre Ränder umgreifenden Rahmen (13, 19) gehalten ist.

6. Flachtastatur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (12) als Einschubrahmen ausgebildet ist.

7. Flachtastatur nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (12) eine rückseitige Stützplatte (15) aufweist.