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Die
Erfindung betrifft eine beleuchtbare Folientastatur mit einer wenigstens
einen transparenten Bereich aufweisenden Außenschicht, einer Schaltschicht,
die wenigstens ein unter dem transparenten Bereich liegendes Schaltelement
enthält,
und einem zwischen dem transparenten Bereich und dem Schaltelement
angeordneten Leuchtmittel.
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Bei
herkömmlichen
Folientastaturen ist die Außen-
oder Frontschicht in der Regel flach, geprägt oder mit konvexen Erhöhungen versehen,
die dort liegen, wo sich ein mit einer Kennzeichnung versehener
Bereich, insbesondere ein mit einem Finger zu betätigendes
Tastenfeld befindet (z. B.
DE
297 03 194 U1 ). Die zu bedienenden Bereiche können transparent,
diffus transparent, farbig lasierend oder glasklar sein. Außerdem sind
diese Bereiche im Allgemeinen unbeleuchtet, weshalb eine Bedienung
der Tastatur in einer dunklen Umgebung nicht möglich ist.
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Es
sind daher bereits Folientastaturen der eingangs bezeichneten Gattung
bekannt geworden, deren zu bedienende oder lediglich zu betrachtende Bereiche
mit einem unter der Außenschicht
befindlichen Leuchtmittel beleuchtet werden können. Im Falle von Folientastaturen,
deren Schaltelemente aus Schnappscheiben bestehen, werden insbesondere LED-Elemente
(LED = Light Emitting Diode) als Leuchtquellen ver wendet. Diese
sind entweder unterhalb der Schnappscheiben oder seitlich neben
den Schnappscheiben in einer Distanzschicht angeordnet. Sind die
LED-Elemente unterhalb der Schnappscheiben angeordnet (z. B.
DE 20 2004 016 741
U1 ,
DE
20 2004 17 365 U1 ), dann müssen die Schnappscheiben mit
einem den Lichtdurchgang ermöglichenden
Loch versehen werden. Das hat zur Folge, dass die transparenten
Bereiche der Außenschicht nur
punktförmig
beleuchtet werden, was bei größeren Bereichen
unerwünscht
ist. Sind dagegen zur Vermeidung dieses Nachteils zwischen den Schnappscheiben
und der Außenschicht
Leuchtmittel in Form von zusätzlichen,
als Lichtverteilerplatten wirkenden Einsätzen angeordnet, dann wird
die Gesamtdicke der Folientastatur entsprechend vergrößert. Dasselbe
gilt, wenn die LED-Elemente zur Vermeidung von mit Löchern versehenen
Schnappscheiben seitlich von diesen in einer zwischen der Außenschicht
und der Schaltschicht angeordneten Distanzschicht angeordnet sind
und eine unterhalb der Außenschicht
angeordnete Lichtverteilerplatte beleuchten (z. B. 20 2004 007 474
U1).
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Daneben
ist es bekannt, zur Beleuchtung der Außenschicht eine unter dieser
angeordnete EL-Folie (EL = Electro Lumineszenz) anzubringen. Derartige
EL-Folien sind vergleichsweise flach und ermöglichen eine breite Ausleuchtung
auch größerer Bereiche.
Nachteilig ist jedoch, dass sie im Gegensatz zu LED-Elementen mit
hohen Wechselspannungen (z. B. 115 V statt 12 V bis 24 V Gleichspannung)
und hohen Frequenzen (z. B. 400 Hz) betrieben werden müssen. Das
führt zu
erhöhten
Kosten und ist wegen des damit verbundenen Sicherheitsrisikos oftmals unerwünscht und
z. B. für
sensible Anwendungen wie z. B. in Krankenhäusern, Schulen und vergleichbaren Einrichtungen
nicht geeignet. Vorteilhaft ist allerdings, dass die aus den EL-Folien gebildeten
Leuchtmittel zwischen der Außenschicht
und der Schaltschicht angeordnet werden können, ohne dass zusätzliche
Maßnahmen
im Bereich der Schaltschicht getroffen werden müssen, was bei der Anwendung von
LED-Elementen nicht möglich
ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, die beleuchtbare Folientastatur der
eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden, dass auf einfache
Weise und unabhängig
vom Aufbau der Schaltschicht eine gute Ausleuchtung auch größerer Bereiche
der Außenschicht
möglich
ist, eine wesentliche Zunahme der Gesamtdicke der Folientastatur
vermieden wird und insbesondere kleine Gleichspannungen für den Betrieb
des Leuchtmittels ausreichen.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das
Leuchtmittel aus einer organischen Leuchtdiode (OLED) gebildet ist.
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Die
Erfindung vereinigt die Vorteile des Standes der Technik unter gleichzeitiger
Vermeidung von dessen Nachteilen. Es ist einerseits möglich, die
organische Leuchtdiode auf einer dünnen, flexiblen Trägerschicht
aufzubringen, die zwischen der Außenschicht und der Schaltschicht
angeordnet wird, was die Herstellung der Folientastatur erheblich
vereinfacht und die Anwendung von in Prinzip beliebigen Schaltschichten
ermöglicht.
Andererseits können OLED-Elemente
mit kleinen Gleichspannungen von z. B. 12 V oder 24 V betrieben
werden, so dass sie wie LED-Elemente
kein Sicherheitsrisiko darstellen und vor allem preisgünstig hergestellt
und eingebaut werden können.
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Weitere
vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung
an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 schematisch
die Schichtenfolge einer erfindungsgemäßen, beleuchtbaren Folientastatur
im auseinander gezogenen Zustand und
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2 die
erfindungsgemäße Folientastatur im
zusammengebauten Zustand.
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Die
aus 1 und 2 ersichtliche Folientastatur
enthält
in an sich bekannter Weise als oberste, äußere Schicht 1 eine
Folie, die mit wenigstens einem transparenten Bereich 2 versehen
ist. Derartige Bereiche 2 können mit den Fingern zu bedienende Tasten
und dazu z. B. durch Prägungen
oder sonstwie leicht konkav gewölbt
ausgebildet sein, oder lediglich aus Fenstern bestehen, durch die
irgendwelche Kennzeichen dargestellt werden. Unter der Bezeichnung "transparent" werden im Rahmen
der vorliegenden Erfindung solche Bereiche 2 verstanden, die
glasklar, diffus transparent oder in einer Weise durchscheinend
sind, dass sie bei Beleuchtung von unten her auch in einer dunklen
Umgebung gut sichtbar sind.
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Unter
der Außenschicht 1 ist
eine übliche Schaltschicht 3 angeordnet,
die mit Schaltelementen 4 versehen ist und beispielsweise
ebenfalls aus einer Folie besteht. Die Schaltelemente 4 können z.
B. als Schnappscheiben ausgebildet sein, die in bekannter Weise
beim Niederdrücken
eines der Bereiche 2 einen Kontakt schließen. Die
Schaltschicht 3 weist auf ihrer von der Außenschicht 1 abgewandten
Unterseite vorzugsweise zusätzlich
eine mit einem Kleber versehene Klebschicht 5 auf, mittels
derer die Folientastatur an einem zugehörigen Gerät befestigt werden kann.
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Erfindungsgemäß ist zwischen
der Außenschicht 1 und
der Schaltschicht 3 ein Leuchtmittel 6 in Form
einer organischen Leuchtdiode (OLED = Organic Light Emitting Diode)
angeordnet. Eine solche Leuchtdiode hat einen nicht näher dargestellten Sandwichaufbau
und besteht im einfachsten Fall im Wesentlichen aus einem Träger, auf
dem zwei Elektroden und ein zwischen diesen angeordneter, z. B. 100
nm bis 200 nm dicker, organischer Film aufgebracht sind. Der organische
Film ist je nach Fall z. B. aus einer nieder- oder makromolekularen
Kohlenstoffverbindung hergestellt, die auf einen Träger in Form
einer Glasscheibe oder einer flexiblen Kunststofffolie aufgedampft
wird. Das polymere Material kann aber auch als Kunststofflösung vorbereitet
und auf den Träger
mittels einer schnell drehenden Scheibe aufgetropft werden (Spin-Coating-Verfahren).
Möglich
wäre es
auch, eine dünnflüssige Polymersehicht
durch Rakeln aufzubringen. Als besonders geeignet für die Zwecke
der Erfindung haben sich OLED-Elemente aus einem PPV-Polymer (Polyphenylenvinylen)
erwiesen, die mit einer Kathode 7 aus Calcium, Magnesium
oder Aluminium und einer Anode 8 aus Indium-Zinn-Oxid (ITO)
versehen sind.
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Die
Leuchtfarbe eines OLED-Elements kann beispielsweise über die
gewählte
Molekülmodifikation
eingestellt werden, wobei für
die Zwecke der Erfindung vorzugsweise eine Zusammensetzung gewählt wird,
die den gesamten, vom menschlichen Auge sichtbaren Bereich abdeckt.
Die Lichtemission aus dem OLED-Element erfolgt im Übrigen in
der Regel durch die transparent ausgebildete ITO-Anode hindurch,
so dass die Anode in 1 und 2 oben liegt.
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Ein
besonderer Vorteil eines OLED-Elements besteht darin, dass es über seine
ganze Oberfläche
selbstleuchtend ist, daher eine helle, von allen Seiten gut sichtbare
Beleuchtung der transparenten Bereiche bewirkt und dennoch einen
geringen Energieverbrauch hat. Vorzugsweise wird das OLED-Element
erfindungsgemäß auf eine
z. B. 30 μm
bis 50 μm
dicke, flexible Glas- oder Kunststofffolie als Träger aufgebracht,
die sich den beim Bedienen einer Taste (Bereich 2) leicht
mitbewegt, sich an die Konturen der Bereiche 2 und der
darunter liegenden Schnappscheiben 4 od. dgl. anschmiegt
und die Betätigung
der Schnappscheiben 4 od. dgl. nicht behindert.
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Die
Elektroden 7, 8 der OLED-Elemente 6 werden
nach einer bevorzugten Aus- führungsform der
Erfindung derart mit einem Schaltkreis verbunden, dass die Intensität des abgestrahlten
Lichts unterschiedlich eingestellt werden kann. Dadurch können die
Nutzer der Folientastatur die im Einzelfall gewünschte Helligkeit der Bereiche 2 selbst
festlegen.
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Weiter
ist klar, dass die beschriebene Folientastatur je nach Größe mit einer
oder mehreren OLED-Leuchtmitteln 6 versehen werden kann.
Das hängt
einerseits von der Größe der Folientastatur und
der Zahl der auszuleuchtenden Bereiche und andererseits davon ab,
in welchen Größen die OLED-Elemente
verfügbar
sind. Außerdem
können mehrere
vorhandene OLED-Elemente dem Zweck dienen, nur ausgewählte, ihnen
zugeordnete Bereiche 2 zu beleuchten und/oder ausgewählte Bereiche mit
unterschiedlichen Farben zu beleuchten.
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Im Übrigen können sowohl
zwischen dem Leuchtmittel 6 und der Außenschicht 1 als auch
zwischen dem Leuchtmittel 6 und der Schaltschicht 3 übliche Distanzschichten 9, 10 (Spacerfolien)
angeordnet werden. Diese weisen bei Bedarf dort, wo die Bereiche 2 und
die Schnappscheiben 4 od. dgl. liegen, Aussparungen 11, 12 geeigneter
Größe auf (2).
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Anstelle
der mit Schnappscheiben 4 versehenen Schaltschichten 3 können erfindungsgemäß auch andere
Schaltschichten vorgesehen werden, wie sie z. B. in sog. Flachtastaturen
(z. B. Mylar-Dom-Technik) angewendet werden. In derartigen Schaltschichten
werden, wenn eine Taste (Bereich 2) bedient wird, z. B.
zwei sich gegenüber
stehende, auf je einer Ober- und Unterschicht angebrachte Kontakte
geschlossen. Weiterhin kann die Schaltschicht 3 als eine
Leiterplatte (Platine) ausgebildet werden, z.B. eine solche aus
FR4-Material. Auch in diesen Fällen
besteht der Vorteil, dass die (flexiblen) OLED-Elemente zwischen
der Schaltschicht und der Außenschicht
angeordnet werden können
und die Funktion der Folientastatur in keiner Weise beeinträchtigen.
Im Gegensatz zu den mit LED-Elementen arbeitenden Lösungen werden
die Bereiche 2 daher vollflächig ausgeleuchtet, ohne dass
hierfür
im Bereich der Schaltschicht 3 spezielle Maßnahmen
getroffen werden müssen.
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Dieselben
Vorteile werden erhalten, wenn anstelle von Tasten, die mechanisch
bewegt bzw. niedergedrückt
werden müssen,
solche vorgesehen werden, die auf kapazitiver oder induktiver Basis
arbeiten und lediglich mit einem Finger berührt werden müssen. In
diesem Fall kann die Außenschicht 1 auch
durch eine Glasplatte anstatt durch eine flexible Kunststofffolie
od. dgl. realisiert werden. Die Schaltschicht 3 wird hier über ein
kapazitives oder induktives, z.B. direkt unter der Glasplatte angeordnetes Schaltelement 4 ausgelöst.
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Nach
einem weiteren Ausführungsbeispiel kann
die Tastatur mit in den Zeichnungen nicht dargestellten Feldern
versehen sein, die lediglich als Anzeige-, Hinweis- oder Warnschilder
ausgebildet sind. Derartige, nach Art von Displays ausgebildete
Felder werden nur beleuchtet, aber nicht bedient, und dienen beispielsweise
dem Hinweis auf die Bedienung der Tasten oder der Anzeige von alphanumerischen Zeichen.
In diesem Fall weist die Außenschicht 1 zusätzliche,
z.B. an einem Rand der eigentlichen Tastatur angeordnete, transparente
Bereiche 2 auf, die mit alphanumerischen oder sonstigen
Zeichen versehen sind. Mit besonderem Vorteil kann wenigstens einer dieser
Bereiche eine Digitalanzeige ermöglichen,
indem z.B. eine zugeordnete organische Leuchtdiode oder ein zugeordneter
Teil einer organischen Leuchtdiode in eine Mehrzahl von eine Digitalanzeige
ermöglichenden
Segmenten unterteilt ist. diese Segmente können z.B. nach Art einer üblichen
7-Segment-Anzeige angeordnet sein. Der wesentliche Vorteil einer
solchen Maßnahme
besteht darin, daß der Einbau
zusätzlicher
Elemente mit Digitalanzeige entfallen und die Tastatur daher sehr
flach gehalten werden kann. Sollte die Verkabelung bei einer zu
großen Packungsdichte
der Tasten und/oder der digitalen Anzeigen Probleme bereiten, ist
es im Rahmen der Erfindung ohne wesentliche Vergrößerung der
Dicke der Tastatur möglich,
die die Digitalanzeigen ermöglichenden
organischen Leuchtdioden in eine zweite, ebenfalls zwischen der
Außenschicht 1 und
der Schaltschicht 3 angeordnete Ebene zu verlegen. Die Außenschicht 1 und/oder
die Trägerschicht
für die OLED-Elemente
kann zumindest in diesen Bereichen auch starr sein und z.B. aus
Glas bestehen.
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Die
Erfindung ist nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, das
auf vielfache Weise abgewandelt werden kann. Das gilt insbesondere
für die
im Einzelfall als Schaltschichten und Leuchtmittel 6 verwendeten,
elektrischen Schaltungsanordnungen, für die zum Ein- und/oder Ausschalten
des Leuchtmittels vorgesehenen Mittel sowie für die Zahl und/oder die Form
der im Einzelfall verwendeten Bereiche 2. Weiterhin können die
Farben, mittels derer die Bereiche 2 beleuchtet werden, individuell
ausgewählt
werden. Auch die Herstellung der OLED-Elemente kann anders durchgeführt werden,
als oben beschrieben ist. Schließlich versteht sich, dass die
verschiedenen Merkmale auch in anderen als den beschriebenen und
dargestellten Kombinationen angewendet werden können.