DE102008061724B4

DE102008061724B4 - Anzeigevorrichtung, Folie und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102008061724B4
Application number: DE102008061724A
Authority: DE
Inventors: Martin Mayer; Manfred Süss
Original assignee: Johnson Controls Automotive Electronics GmbH
Current assignee: Johnson Controls Automotive Electronics GmbH
Priority date: 2008-01-31
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2012-04-19
Anticipated expiration: 2028-12-13
Also published as: DE102008061724A1

Abstract

Anzeigevorrichtung (1) mit einem Anzeigebereich (7), wobei die Anzeigevorrichtung (1) eine Folie (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (5) eine tiefgezogene Folie (5) mit einer Vorderseite (VS) und einer Rückseite (RS) ist, wobei die Folie (5) im Randbereich des Anzeigebereichs (7) oder außerhalb des Anzeigebereichs (7) eine mechanische Schwächung (6) aufweist, wobei die mechanische Schwächung (6) in Form einer Mehrzahl von Vertiefungen (60, 60', 60'') vorgesehen ist und wobei sich die mechanische Schwächung (6) über etwa 20% bis etwa 70% der Materialdicke der unverformten Folie (5) erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung, eine Folie und ein Verfahren zu deren Herstellung.
Es sind im Schwarztafel-(Black Panel)-Design ausgestaltete Kraftfahrzeug-Anzeigevorrichtungen bekannt, die mit einer tiefgezogenen, insbesondere den sogenannten Black-Panel-Effekt hervorrufenden Folie versehen sind, hinter deren dem Betrachter zugewandten Seite ein Display oder ein Anzeigebereich eines Displays angeordnet ist. Beispielsweise ist eine solche Anzeigevorrichtung durch die Druckschrift DE 10 2006 038 784 A1 offenbart.
Bei Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik ist nachteilig, dass an solchen tiefgezogenen Folien unerwünschte spannungsoptische Effekte auftreten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, diese Nachteile zu vermeiden und eine robuste, leichte, kompakte und kostengünstige Anzeigevorrichtung bzw. eine entsprechende Folie bzw. ein entsprechendes Herstellungsverfahren bereitzustellen, die darüberhinaus auch kostengünstig und einfach montierbar ist und bessere Anzeigeeigenschaften aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Anzeigevorrichtung mit einem Anzeigebereich, wobei die Anzeigevorrichtung eine Folie aufweist, wobei die Folie eine tiefgezogene Folie mit einer Vorderseite und einer Rückseite ist, wobei die Folie im Randbereich des Anzeigebereichs oder außerhalb des Anzeigebereichs eine mechanische Schwächung aufweist. Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass verformungsbedingte Spannungen im Material der Folie im Wesentlichen vom (durchleuchteten) Anzeigebereich fern gehalten werden können bzw. solche Spannungen innerhalb des Anzeigebereichs erheblich verringert werden können, so dass optische Beeinträchtigungen – insbesondere in Form von spannungsoptischen Effekten – weitgehend vermieden oder zumindest in erheblichem Umfang reduziert werden können.
Die mechanische Schwächung der Folie wird erfindungsgemäß insbesondere dadurch realisiert, dass die Folie mit wenigstens einer Vertiefung versehen wird, die letztlich eine Verringerung oder Vermeidung der spannungsoptischen Effekte bewirkt. Hierbei muss selbstverständlich gewährleistet sein, dass das Material der Folie während des Umformens nicht reißt bzw. in sonstiger Weise beschädigt bzw. überbeansprucht wird, insbesondere muss sichergestellt sein, dass die optischen Eigenschaften (insbesondere beispielsweise bezogen auf den sogenannten Black-Panel-Effekt) auch in den Bereichen einer relativ starken Beanspruchung (insbesondere bei einer relativ starken Dehnung) beim Umformen bzw. in den Bereichen der mechanischen Schwächung realisiert sind.
Erfindungsgemäß ist besonders bevorzugt, dass die mechanische Schwächung in Form einer Vertiefung und insbesondere in Form einer Mehrzahl von Vertiefungen vorgesehen ist. Eine solche Vertiefung (d. h. eine Verminderung der Materialdicke des Folienmaterials) kann beispielsweise durch einen Schnitt erfolgen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die im montierten Zustand dem Betrachter abgewandte Rückseite der Folie mit der mechanischen Schwächung, insbesondere der Vertiefung, versehen. Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass der Bereich der mechanischen Schwächung bzw. die mechanische Schwächung selbst seitens eines Betrachters nicht erkennbar ist. Es kann jedoch erfindungsgemäß umgekehrt auch vorgesehen und sogar wünschenswert sein, dass die mechanische Schwächung gerade auf der Vorderseite der Folie in diese eingebracht wird, so dass die Schwächung gleichzeitig als ein Zierelement für die Anzeigevorrichtung verwendet werden kann.
Besonders bevorzugt ist es ferner, dass die Mehrzahl von Vertiefungen unterschiedlich tief ausgebildet vorgesehen sind. Hierdurch kann in besonderer Weise eine Entkopplung des hauptsächlichen Verformungsbereichs von dem Anzeigebereich realisiert werden.
Erfindungsgemäß ist es weiterhin bevorzugt, dass sich die mechanische Schwächung über etwa 20% bis etwa 70% der Materialdicke der unverformten Folie erstreckt, bevorzugt über etwa 30% bis 60% besonders bevorzugt über etwa 40% bis etwa 50%. Hierdurch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft möglich, dass eine gute Stabilität der Folie auch im mechanisch geschwächten Bereich mit einer guten Freihaltung des Anzeigebereichs von mechanischen Spannungen kombiniert werden kann.
Weiterhin ist es erfindungsgemäß insbesondere vorgesehen, dass die Folie im Anzeigebereich im Wesentlichen plan ausgebildet ist. Hierdurch wird der Vorteil einer besonders ausgeprägten Spannungsfreiheit des Anzeigebereichs bzw. der Folie im Anzeigebereich ermöglicht.
Erfindungsgemäß ist ferner bevorzugt, dass die Anzeigevorrichtung ein Anzeigefeld aufweist, wobei das Anzeigefeld benachbart zum Anzeigebereich vorgesehen ist. insbesondere ist es vorgesehen, dass das Anzeigefeld ein Anzeigefeld für eine analoge Anzeige, beispielsweise ein Zeigeranzeigegerät ist und optisch dadurch hervorgehoben ist, dass zumindest ein Teil des Anzeigefeldes – etwa ein Skalenbereich des Anzeigefeldes – gegenüber der Ebene des Anzeigebereichs entweder hervorgehoben (d. h. zum Benutzer verschoben) oder aber nach hinten abgesetzt (d. h. in Fortsetzung der Betrachtungsrichtung eines Benutzers gegenüber der Ebene des Anzeigebereichs nach hinten verschoben) ist. Insbesondere ist es hierbei erfindungsgemäß bevorzugt, dass die mechanische Schwächung zwischen dem Anzeigebereich und dem Anzeigefeld vorgesehen ist.
Weitere Gegenstände der vorliegenden Erfindung sind eine Folie für eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Folie bzw. ein Verfahren zur Herstellung einer insbesondere erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung, wobei die Folie in einem ersten Herstellungsschritt auf einer Rückseite mit einer mechanischen Schwächung versehen wird, wobei die Folie in einem zweiten Herstellungsschritt zumindest teilweise erwärmt wird und wobei die Folie in einem dritten Herstellungsschritt umgeformt wird, insbesondere tiefgezogen wird.
Hierbei ist es erfindungsgemäß besonders bevorzugt, dass während des zweiten Herstellungsschritts (d. h. insbesondere vor der Umformung und insbesondere unmittelbar vor der Umformung) eine stärkere Erwärmung im Bereich der mechanischen Schwächung und/oder außerhalb des Anzeigebereichs durchgeführt wird. Es wird hierdurch bei der nach dem zweiten Herstellungsschritt erfolgenden Verformung der Folie zwar eine gewisse Kraft (die während des Verformungsschritts zwangsläufig wirkt) auch auf die Folie im Anzeigebereich ausgeübt, jedoch wird aufgrund der geringeren Erwärmung (und der damit einhergehenden geringeren Verformbarkeit der Folie im Anzeigebereich) die Verformung der Folie bzw. die Einbringung von Materialspannungen im Anzeigebereich verhindert oder zumindest erheblich verringert bzw. es wird der Materialbereich der Folie, in welchen die Verformung und damit die umformungsbedingten Materialspannungen eingebracht wird, auf den Bereich der mechanischen Schwächung konzentriert, in dem erfindungsgemäß die optischen Anforderungen insbesondere hinsichtlich der Wiedergabetreue bei Lichttransmission lediglich vergleichsweise gering ausgebildet sein müssen.
Im Folgenden wird eine rein beispielhaft aufzufassende Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch etwas näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Folie versehene Kraftfahrzeug-Anzeigevorrichtung in schematischer, teilweiser Vorderansicht; und
2 einen Schnitt entlang der Linie A-A von 1.
Die in 1 in schematischer, teilweiser Vorderansicht gezeigte, insbesondere einen Black-Panel-Effekt aufweisende Kraftfahrzeug-Anzeigevorrichtung 1 weist ein Anzeigefeld 2 auf, das im dargestellten Beispiel mit einer ersten Skala 3, beispielsweise eines Tachometers, und einer zweite Skala 4, beispielsweise einer Motordrehzahlanzeige, versehen ist.
Die erfindungsgemäß ausgestaltete tiefgezogene Folie 5 weist einen einwärts gewölbten ersten Wölbungsbereich 50 auf, der um einen ersten Endabschnitt 30 der ersten Skala 3 angeordnet ist.
Die erfindungsgemäß ausgestaltete Folie 5 umfasst ferner einen einwärts gewölbten zweiten Wölbungsbereich 51, der einen Anfangsabschnitt 40 der zweiten Skala 4 umgibt, sowie einen benachbart zu einem zweiten Endabschnitt 41 der zweiten Skala angeordneten, einwärts gewölbten dritten Wölbungsbereich 52.
Die angesprochenen Wölbungsbereiche 50, 51, 52 werden erfindungsgemäß insbesondere im Tiefziehverfahren geformt, bevorzugt mittels eines Vakuumtiefziehverfahrens.
Unterhalb des ersten Wölbungsbereichs 50, in räumlicher Nähe zu diesem, ist auf der Rückseite RS der Folie 5 ein (in 1 nicht ersichtlicher) erster Stufenschnitt bzw. eine erste mechanische Schwächung angebracht. Rechts neben dem ersten Wölbungsbereich 50, in räumlicher Nähe zu letzterem, ist auf der Rückseite RS der Folie 5 ein (in 1 nicht ersichtlicher) zweiter Stufenschnitt bzw. eine zweite mechanische Schwächung der Folie 5 angebracht.
Links neben dem zweiten Wölbungsbereich 51, in räumlicher Nähe zu letzterem, ist auf der Rückseite der Folie 5 ein (in 1 nicht ersichtlicher) dritter Stufenschnitt bzw. eine dritte mechanische Schwächung angebracht. Rechts neben dem zweiten Wölbungsbereich 51, in räumlicher Nähe zu diesem, ist auf der Rückseite der Folie 5 ein (in 1 nicht ersichtlicher, jedoch in 2 in einer Detaildarstellung gezeigter) vierter Stufenschnitt 6 bzw. eine mechanische Schwächung in der Folie (und insbesondere auf deren Rückseite RS) angebracht.
Links neben dem dritten Wölbungsbereich 52, in räumlicher Nähe zu letzterem, ist auf der Rückseite RS der Folie 5 ein (in 1 nicht ersichtlicher) fünfter Stufenschnitt bzw. eine vierte mechanische Schwächung angebracht. Rechts neben dem dritten Wölbungsbereich 52 in räumlicher Nähe zu letzterem, ist auf der Rückseite der Folie 5 ein (in 1 nicht ersichtlicher) sechster Stufenschnitt bzw. eine fünfte mechanische Schwächung angebracht.
2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A von 1. Die an der Folie 5 vorgesehenen oben angesprochenen Stufenschnitte bzw. mechanischen Schwächungen sind dem grundsätzlichen Aufbau nach erfindungsgemäß insbesondere identisch zueinander ausgebildet, weshalb im Folgenden zur Vermeidung bloßer Wiederholungen lediglich der rechts neben dem zweiten Wölbungsbereich 51 angeordnete vierte Stufenschnitt 6 im Einzelnen erläutert wird. Die verschiedenen mechanischen Schwächungen können jedoch erfindungsgemäß auch unterschiedlich zueinander vorgesehen sein, beispielsweise hinsichtlich der Anzahl der Vertiefungen und/oder hinsichtlich der Größe (insbesondere hinsichtlich der Tiefe und/oder der Breite ihrer Erstreckung quer zu ihrer Länge) oder auch hinsichtlich ihrer Längserstreckung bzw. ihrer Formgebung (etwa sind wellenförmige und/oder gekrümmte Verläufe der Vertiefung bzw. der Vertiefungen erfindungsgemäß möglich).
Der unter Verwendung eines Schneidwerkzeuges oder eines Prägewerkzeuges erzeugte vierte Stufenschnitt 6 ist im dargestellten Beispiel auf der dem Betrachter abgewandten Rückseite RS der Folie 5 vorgesehen.
Der vierte Stufenschnitt weist im dargestellten Beispiel drei im Querschnitt beispielhaft etwa V-förmig ausgebildete Vertiefungen 60, 60', 60'' auf, die sich von der Rückseite RS der Folie in horizontaler (x-Richtung) in das Innere der Folie erstrecken. Die einzelnen Vertiefungen 60, 60', 60'' weisen im dargestellten Beispiel jeweils eine unterschiedliche Tiefe auf, die sich als Ausdehnung der Vertiefungen in x-Richtung definieren lässt. Dabei weist beispielhaft die obere Vertiefung 60'' die kleinste Tiefe und die untere Vertiefung 60 die größte Tiefe auf. Die Vorderseite VS der Folie 5 ist dem Betrachter zugewandt.
Die einzelnen Stufenschnitte stoppen die Ausbreitung der beim Tiefziehen der Wölbungsbereiche 50, 51, 52 von letzteren ausgehenden Verformungen und wirken so in einem gewissen Sinne wie ein Hindernis für die Verformungen. Beispielsweise werden verschiedene Werkzeugbereiche unterschiedliche temperiert. So ist es etwa denkbar, die den Stufenschnitten benachbarten (oder zugeordneten) Werkzeugbereiche mit einer anderen Temperatur als die übrigen Bereiche des Werkzeugs zu temperieren.
Bezugszeichenliste

1: Anzeigevorrichtung
2: Anzeigefeld
3: erste Skala
4: zweite Skala
5: Folie
6: mechanische Schwächung/vierter Stufenschnitt
7: Anzeigebereich
30: erster Endabschnitt (der ersten Skala)
40: Anfangsabschnitt (der zweiten Skala)
41: zweiter Endabschnitt (der zweiten Skala)
50: erster Wölbungsbereich
51: zweiter Wölbungsbereich
52: dritter Wölbungsbereich
60, 60', 60'': Vertiefungen
RS: Rückseite der Folie
VS: Vorderseite der Folie

Claims

Anzeigevorrichtung (1) mit einem Anzeigebereich (7), wobei die Anzeigevorrichtung (1) eine Folie (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (5) eine tiefgezogene Folie (5) mit einer Vorderseite (VS) und einer Rückseite (RS) ist, wobei die Folie (5) im Randbereich des Anzeigebereichs (7) oder außerhalb des Anzeigebereichs (7) eine mechanische Schwächung (6) aufweist, wobei die mechanische Schwächung (6) in Form einer Mehrzahl von Vertiefungen (60, 60', 60'') vorgesehen ist und wobei sich die mechanische Schwächung (6) über etwa 20% bis etwa 70% der Materialdicke der unverformten Folie (5) erstreckt.
Anzeigevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Schwächung (6) auf der Rückseite (RS) der Folie (5) vorgesehen ist.
Anzeigevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Vertiefungen (60, 60', 60'') unterschiedlich tief ausgebildet vorgesehen ist.
Anzeigevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die mechanische Schwächung (6) über etwa 30% bis 60% der Materialdicke der unverformten Folie erstreckt, bevorzugt über etwa 40% bis etwa 50%.
Anzeigevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (1) ein Anzeigefeld (2) aufweist, wobei das Anzeigefeld (2) benachbart zum Anzeigebereich (7) vorgesehen ist.
Anzeigevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Schwächung zwischen dem Anzeigebereich (7) und dem Anzeigefeld (2) vorgesehen ist.
Folie (5) für eine Anzeigevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zur Herstellung einer Folie (5) oder Verfahren zur Herstellung einer Anzeigevorrichtung (1), gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (5) in einem ersten Herstellungsschritt auf einer Rückseite (RS) mit einer mechanischen Schwächung (6) versehen wird, dass die Folie (5) in einem zweiten Herstellungsschritt zumindest teilweise erwärmt wird und dass die Folie (5) in einem dritten Herstellungsschritt umgeformt, insbesondere tiefgezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass während des zweiten Herstellungsschritts eine stärkere Erwärmung im Bereich der mechanischen Schwächung (6) und/oder außerhalb des Anzeigebereichs (7) durchgeführt wird.