EP1596405B1 - Verfahren zum Herstellen einer kombinierten Piezo-/Leuchtfolie und Betätigungselement mit einer derartigen Piezo-/Leuchtfolie - Google Patents

Verfahren zum Herstellen einer kombinierten Piezo-/Leuchtfolie und Betätigungselement mit einer derartigen Piezo-/Leuchtfolie Download PDF

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EP1596405B1
EP1596405B1 EP05010006A EP05010006A EP1596405B1 EP 1596405 B1 EP1596405 B1 EP 1596405B1 EP 05010006 A EP05010006 A EP 05010006A EP 05010006 A EP05010006 A EP 05010006A EP 1596405 B1 EP1596405 B1 EP 1596405B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
luminescent
piezoelectric
lacquer
part region
piezo
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP05010006A
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English (en)
French (fr)
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EP1596405A1 (de
Inventor
Karsten Dr. Rüter
Michael Steckel
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Lisa Draexlmaier GmbH
Original Assignee
Lisa Draexlmaier GmbH
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Publication date
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Application granted granted Critical
Publication of EP1596405B1 publication Critical patent/EP1596405B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2201/00—Contacts
    • H01H2201/02—Piezo element
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H2219/00—Legends
    • H01H2219/036—Light emitting elements
    • H01H2219/052—Phosphorescence

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a combined piezo / luminescent film for use as an actuating element, in particular in vehicles, and to a corresponding actuating element.
  • a combined piezo / luminescent film is to be understood as meaning an element in which the properties of a conventional piezo film or of a piezoelectric switch element are combined with those of a conventional electroluminescent film or luminescent film.
  • Actuators are to be understood in particular as function carriers or switching elements which initiate switching operations or are used for command input and which have hitherto been actuated in the prior art via mechanical-electrical control buttons.
  • actuating functions or switching on and off commands for various components can be selected, activated or deactivated via actuating elements.
  • actuating elements For example, it is customary to set, lift, lower or open and close the windows, the sunroof, the exterior mirrors or the like by means of electrically actuated servomotors.
  • a plurality of function keys are provided in motor vehicles, via the electrical consumers, such as heaters, ventilation, lighting elements, radio, On-board computer, navigation system and the like can be operated.
  • the actuators for such function carriers in motor vehicles are usually mounted in the center console, in the instrument panel and / or in or on the steering wheel.
  • the design of the various actuators is not only from the point of view of an advantageous mode of operation, but must also have an advantageous look and feel beyond. For this purpose, it is customary in particular in the area of the instrument panel and the steering wheel that the actuating elements are arranged within a decorative layer.
  • the actuators activate conventionally by closing an electrical contact, a control device that controls the movement of the individual actuators for the function carrier.
  • the actuators are usually arranged in the form of snaps within the decorative layer, so that they protrude from the surface palpably raised.
  • this tactile arrangement of the actuating elements leads to the fact that the decorative layer must be configured interrupted in the area of the actuating elements.
  • joints are produced in which impurities accumulate over time, which can impair both the functioning of the actuating element and the appearance of the entire decorative layer.
  • the above-mentioned problems can be overcome by the use of piezoelectric actuators instead of the conventional actuators.
  • the decorative layer can be made substantially closed, wherein below the optical element on the decorative layer illustrated a piezoelectric Element is arranged.
  • This piezoelectric element is advantageously a piezoelectric film.
  • Piezo switches for example, ceramic hobs, coffee machines or so-called "vandal-proof" keyboards are for example from DE 96 304 443 T2 known.
  • the manufacturing method of a piezoelectric film or piezo film is further disclosed, so that the production of a piezo film per se can be regarded as known in the art. Consequently, a detailed description of the production of a piezo film will be omitted hereafter. It should be noted, however, that in the production of a piezo film usually by means of a screen printing process, a piezoelectric paint and insulating layers are applied to a substrate.
  • switches or actuators of any kind must be illuminated in the vehicle, so that they can be easily found even in the dark. A distinction is made between search and functional lighting.
  • the function lighting is used to display an activity and must also be recognizable during the day. This is usually achieved via LEDs or light bulbs.
  • the search light is used to determine the position of individual switches during the night. This can be done in a motor vehicle in various ways such. Example, by an indirect illumination of the entire button, a backlight of a single switch (by light bulbs) or the entire button (eg., By a luminous film) or by lying low-luminance LEDs. However, the use of light bulbs is eliminated for the piezo technology. Furthermore, investigations by the Applicant have found it advantageous to use a luminescent film in conjunction with piezo switches or piezo actuators. The production of a luminous film is the expert in Generally known, wherein usually a luminous material is applied by screen printing together with electrodes on a carrier material.
  • this combined piezo / luminescent film is produced in such a way that piezo films and luminescent films are produced independently of one another.
  • a piezo film according to the disclosure of DE 69 304 43 T2 or US-A-4516112 made and a luminous film, such as those in the DE 102 55 199 A1 is described.
  • the two piezo foils and luminescent foils produced independently of one another are connected to one another as individual elements, preferably by gluing, so as to produce a laminate.
  • the technical problem underlying the present invention is to provide a method for producing a combined piezo / luminescent film for use as an actuator, which is substantially improved and simplified compared to the above-mentioned method, so that a corresponding actuator with a Such piezo / luminescent film can be produced at lower production costs, with improved functional properties and a lower weight.
  • the present invention is based on the idea of replacing the two production processes of the piezo foils and luminescent foils produced independently of one another by a combined production process.
  • a combined manufacturing process lower manufacturing costs can be achieved and also results in a combined piezo / luminescent film, which is improved in terms of their weight and their functional properties.
  • the present invention proposes a method for producing a combined piezo / luminescent film for use as an actuating element, in particular in vehicles.
  • the method first comprises the provision of a film-like carrier material.
  • the support material may be a self-supporting film of an organic polymer composition consisting essentially of an electrically insulating thermoplastic or thermosetting polymer.
  • Representative examples include films of commercially available polyesters, polycarbonates, polypropylenes, polyamides, polyacetals, etc. having conventional strengths in the range of about 50 to 2000 microns .
  • a piezoelectric coating is applied to this carrier material at least in a first subregion.
  • Piezoelectric paints for application to a carrier are known to the person skilled in the art, so that in this regard no further embodiments are required.
  • the piezoelectric lacquer in the first partial region forms a piezoelectric button or a piezo switch.
  • the application of the piezoelectric paint and the contact connections to the piezo switch can be applied to the substrate.
  • a luminescent varnish or a luminescent function layer or electroluminescent layer is applied to the substrate, wherein this takes place at least in a second subregion.
  • the properties of the luminescent varnish are also known from the production of separate luminescent foils, so that in this regard, too, no further explanations are required.
  • the luminescent varnish after curing, forms a luminescent layer that illuminates the button in the second subregion when it is excited by electrodes.
  • the electrodes can be applied simultaneously or separately to the carrier material and can be provided, for example, by sputtering.
  • a cover layer is provided for protection over at least the first and second subregions in order to cover the piezoelectric varnish and the vitrifying varnish.
  • the cover layer is then bonded to the substrate either directly or through other materials.
  • the piezoelectric coating and / or the luminescent varnish are applied to the substrate by means of a screen printing process.
  • the screen printing process provides a simple and inexpensive process.
  • each Any configuration and design of the button and the illumination area can be achieved.
  • the manufacturing process can be done in a single machine. So z. B. the piezoelectric paint and the luminous paint are applied simultaneously or separately.
  • the first and second partial region can be arranged next to one another or, however, advantageously overlap at least partially. If the first and the second subregions overlap, then the luminescent varnish is applied after the application of the piezoelectric varnish, so that the luminescent layer is arranged on a side of the combined piezoluminescent film facing the decorative side. This is necessary so that the piezoelectric element does not cover the luminous film and thus prevents visibility of the illumination from a decorative side.
  • the luminescent varnish and the piezoelectric varnish are applied separately, it is preferable to apply an electrically insulating layer between the application of the piezoelectric varnish and the luminescent varnish. This process can also be carried out in a printing process.
  • the piezoelectric paint and the luminous paint are applied directly to the substrate.
  • the piezoelectric element is preferably a so-called sandwich element in which the step of applying a piezoelectric lacquer to the carrier material in the first partial region is repeated at least once, in each case with the interposition of an insulating layer in the first partial region first subregion, a composite of superimposed layers of piezoelectric paint and insulating material is formed.
  • a layer of piezoelectric paint in the connection a layer of insulating material and then in turn applied a piezoelectric lacquer layer.
  • the luminous element is also a so-called sandwich element.
  • a conductive layer is applied in the second partial region, likewise after the luminescent varnish is applied, so that a composite of luminescent varnish and conductive material is formed in the second partial region.
  • the cover layer is transparent at least in the second partial area or a part thereof.
  • the present invention also proposes an actuating element, in particular for vehicles and in particular for motor vehicles, which has a combined piezo / luminescent film produced by the method of the preceding claims and a decorative surface arranged opposite the carrier material on the side of the cover layer.
  • This embodiment achieves an actuating element which enables improved functional properties with a lower weight and lower manufacturing costs.
  • a combined piezo / luminescent film can be used in an actuating element which has only one cable outlet.
  • the striking of contact parts is simplified and the manufacturing cost of the actuating element further reduced.
  • the piezo / luminescent film used in the actuating element comprises at least two buttons, so that the actuating element can combine a plurality of switching functions in one element.
  • a combined piezo / luminescent film produced by the method according to the invention according to a first embodiment comprises a carrier 1, on the carrier 1 and the piezoelectric layer 2 and the luminescent layer 3 covering a cover layer 4 is arranged, which is connected by means of adhesive 5 to the carrier 1 ,
  • This inventive piezo / luminescent film is produced by the following inventive method according to a first exemplary embodiment.
  • a sheet-like substrate is provided as the substrate 1.
  • a piezoelectric coating 2 is applied in a subarea A1 and A2 by screen printing.
  • a luminescent varnish is likewise applied by screen printing in a second subregion B1 and B2.
  • both the piezoelectric coating 2, and the luminous paint 3 are applied directly to the substrate 1. This process can be done simultaneously or separately.
  • the conductive portions (not shown) associated with the piezoelectric paint which electrically contact the piezoelectric element and the electrodes (not shown) of the resist are also applied. This can also be done in a printing process.
  • the configuration or the shape of the luminescent varnish or luminous element 3 and of the piezoelectric varnish or piezoelectric element 2 can take place in any desired form due to the printing process.
  • the piezoelectric element 2 in the partial area A1 can assume a substantially round, circular shape and the luminous element 3 provided in the partial area B1 surround this circular piezoelectric element in an annular manner.
  • the piezoelectric element 2 and the luminous element 3 in the subregions A2 and B2 may also simply be arranged next to one another.
  • a cover layer 4 is provided on the support 1, covering at least the partial areas A1, A2 and B1, B2.
  • the covering layer 4 covers the entire carrier 1 and is connected to the carrier 1 via an adhesive layer 5.
  • the cover layer is translucent at least in the regions B1 and B2, so that the illumination is visible from the side of the cover layer 4.
  • FIG. 2 shows a piezoelectric / luminous film produced by an alternative method according to a second embodiment of the present invention.
  • the illustrated piezo / luminescent film substantially corresponds to the piezo / luminescent film shown in FIG.
  • the essential difference lies in the fact that an electrically insulating layer 6 is provided between the piezoelectric coating 2 and the luminescent varnish 3.
  • a carrier 1 in the form of a foil-like material is provided.
  • the piezoelectric coating 2 is then applied directly to the substrate A1 and A2 on this substrate 1.
  • an electrically insulating layer 6 is applied.
  • the electrically insulating layer 6 is applied over the entire carrier 1. This can be done via bonding by means of an adhesive 5.
  • an insulating varnish which is applied in a printing process similar to the piezo varnish 2 and the light varnish 3, can also be used.
  • the luminescent varnish 3 is applied to the support 1, wherein the luminescent varnish does not come into direct contact with the support 1, but rather with the electrically insulating layer 6, which in turn is in contact with the support.
  • the first subarea A1 of the piezoelectric varnish 2 and the second subarea B1 of the luminous varnish 3 may overlap in regions.
  • the first portion A1 and the second portion B1 even completely overlap.
  • the first partial area A2 and the second partial area B2 can also be arranged next to one another, so that they do not overlap one another.
  • a cover layer 4 is applied, which in this case is connected to the carrier via the electrically insulating layer 6.
  • the cover layer 4 is advantageously bonded to the insulating layer 6 using an adhesive.
  • the cover layer 4 in the second partial area B1 and the second partial area B2 is translucent.
  • the luminosity of the luminescent layer 3 is visible from the side of the cover layer 4 when the luminescent layer is excited via the electrodes (not shown).
  • composition of a piezoelectric lacquer or a light-emitting lacquer, as well as their electronic wiring or connection are known to those skilled in the separate production of the corresponding elements. Consequently, there is no further explanation regarding the composition of the piezoelectric varnish and the varnish, as well as their electrical connection.
  • a decorative surface is arranged on the side of the cover layer 4.
  • the decorative surface may be a separate element, wherein the combined piezo / luminescent film is connected thereto, or the cover layer 4 may be formed such that it forms the decorative surface.

Landscapes

  • Illuminated Signs And Luminous Advertising (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Arrangements Of Lighting Devices For Vehicle Interiors, Mounting And Supporting Thereof, Circuits Therefore (AREA)
  • Manufacture Of Switches (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer kombinierten Piezo-/Leuchtfolie für den Einsatz als Betätigungselement insbesondere in Fahrzeugen und ein entsprechendes Betätigungselement.
  • Unter einer kombinierten Piezo-/Leuchtfolie ist ein Element zu verstehen, in dem die Eigenschaften einer herkömmlichen Piezofolie bzw. eines Piezoschalterelements mit denen einer herkömmlichen Elektrolumineszenzfolie bzw. Leuchtfolie kombiniert sind. Unter Betätigungselementen sind insbesondere Funktionsträger bzw. Schaltelemente zu verstehen, die Schaltvorgänge auslösen oder der Befehlseingabe dienen und die im Stand der Technik bisher über mechanisch-elektrische Schaltknöpfe betätigt wurden.
    • Hintergrund der Erfindung
  • In Kraftfahrzeugen können eine Vielzahl von Stellfunktionen oder Ein- und Ausschaltbefehlen für verschiedenartige Bauelemente über Betätigungselemente angewählt, aktiviert oder deaktiviert werden. So ist es beispielsweise üblich, die Fenster, das Schiebedach, die Außenspiegel oder dergleichen mittels elektrisch betätigter Stellmotoren zu stellen, zu heben, zu senken oder zu öffnen und zu schließen. Darüber hinaus sind in Kraftfahrzeugen eine Vielzahl von Funktionstasten vorgesehen, über die elektrische Verbraucher, beispielsweise Heizungen, Lüftungen, Lichtelemente, Radio, Bordcomputer, Navigationssystem und dergleichen bedienbar sind.
  • Die Betätigungselemente für derartige Funktionsträger in Kraftfahrzeugen sind üblicherweise in der Mittelkonsole, in der Instrumententafel und/oder im oder am Lenkrad angebracht.
  • Die Ausgestaltung der verschiedenen Betätigungselemente erfolgt dabei nicht allein unter dem Gesichtspunkt einer vorteilhaften Funktionsweise, sondern muss darüber hinaus auch eine vorteilhafte Optik und Haptik aufweisen. Hierzu ist es insbesondere im Bereich der Instrumententafel und des Lenkrads üblich, dass die Betätigungselemente innerhalb einer Dekorschicht angeordnet sind. Die Betätigungselemente aktivieren dabei herkömmlicher Weise durch Schließen eines elektrischen Kontakts ein Steuerungsgerät, das die Bewegung der einzelnen Stellmotoren für die Funktionsträger regelt.
  • Die Betätigungselemente sind meist in Form von Druckknöpfen innerhalb der Dekorschicht angeordnet, so dass sie aus der Oberfläche fühlbar erhaben hervorstehen. Diese fühlbare Anordnung der Betätigungselemente führt jedoch dazu, dass die Dekorschicht im Bereich der Betätigungselemente unterbrochen ausgestaltet sein muss. Hierdurch werden jedoch insbesondere im Bereich der Übergänge von der Dekorschicht zu den einzelnen Betätigungselemente Fugen erzeugt, in denen sich im Laufe der Zeit Verunreinigungen ansammeln, welche sowohl die Funktionsweise des Betätigungselements, als auch die Optik der gesamten Dekorschicht beeinträchtigen können.
  • Die oben genannten Probleme können nach Kenntnissen der Anmelderin durch den Einsatz piezoelektrischer Betätigungselemente anstelle der herkömmlichen Betätigungselemente behoben werden. In diesem Fall kann die Dekorschicht im Wesentlichen geschlossen ausgestaltet werden, wobei unterhalb des auf der Dekorschicht optisch dargestellten Betätigungselementes ein piezoelektrisches Element angeordnet ist. Dieses piezoelektrische Element ist vorteilhafter Weise eine piezoelektrische Folie.
  • Piezoschalter für beispielsweise Cerankochfelder, Kaffeemaschinen oder sog. "vandalensichere" Tastaturen sind beispielsweise aus der DE 96 304 443 T2 bekannt. In dieser Druckschrift ist ferner das Herstellungsverfahren einer piezoelektrischen Folie bzw. Piezofolie offenbart, so dass die Herstellung einer Piezofolie an sich als dem Fachmann bekannt angesehen werden kann. Folglich wird eine genaue Beschreibung der Herstellung einer Piezofolie im Folgenden weggelassen. Es sei jedoch anzumerken, dass bei der Herstellung einer Piezofolie in der Regel mittels eines Siebdruckverfahrens ein piezoelektrischer Lack sowie isolierende Schichten auf ein Trägermaterial aufgebracht werden.
  • Nun müssen Schalter bzw. Betätigungselemente jeglicher Art im Fahrzeug beleuchtet sein, so dass diese auch in der Dunkelheit mühelos auffindbar sind. Dabei wird zwischen der Such- und der Funktionsbeleuchtung unterschieden.
  • Die Funktionsbeleuchtung dient zur Anzeigen einer Aktivität und muss auch am Tage erkennbar sein. Dies wird meist über LEDs oder Glühbirnen erreicht. Die Suchbeleuchtung dient dazu, die Position einzelner Schalter in der Nacht zu bestimmen. Dies kann in einem Kraftfahrzeug auf verschiedene Art und Weise geschehen z. B. durch eine indirekte Beleuchtung der gesamten Schaltfläche, eine Hinterleuchtung eines einzelnen Schalters (durch Glühbirnen) oder der gesamten Schaltfläche (z. B. durch eine Leuchtfolie) oder auch durch daneben liegende schwachleuchtende Leuchtdioden. Der Einsatz von Glühbirnen scheidet für die Piezotechnologie jedoch aus. Ferner haben Nachforschungen der Anmelderin als vorteilhaft herausgestellt, in Verbindung mit Piezoschaltern bzw. Piezobetätigungselementen eine Leuchtfolie zu verwenden. Die Herstellung einer Leuchtfolie ist dem Fachmann im Allgemeinen bekannt, wobei in der Regel ein Leuchtmaterial mittels Siebdruck zusammen mit Elektroden auf einem Trägermaterial aufgebracht wird.
  • Aufgrund der obigen Ausführungen kam die Anmelderin zu dem Schluss, dass eine Kombination aus Piezofolie und Leuchtfolie vorteilhaft ist, um ein Betätigungselement für ein Fahrzeug herzustellen, das gleichzeitig die Probleme des Standes der Technik löst und ferner problemlos mit einer Suchbeleuchtung versehen werden kann.
  • Bisher wird diese kombinierte Piezo-/Leuchtfolie derart hergestellt, dass Piezofolien und Leuchtfolien unabhängig voneinander hergestellt werden. Zum Beispiel wird eine Piezofolie gemäß der Offenbarung der DE 69 304 43 T2 oder US-A-4516112 hergestellt und eine Leuchtfolie, wie sie beispielsweise in der DE 102 55 199 A1 beschrieben ist. Die beiden unabhängig voneinander hergestellten Piezofolien und Leuchtfolien werden als Einzelelemente miteinander, vorzugsweise durch Verkleben, verbunden, um so ein Laminat zu erzeugen.
    • Darstellung der Erfindung
  • Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende technische Problem liegt nun darin, ein Verfahren zum Herstellen einer kombinierten Piezo-/Leuchtfolie für den Einsatz als Betätigungselement bereitzustellen, das im Vergleich zu dem oben erwähnten Verfahren wesentlich verbessert und vereinfacht ist, so dass ein entsprechendes Betätigungselement mit einer derartigen Piezo-/Leuchtfolie zu günstigeren Herstellungskosten, mit verbesserten Funktionseigenschaften und einem geringeren Gewicht hergestellt werden kann.
  • Dieses technische Problem der vorliegenden Erfindung wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, sowie ein Betätigungselement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen aufgeführt.
  • So liegt der vorliegenden Erfindung der Gedanke zugrunde, die beiden Herstellungsprozesse der unabhängig voneinander hergestellten Piezofolien und Leuchtfolien durch einen kombinierten Herstellungsprozess zu ersetzen. Durch einen derart kombinierten Herstellungsprozess können geringere Herstellungskosten erreicht werden und ferner entsteht eine kombinierte Piezo-/Leuchtfolie, die hinsichtlich ihres Gewichts und ihrer Funktionseigenschaften verbessert ist.
  • So schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer kombinierten Piezo-/Leuchtfolie für den Einsatz als Betätigungselement insbesondere in Fahrzeugen vor. Das Verfahren umfasst erfindungsgemäß zunächst das Bereitstellen eines folienartigen Trägermaterials. So kann das Trägermaterial beispielsweise eine selbsttragende Folie einer organischen Polymer-Zusammensetzung sein, die im Wesentlichen aus einem elektrisch isolierenden thermoplastischen oder duroplastischen Polymer besteht. Repräsentative Beispiele sind unter anderem Folien aus technisch erhältlichen Polyestern, Polykarbonaten, Polypropylenen, Polyamiden, Polyacetalen usw. mit üblichen Stärken im Bereich von etwa 50 bis 2000 µm. Auf dieses Trägermaterial wird zumindest in einem ersten Teilbereich ein piezoelektrischer Lack aufgebracht. Piezoelektrische Lacke zum Aufbringen auf einen Träger sind dem Fachmann bekannt, so dass es diesbezüglich keiner weiteren Ausführungen bedarf. Nach dem Aushärten bildet der piezoelektrische Lack in dem ersten Teilbereich eine piezoelektrische Schaltfläche bzw. einen Piezoschalter. Gleichzeitig oder separat mit dem Aufbringen des piezoelektrischen Lacks können auch die Kontaktverbindungen zu dem Piezoschalter auf dem Trägermaterial aufgebracht werden.
  • Ferner wird in einem weiteren erfindungsgemäßen Schritt ein Leuchtlack bzw. eine Leuchtfunktionsschicht oder Elektrolumineszenzschicht auf das Trägermaterial aufgebracht, wobei dies zumindest in einem zweiten Teilbereich erfolgt. Auch die Eigenschaften des Leuchtlacks sind aus der Herstellung von separaten Leuchtfolien bekannt, so dass es auch diesbezüglich keiner weiter führenden Erläuterungen bedarf. Der Leuchtlack bildet nach dem Aushärten eine Leuchtschicht, die die Schaltfläche in dem zweiten Teilbereich beleuchtet, wenn sie über Elektroden angeregt wird. Die Elektroden können gleichzeitig oder separat auf das Trägermaterial aufgebracht werden und können beispielsweise durch Sputtern vorgesehen werden. Nachdem der piezoelektrische Lack, sowie der Leuchtlack auf dem Trägermaterial aufgebracht wurden, wird zum Schutz eine Deckschicht über zumindest dem ersten und zweiten Teilbereich vorgesehen, um den piezoelektrischen Lack und den Leuchtlack abzudecken. Die Deckschicht wird dann entweder direkt oder über andere Materialien mit dem Trägermaterial verbunden. Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren können die Herstellungsprozesse der bekannten unabhängigen Elemente Piezofolie und Leuchtfolie in einem Vorgang kombiniert werden, um eine kombinierte Piezo-/Leuchtfolie herzustellen. Dieses Verfahren ist im Vergleich zum herkömmlich verwendeten Verfahren, das zuvor beschrieben wurde und bei dem die separaten Piezofolie und Leuchtfolie miteinander laminiert wurden, wesentlich vereinfacht. Ferner wird durch das erfindungsgemäße Verfahren eine kombinierte Piezo-/Leuchtfolie erzeugt, die verbesserte Funktionseigenschaften und ein geringeres Gewicht bei geringeren Herstellungskosten aufweist.
  • Vorteilhafter Weise werden der piezoelektrische Lack und/oder der Leuchtlack mittels eines Siebdruckverfahrens auf dem Trägermaterial aufgebracht. Das Siebdruckverfahren stellt ein einfaches und kostengünstiges Verfahren bereit. Ferner kann durch die entsprechende Auswahl der Siebdruckschablone jede beliebige Ausgestaltung und Ausbildung der Schaltfläche und des Beleuchtungsbereichs erreicht werden. Ferner kann der Herstellungsprozess in einer einzigen Maschine erfolgen. So können z. B. der piezoelektrische Lack und der Leuchtlack gleichzeitig oder separat aufgebracht werden.
  • Je nach gewünschter optischer Dekorfläche können der erste und zweite Teilbereich nebeneinander angeordnet sein oder sich aber vorteilhafter Weise zumindest teilweise überlappen. Überlappen sich der erste und der zweite Teilbereich, so wird der Leuchtlack nach dem Aufbringen des piezoelektrischen Lacks aufgebracht, so dass die Leuchtschicht auf einer der Dekorseite zugewandten Seite der kombinierten Piezoleuchtfolie angeordnet ist. Dies ist notwendig, damit das piezoelektrische Element die Leuchtfolie nicht überdeckt und somit eine Sichtbarkeit der Beleuchtung von einer Dekorseite her verhindert.
  • Werden der Leuchtlack und der piezoelektrische Lack separat aufgebracht, ist es bevorzugt, zwischen dem Aufbringen des piezoelektrischen Lacks und des Leuchtlacks eine elektrisch isolierende Schicht aufzubringen. Dieser Vorgang kann ebenfalls in einem Druckverfahren durchgeführt werden.
  • Alternativ werden der piezoelektrische Lack und der Leuchtlack direkt auf das Trägermaterial aufgebracht.
  • Bei dem piezoelektrischen Element handelt es sich vorzugsweise um ein sog. Sandwich-Element, bei dem der Schritt Aufbringen eines piezoelektrischen Lacks auf das Trägermaterial in dem ersten Teilbereich jeweils mit Zwischenschalten einer isolierenden Schicht in dem ersten Teilbereich wenigstens einmal wiederholt wird, so dass in dem ersten Teilbereich ein Verbund übereinander angeordneter Schichten aus piezoelektrischem Lack und isolierendem Material entsteht. Mit anderen Worten werden beispielsweise zunächst eine Schicht piezoelektrischer Lack, im Anschluss eine Schicht isolierendes Material und dann wiederum eine piezoelektrische Lackschicht aufgebracht.
  • Auch bei dem Leuchtelement handelt es sich um ein sog. Sandwich-Element. Vor dem Aufbringen des Leuchtlacks auf das Trägermaterial in dem zweiten Teilbereich wird eine leitfähige Schicht in dem zweiten Teilbereich aufgebracht, ebenso nach dem Aufbringen des Leuchtlacks, so dass in dem zweiten Teilbereich ein Verbund übereinander angeordneter Schichten aus Leuchtlack und leitfähigem Material entsteht.
  • Damit die Beleuchtung von der Dekorseite bzw. der Seite der Deckschicht her sichtbar bleibt, ist die Deckschicht zumindest in dem zweiten Teilbereich oder aber einem Teil davon lichtdurchlässig.
  • Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren schlägt die vorliegende Erfindung auch ein Betätigungselement insbesondere für Fahrzeuge und insbesondere für Kraftfahrzeuge vor, das eine nach dem Verfahren der vorhergehenden Ansprüche hergestellte, kombinierte Piezo-/Leuchtfolie aufweist und eine dem Trägermaterial entgegengesetzt auf der Seite der Deckschicht angeordnete Dekorfläche. Durch diese Ausgestaltung wird ein Betätigungselement erreicht, das verbesserte Funktionseigenschaften bei einem geringeren Gewicht und geringeren Herstellungskosten ermöglicht.
  • Vorteilhafter Weise kann durch das erfindungsgemäße Verfahren eine kombinierte Piezo-/Leuchtfolie in einem Betätigungselement eingesetzt werden, die nur einen Kabelabgang aufweist. Dadurch wird das Anschlagen von Kontaktteilen vereinfacht und die Herstellungskosten des Betätigungselements weiter gesenkt. Ferner wird auch die Steckermontage beim Einbau des Betätigungselements in z. B. ein Fahrzeug vereinfacht.
  • Vorteilhafter Weise umfasst die in dem Betätigungselement eingesetzte Piezo-/Leuchtfolie wenigstens zwei Schaltflächen, so dass das Betätigungselement mehrere Schaltfunktion in einem Element kombinieren kann.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind einzeln oder in Kombination aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ersichtlich. Die Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erfolgt unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • In den Zeichnungen kennzeichnen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenartigen Ansichten gleiche oder entsprechende Teile.
  • In den Zeichnungen zeigt:
    • Figur 1
    eine kombinierte Piezo-/Leuchtfolie gemäß der vorliegenden Erfindung im Querschnitt, wobei der Piezolack und der Leuchtlack direkt auf das Trägermaterial aufgebracht sind.
    Figur 2
    eine kombinierte Piezo-/Leuchtfolie gemäß der vorliegenden Erfindung im Querschnitt, wobei zwischen dem piezoelektrischen Lack und dem Leuchtlack eine elektrisch isolierende Schicht vorgesehen ist.
    Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
  • Bezugnehmend auf Figur 1 umfasst eine kombinierte Piezo-/Leuchtfolie, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß einer ersten Ausführungsform hergestellt ist, einen Träger 1, eine auf dem Träger 1 aufgebrachte piezoelektrische Schicht 2, sowie eine ebenfalls auf dem Träger aufgebrachte Leuchtschicht 3. Auf dem Träger 1 und die piezoelektrische Schicht 2 und die Leuchtschicht 3 bedeckend ist eine Deckschicht 4 angeordnet, die mittels Klebstoff 5 mit dem Träger 1 verbunden ist.
  • Diese erfindungemäße Piezo-/Leuchtfolie wird durch das folgende erfindungsgemäße Verfahren gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform hergestellt. Zunächst wird ein folienartiges Trägermaterial als Träger 1 bereitgestellt. Im Anschluss wird in einem Teilbereich A1 und A2 mittels Siebdruck ein piezoelektrischer Lack 2 aufgebracht. Ferner wird ebenfalls mittels Siebdruck in einem zweiten Teilbereich B1 und B2 ein Leuchtlack aufgebracht. Bei der dargestellten Ausführungsform werden sowohl der piezoelektrische Lack 2, als auch der Leuchtlack 3 direkt auf das Trägermaterial 1 aufgebracht. Dieser Vorgang kann gleichzeitig oder separat durchgeführt werden. Ferner werden gleichzeitig oder separat die zu dem piezoelektrischen Lack gehörenden leitfähigen Bereiche (nicht dargestellt), die das piezoelektrische Element elektrisch kontaktieren, sowie die Elektroden (nicht dargestellt) des Leuchtlacks mit aufgebracht. Dies kann ebenfalls in einem Druckverfahren erfolgen.
  • Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, kann die Ausgestaltung bzw. die Form des Leuchtlacks bzw. Leuchtelements 3 und des piezoelektrischen Lacks bzw. piezoelektrischen Elements 2 aufgrund des Druckverfahrens in jeder beliebigen Form erfolgen. So kann beispielsweise das piezoelektrische Element 2 in dem Teilbereich A1 eine im Wesentlichen runde, kreisförmige Form annehmen und das in dem Teilbereich B1 vorgesehene Leuchtelement 3 dieses kreisrunde piezoelektrische Element ringförmig umgeben.
  • Alternativ können das piezoelektrische Element 2 und das Leuchtelement 3 in den Teilbereichen A2 und B2 auch schlichtweg nebeneinander angeordnet sein.
  • Nachdem der piezoelektrische Lack 2 und der Leuchtlack 3 aufgebracht und ausgehärtet wurden, wird auf dem Träger 1 eine Deckschicht 4 vorgesehen, die zumindest die Teilbereiche A1, A2 und B1, B2 abdeckt. In der vorliegenden, dargestellten Ausführungsform deckt die Deckschicht 4 den gesamten Träger 1 ab und ist über eine Klebstoffschicht 5 mit dem Träger 1 verbünden. Vorteilhafter Weise ist die Deckschicht zumindest in den Bereichen B1 und B2 lichtdurchlässig, damit die Beleuchtung von der Seite der Deckschicht 4 her sichtbar ist.
  • In Figur 2 ist eine nach einem alternativen Verfahren gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellte Piezo-/Leuchtfolie dargestellt. Die dargestellte Piezo-/Leuchtfolie entspricht im Wesentlichen der in Figur 1 dargestellten Piezo-/Leuchtfolie. Der wesentliche Unterschied liegt jedoch darin, dass zwischen dem piezoelektrischen Lack 2 und dem Leuchtlack 3 eine elektrisch isolierende Schicht 6 vorgesehen ist.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer in Figur 2 dargestellten Piezo-/Leuchtfolie wird zunächst ein Träger 1 in der Form eines folienartigen Materials bereitgestellt. Auf diesem Trägermaterial 1 wird dann direkt in dem Teilbereich A1 und A2 der piezoelektrische Lack 2 aufgebracht. Im Anschluss an diesen Schritt wird eine elektrisch isolierende Schicht 6 aufgebracht. Bei der dargestellten Ausführungsform wird die elektrisch isolierende Schicht 6 über den gesamten Träger 1 aufgebracht. Dies kann über Verkleben mittels eines Klebstoffs 5 erfolgen. Alternativ kann auch ein Isolierlack verwendet werden, der in einem Druckverfahren ähnlich dem Piezolack 2 und dem Leuchtlack 3 aufgebracht wird.
  • Im Anschluss wird der Leuchtlack 3 auf dem Träger 1 aufgebracht, wobei der Leuchtlack nicht direkt mit dem Träger 1 in Verbindung kommt, sondern vielmehr mit der elektrisch isolierenden Schicht 6, die wiederum mit dem Träger in Kontakt steht. Wie es in Figur 2 dargestellt ist, können sich der erste Teilbereich A1 des piezoelektrischen Lacks 2 und der zweite Teilbereich B1 des Leuchtlacks 3 bereichsweise überlappen. In der dargestellten Ausführungsform überlappen sich der erste Teilbereich A1 und der zweite Teilbereich B1 sogar vollständig. Ebenso können der erste Teilbereich A2 und der zweite Teilbereich B2 auch nebeneinander angeordnet sein, so dass sie einander nicht überlappen.
  • Im Anschluss wird wiederum eine Deckschicht 4 aufgebracht, die in diesem Fall mit dem Träger über die elektrisch isolierende Schicht 6 verbunden ist. Die Deckschicht 4 wird vorteilhafter Weise mit der isolierenden Schicht 6 unter Verwendung eines Klebstoffs verklebt. Wie bereits in der vorstehenden Ausführungsform erwähnt, ist die Deckschicht 4 in dem zweiten Teilbereich B1 und dem zweiten Teilbereich B2 lichtdurchlässig. Somit ist die Leuchtkraft der Leuchtschicht 3 von der Seite der Deckschicht 4 her sichtbar, wenn die Leuchtschicht über die Elektroden (nicht dargestellt) angeregt wird.
  • Die Zusammensetzung eines piezoelektrischen Lacks bzw. eines Leuchtlacks, sowie deren elektronische Verkabelung bzw. Anbindung sind dem Fachmann aus der separaten Herstellung der entsprechenden Elemente bekannt. Folglich erfolgt bezüglich der Zusammensetzung des piezoelektrischen Lacks und des Leuchtlacks, sowie deren elektrischen Anbindung keine weitergehende Erläuterung.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Betätigungselement wird auf der Seite der Deckschicht 4 eine Dekorfläche angeordnet. Die Dekorfläche kann ein separates Element sein, wobei die kombinierte Piezo-/Leuchtfolie damit verbunden wird, oder die Deckschicht 4 kann derart ausgebildet sein, dass sie die Dekorfläche bildet.
  • Die obige genaue Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sowie die begleitenden Zeichnungen dienen lediglich dazu, die vorliegende Erfindung zu erläutern. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird jedoch vielmehr durch die folgenden Patentansprüche definiert.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Herstellen einer kombinierten Piezo-/Leuchtfolie für den Einsatz als Betätigungselement insbesondere in Fahrzeugen, umfassend die Schritte:
    - Bereitstellen eines folienartigen Trägermaterials (1) ;
    - Aufbringen eines piezoelektrischen Lacks (2) auf das Trägermaterial zumindest in einem ersten Teilbereich (A1, A2), um in dem ersten Teilbereich eine piezoelektrische Schaltfläche auszubilden;
    - Aufbringen eines Leuchtlacks (3) auf das Trägermaterial in zumindest einem zweiten Teilbereich (B1, B2), um die Schaltfläche in dem zweiten Teilbereich beleuchten zu können;
    - Abdecken zumindest des ersten und zweiten Teilbereichs mit einer Deckschicht (4), die mit dem Trägermaterial verbunden wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der piezoelektrische Lack (2) und/oder der Leuchtlack (3) mittels eines Siebdruckverfahrens auf das Trägermaterial (1) aufgebracht werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem sich der erste (A1, A2) und der zweite (B1, B2) Teilbereich zumindest bereichsweise überlappen.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ferner zwischen dem Aufbringen des piezoelektrischen Lacks (2) und des Leuchtlacks (3) eine elektrisch isolierende Schicht (6) aufgebracht wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der piezoelektrische Lack (2) und der Leuchtlack (3) direkt auf dem Trägermaterial (1) aufgebracht werden.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schritt Aufbringen eines piezoelektrischen Lacks (2) auf das Trägermaterial (1) in dem ersten Teilbereich (A1, A2) jeweils mit Zwischenschalten einer isolierenden Schicht in dem ersten Teilbereich (A1, A2) wenigstens einmal wiederholt wird, so dass in dem ersten Teilbereich ein Verbund übereinanderangeordneter Schichten aus piezoelektrischem Lack und isolierenden Schichten entsteht.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem vor und nach dem Schritt Aufbringen eines Leuchtlacks, eine leitfähige Schicht in dem zweiten Teilbereich aufgebracht wird, so dass in dem zweiten Teilbereich ein Verbund übereinander angeordneter Schichten aus Leuchtlack und leitfähigem Material entsteht.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Deckschicht (4) zumindest in dem zweiten Teilbereich (B1, B2) lichtdurchlässig ist.
  9. Betätigungselement insbesondere für Fahrzeuge, mit einer nach dem Verfahren der vorhergehenden Ansprüche hergestellten kombinierten Piezo-/Leuchtfolie und einer dem Trägermaterial (1) entgegengesetzt auf der Seite der Deckschicht (4) angeordneten Dekorfläche.
  10. Betätigungselement nach Anspruch 9, bei dem die kombinierte Piezo-/Leuchtfolie nur einen Kabelabgang aufweist.
  11. Betätigungselement nach einem der Ansprüche 9 oder 10, bei dem wenigstens zwei Schaltflächen in der Piezo-/Leuchtfolie ausgebildet sind.
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