Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines zur Lichtemission aktivierbaren Bauteils, wobei die Lichtemission durch Elektrolumineszenz (EL) erfolgt.

Zunächst einmal sei ausgeführt, dass unter Elektrolumineszenz die Eigenschaft bestimmter Materialien oder Materialkombinationen verstanden wird, wonach bei Anlegen einer elektrischen Wechselspannung Licht im sichtbaren Bereich emittiert wird. Aus der Praxis sind Elektrolumineszenz-Folien bekannt, bei denen in einer speziellen Kondensator-Konfiguration das elektrolumineszierende Material durch ein elektrisches Wechselfeld zum Leuchten angeregt wird. Solche Elektrolumineszenz- Folien werden oft auch Leuchtfolien, Lichtfolien oder Kondensator-Leuchtfolien genannt. In technischer Anwendung dienen sie zur Umwandlung elektrischer Energie in Licht.

Des Weiteren besteht in der Praxis Bedarf, Bauteile mit beliebiger Oberflä- che/Topografie zu beleuchten oder zu hinterleuchten. Lediglich beispielhaft sei dazu verwiesen auf Anzeigeinstrumente im Cockpit eines Kraftfahrzeugs, auf Bedienknöpfe, Taster und sonstige Bauteile, bspw. auch Informationstafeln, etc..

Die zuvor genannten Elektrolumineszenz-Folien lassen sich in hervorragender Weise dann verwenden, wenn es sich bei den zu beleuchtenden oder zu hinterleuchtenden und ggf. auch zu durchleuchtenden Bauteilen um Bauteile mit einfachen Geometrien handelt. Bei kompliziertem Aufbau, insbesondere bei dreidimensionaler, stark strukturierter Oberfläche, ist die Verwendung elektrolumineszierender Folien nur bedingt möglich. Lediglich beispielhaft sei dazu auf die IMD-Technologie (In Mould Decoration, vgl. DE 197 17 740 C2) verwiesen, wonach Folien, so auch bspw. Elektrolumineszenz-Folien, hinterspritzt werden, um auf spritzgusstechnischem Wege Formteile herzustellen. Stark strukturierte Oberflächen, insbesondere bei miniaturisierten Bauelementen, mit einer elektrolumineszierenden Oberfläche sind durch dieses bekannte Verfahren jedoch nicht herstellbar.

BESTÄTIGUNGSKOPIE Insbesondere bei klassischen Tachonadeln werden zu deren Beleuchtung bislang lichtleitende Systeme verwendet, wobei es erforderlich ist, das Licht in die drehende bzw. pendelnde/schwenkende Tachonadel einzukoppeln. Dies ist technisch aufwändig. Dennoch wird diese Technik bislang ganz überwiegend realisiert.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines zur Lichtemission aktivierbaren Bauteils anzugeben, bei dem die Lichtemission durch Elektrolumineszenz (EL) erfolgt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren soll es möglich sein, nahezu beliebig strukturierte Oberflächen, insbesondere auch sehr kleiner bzw. filigraner Bauteile, mit elektrolumineszierenen Schichten zu versehen, so dass es möglich ist, auf diese Weise beliebige Funktionsteile an der Oberfläche, im Inneren des Materials oder hinter dem Werkstück/Bauteil zu beleuchten.

Erfindungsgemäß wird zunächst einmal ein Träger hergestellt bzw. bereitgestellt, wobei der Träger im Wesentlichen die Form des Bauteils und seiner mechanischen und elektrischen Schnittstellen aufweist bzw. umfasst. Dabei ist wesentlich, dass es sich bei dem Träger um eine Art Rohling für das herzustellende Bauteil handelt, nämlich ein Rohling, der die elektrolumineszierende Eigenschaft noch nicht besitzt. Mechanische Schnittstellen, bspw. in Form eines integralen Kopplungsteils, können integraler Bestandteil des Trägers sein. Elektrische Schnittstellen können ebenfalls bereits von vornherein vorgesehen sein oder würden im Verlauf des Herstellungsverfahrens an der Oberfläche - an entsprechender Stelle - erzeugt werden.

In Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren ist es von ganz besonderer Bedeutung, dass der Träger mit Funktionsschichten der EL-Beleuchtung ausgestattet wird, wobei mindestens eine der Funktionsschichten, nämlich die Licht emittierende Schicht oder Schichten, insgesamt oder zumindest teilweise, durch das Tampondruckverfahren erzeugt wird/werden. Die elektrischen Schnittstellen werden - jedenfalls im Bereich der Funktionsschichten - in den Druck eingebunden, so dass gleichzeitig mit der drucktechnischen Herstellung der Licht emittierenden Schicht/Schichten eine elektrische Kontaktierung geschaffen wird. Eine nachträgliche Kontaktierung, üblicherweise mit einem erheblichen konstruktiven bzw. fertigungstechnischen Aufwand, ist nicht erforderlich. Nach Erzeugung der Funktionsschichten der EL-Beleuchtung wird eine transparente oder transluzente Abdeckung auf die EL-Schichten aufgebracht, die einerseits als Feuchtigkeitsschutz und andererseits als elektrische sowie mechanische Kapselung dient. Folglich wird mit Aufbringen der Abdeckung das zur Lichtemission aktivierbare Bauteil, bspw. eine Tachonadel, fertiggestellt.

Wie bereits zuvor ausgeführt, wird zumindest die Licht emittierende Schicht mittels Tampondruck erzeugt. Dabei handelt es sich um ein indirektes Druckverfahren, welches nach dem sog. Tiefdruckprinzip arbeitet. Der Tampon nimmt dabei die Farbe entsprechend der Außenkontur der Kavität des Klischees auf und bildet sie beim Aufdrucken auf einem Bauteil beliebiger Oberfläche ab. Dies können eingegrenzte bzw. sequenzielle Bereiche und unterschiedlichste Formen - ebenfalls sequenziell begrenzt, sein.

Während das Tampondruckverfahren bislang üblicherweise zum Bedrucken von Kunststoffkörpern ganz überwiegend in der Werbemittelbranche verwendet worden ist, ist hier erkannt worden, dass sich dieses Verfahren ganz besonders zur Erzeugung einer Licht emittierenden Schicht im Rahmen der EL-Beleuchtung eignet, zumal bei diesem Verfahren die Farbe auch auf dreidimensionalen Oberflächen, bspw. in tiefer liegende Bereiche, hineingedruckt wird. Im Rahmen der Anwendung des Tampondruckverfahrens ist außerdem von ganz besonderer Bedeutung, dass die Farbübertragung auf den jeweiligen Träger bei nahezu 100% liegt, nämlich aufgrund der dem Tampondruckverfahren zugrundeliegenden Technologie. Bereits dadurch lassen sich die Herstellkosten ganz erheblich reduzieren. Auch ist es denkbar, in mehreren Schichten zu drucken, wodurch sich hellere und dunklere Lichtemissionen ergeben.

Der Träger kann an der Oberfläche eine nahezu beliebige Topologie aufweisen. Grundsätzlich kann es sich dabei um ein starres oder in sich flexibles Material handeln, bspw. in Form einer MID oder metallhaltiger flexibler Kunststoffe. Auf strukturierten Oberflächen lässt sich mit Hilfe des Tampondruckverfahrens die elektrolumi- neszierende Schicht aufbringen, wobei der Träger davor bereits mit den elektrischen Anschlüssen versehen ist. Somit lässt sich gleichzeitig mit dem Aufbringen der EL- Schicht eine Kontaktierung und auch Isolierung zwischen den verschiedenen EL- Schichten vornehmen, wobei Isolationsschichten beliebig aufbringbar bzw. erzeugbar sind. Neben drucktechnischen Verfahren zur Realisierung der Kontaktfläche lässt sich ohne Weiteres auch die Spritzgusstechnik anwenden.

Die elektrischen Anschlüsse bzw. die Elektroden der EL-Funktionsschichten können auf unterschiedliche Weise erzeugt werden, bspw. spritzgusstechnisch und/oder drucktechnisch. Dabei ist es denkbar, die elektrischen Anschlüsse auf und/oder in dem Träger zu erzeugen. Durch Überdrucken bzw. Überziehen der Anschlüsse lassen sich diese elektrisch ankoppeln oder isolieren, je nach verwendetem Material. Auch lassen sich maskenartige Überzüge bzw. Schichten auf den elektrischen Anschlüssen/Elektroden erzeugen.

Die Licht emittierende Schicht/Schichten wird/werden in Form von Wort- und/oder Bildinformationen aufgedruckt, je nach Bedarf. Mittels Tampondruckverfahren lassen sich strukturierte Oberflächen entlang der Oberflächenprofile sowie streng abgegrenzte Bereiche mit und ohne Licht emittierenden Schichten erzeugen. Der auf diese Weise herstellbaren Informationsvielfalt sind keine Grenzen gesetzt. Insbesondere lässt sich die Licht emittierende Schicht ggf. auf unterschiedlichen Ebenen ausbilden, beispielsweise dergestalt, dass beliebige Unterbrechungen und abermalige elektrische Verbindungen durch unmittelbares Bedrucken der elektrischen Anschlüsse möglich sind. Überall dort, wo es erforderlich ist, lassen sich isolierende Zwischenbereiche oder Zwischenschichten ebenfalls drucktechnisch oder spritzgusstechnisch erzeugen.

Die Funktionsschichten werden jedenfalls unter Zwischenschaltung von Isolatoren aufgedruckt, um nämlich die volle Funktionalität der EL-Funktionsschichten zu erzeugen.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zumindest die Licht emittierende Schicht/Schichten nach dem Tampondruckverfahren erzeugt wird/werden. Grundsätzlich ist es denkbar, weitere Funktionsschichten, auch weitere Licht emittierende Schichten, sowohl mittels Tampondruck als auch spritzgusstechnisch, lackiertechnisch, etc. zu erzeugen. Gleiches gilt für die Isolatoren, die zum Aufbau der EL-Funktionsschichten zwingend erforderlich sind. Des Weiteren sei an dieser Stelle angemerkt, dass unter EL-Beleuchtung, unter Verwendung von EL-Funktionsschichten, jedweder Aufbau solcher Funktionsschichten, zur Erzeugung sog. EL-Lampen, gemeint ist. Es wird nicht für erforderlich gehalten, an dieser Stelle einen konkreten Aufbau oder eine konkrete Verschaltung zu beschreiben, zumal diese aus zahlreichen Nachschlagewerken hinlänglich bekannt sind. Lediglich beispielhaft sei - ergänzend - auf die DE 102 34 125 A1 verwiesen, wonach die EL-Funktionsschichten in Form einer EL-Folie bereitgestellt werden.

Die EL-Funktionsschichten, zumindest aber die die Licht emittierende Schicht kapselnde Abdeckung, kann im sog. 2K-Reaktionsverfahren hergestellt werden, wobei sich das CCM-Verfahren (Clear Coat Moidering) besonders eignet. Mit Hilfe dieses Verfahrens ist eine Art Makrokapselung der EL-Funktionsschichten möglich, wobei sich dadurch die äußere Kontur des Bauteils überdecken oder gar eine Formgebung realisieren lässt. Das hier verwendete Material kann glasklar ausgeführt sein, so dass es von der darunter liegenden EL-Lampe, generiert durch die EL-Funktionsschichten, durchleuchtet wird. Ebenso ist es denkbar, das Material der Abdeckung bzw. Kapselung einzufärben. Dadurch lässt sich in idealer Weise ein Farbfilter generieren.

Auch ist es denkbar, die EL-Funktionsschichten mit einem transluzenten Lack zu überziehen, wobei darüber ein sog. Laserlack gezogen werden kann. Mit Hilfe eines Lasers wird der laserbare Lack regelrecht abgebrannt, so dass sich beliebige Leuchtgeometrien und somit insgesamt die Kontur der Leuchtfläche auf der Oberfläche des Bauteils generieren lässt.

Die - wie auch immer erzeugbare - Abdeckung kann konturbehaftet aufgebracht und/oder in Bezug auf die Oberfläche nachgearbeitet werden. Letztendlich ist sogar eine Bearbeitung der Außenkontur möglich. Auch durch diese Maßnahme(n) lassen sich beliebige Oberflächenstrukturen erzeugen, wobei in diesem Falle die EL-Funktionsschichten darunter liegen.

Des Weiteren sei angemerkt, dass der Träger beliebige Elektronikbausteine, insbesondere in stark miniaturisierter Form, umfassen bzw. enthalten kann. Auch ist es denkbar, dem Träger eine eigene Strom-/Spannungsquelle zuzuordnen, bspw. unter Nutzung von solarvoltaischen Schichten, um nämlich ein quasi autarkes Bauteil zu schaffen. Insbesondere ist es denkbar, dass dem Träger, bspw. durch Vakuumgusstechnik, beliebige funktionale Elemente einverleibt sind oder werden. Auch hier sind keine Grenzen gesetzt.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 _. in einer schematischen Ansicht den grundsätzlichen Aufbau eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bauteils mit den zur Lichtemission erforderlichen EL-Funktionsschichten,

Fig. 2 in einer schematischen Ansicht den beispielhaften Aufbau eines eine sog. EL-Lampe umfassenden Bauteils mit mechanischer und elektrischer Schnittstelle und

Fig. 3 in einem Flussdiagramm, schematisch, mögliche Verfahrensschritte zur

Herstellung eines zur Lichtemission aktivierbaren Bauteils.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Bauteils, welches eine zur Lichtemission aktivierbare EL-Lampe umfasst.

Der in Fig. 1 gezeigte Aufbau lässt erkennen, dass das Bauteil zunächst einmal einen Träger 1 umfasst. Dabei kann es sich um ein beliebiges Kunststoff-Substrat handeln. Die konkrete Form spielt keine Rolle. Auf dem Träger 1 ist eine Rückelektrode 2 aufgebracht. Des Weiteren ist eine Masseleitung 3 vorgesehen. Dabei handelt es sich um die elektrischen Anschlüsse des Bauteils.

Die Rückelektrode 2 ist durch ein Dielektrikum 4 überdeckt. Durch das Dielektrikum 4 ist außerdem die Rückelektrode 2 von der Masseleitung 3 isoliert.

Auf dem Dielektrikum 4 ist eine elektrolumineszierende Schicht 5 aufgebracht, und zwar per Tampondruck. Die elektrolumineszierende Schicht 5 ist durch einen Leitlack 6 überdeckt, der gleichzeitig die Masseleitung 3 elektrisch kontaktiert. Sämtliche Funktionsschichten der EL-Beleuchtung können aufgedruckt sein.

Des Weiteren ist die gesamte Anordnung mit einer abdichtenden Kapselung 7 überzogen, die als Makrokapselung wirkt, nämlich im Sinne eines Feuchtigkeitsschutzes und zur elektrischen sowie mechanischen Kapselung des gesamten Aufbaus.

Fig. 2 zeigt in schematischer Ansicht ein weiteres Bauteil, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist, nämlich ebenfalls mit einer integrierten EL-Lampe.

Der Träger 1 umfasst elektrische und mechanische Kopplungsmittel 8, wobei die Kontaktierung mit einer Wechselspannungsquelle 9 angedeutet ist. Zwischen dem Trägerelement 1 und einem elektrisch leitenden Anschluss-Pin 10 ist eine Isolierung 11 aus Kunststoff vorgesehen. Folglich ist es möglich, das in Fig. 2 gezeigte Bauteil gleichzeitig mechanisch und elektrisch anzukoppeln, nämlich aufgrund der dort vorgesehenen elektrischen/mechanischen Kopplungsmittel 8.

Die EL-Lampe des in Fig. 2 gezeigten Bauteils ist ähnlich wie die EL-Lampe des in Fig. 1 gezeigten Bauteils aufgebaut. Die Rückelektrode 2 ist durch den Anschluss- Pin 10 gebildet. Darauf sitzt das Dielektrikum 4, welches den Anschluss-Pin 10 gemeinsam mit der Isolierung 11 umgibt. Auf dem Dielektrikum 4 ist die EL-Schicht 5 aufgebracht, die wiederum mit Leitlack 6 umgeben ist. Bei dem in Fig. 2 gewählten Ausführungsbeispiel ist auf dem Leitlack 6 eine Farbschicht 12 aufgebracht, die in Bezug auf die Lichtemission aus der EL-Schicht 5 als Farbfilter dient.

Die gesamte Anordnung ist CCM-umspritzt, wobei dadurch die äußere Form des Bauteils entsprechend der vorgegeben Grundform mehr oder weniger definiert ist. Die CCM-Umspritzung 13 ist aus einem transparenten Material hergestellt.

Das Ganze ist auf der Oberfläche mit einer Lackierung 14 versehen, die kein Licht durchlässt. Die Lackierung 14 ist wiederum - teilweise und mit beliebiger Struktur/Form - ausgespart, nämlich mit mindestens einem Sichtfenster 15, durch welches hindurch das Licht emittieren kann. Durch die Form des Sichtfensters 15 lässt sich die„leuchtende" Fläche und somit die zu vermittelnde Information beliebig definieren.

Fig. 3 zeigt in einem Ablaufdiagramm die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit alternativen Verfahrensschritten. Aufgrund der Beschriftung ist Fig. 3 selbstredend.

So ist es bspw. denkbar, dass der Träger zunächst in eine Werkzeugaufnahme eingelegt wird, wobei der Träger mechanische und elektrische Kopplungsmittel umfassen kann.

In einem nächsten Schritt werden die einzelnen Funktionsschichten, bspw. im Tampondruckverfahren, auf die zweidimensionalen oder dreidimensionalen elektrischen Kontaktflächen des Trägers bzw. des Substrats aufgedruckt. Danach oder gleichzeitig ist es möglich, den Träger nach der zuvor bereits erörterten IMD-Technik zu veredeln, wobei es denkbar ist, dem Träger elektrische Bauelemente einzuverleiben.

Nach Erzeugung der EL-Lampe ist eine steckbare, konfektionierbare oder umspritz- bare bzw. vergießbare Makrokapselung möglich, bspw. nach dem CCM-Verfahren. Auch ist es denkbar, der gesamten Anordnung ein vorgefertigtes Gehäuse überzustülpen. Danach kann auf dem bedruckten Träger bzw. Substrat eine transluzente Abdeckung erzeugt werden. Eine Abdichtung der Schnittstelle zwischen dem bedruckten Träger/Substrat und der Kapselung ist von Vorteil. Eine solche Abdichtung kann durch Kleben, Heißprägen, Ultraschallschweißen, etc. erzeugt werden. Anschließend lässt sich das Bauteil lackieren oder abermals bedrucken wie auch lasern.

Alternativ wird das die EL-Schichten tragende Bauteil lackiert/gelasert und danach gemäß CCM umspritzt oder zuerst nach CCM umspritzt und anschließend lackiert/gelasert. Es ist ein zur Lichtemission aktivierbares Bauteil entsprechen der Beschreibung zu den Fig. 1 und 2 entstanden.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass das zuvor erörterte Verfahren den erfinderischen Gedanken lediglich schematisch abbildet. Beliebige weitere Verfahrensschritte, insbesondere zur Verfeinerung des Verfahrens, sind denkbar.

In Bezug auf die erfindungsgemäße Lehre sei noch einmal ausgeführt, dass sic nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beliebige Bauteile herstellen lassen, die EL-Funktionsschichten umfassen. Dabei kann es sich um beliebige Anzeige- und Bedienelemente mit integrierter EL-Beleuchtung handeln. Insbesondere ist es denkbar, miniaturisierte, bewegliche Bauelemente nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu realisieren, die eine Rotations- oder Linearbewegung ermöglichen.

Die hier in Rede stehenden EL-Bauelemente können dabei Informationen/Symbole bei höchster Positionsgenauigkeit aufweisen, was bei der Anwendung des IMD- Verfahrens äußerst schwierig zu realisieren ist. Es lässt sich eine vereinfachte Fertigung mit minimaler Anzahl von Bauelementen realisieren.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Formgebung des EL-Bauteils, insbesondere die gewünschte Lichtaustrittsfläche, frei in Form und Größe definierbar. Einschränkungen hinsichtlich der elektrischen und optischen oder lichttechnischen Anforderungen gibt es so gut wie nicht. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich eine einfache, sichere und tem- peraturwechsel- und korrosionsbeständige Kontaktierung zwischen den elektrischen Anschlüssen einer Spannungsquelle und den Elektroden der EL-Lampe herstellen.

Die umschließende Makrokapselung verlängert die Lebensdauer des Bauteils, bspw. durch Anwendung des Klargießens. Außerdem werden die EL-Pigmente in der Licht emittierenden Schicht während des Herstellprozesses geschont. Es lässt sich ein verbesserter UV-Schutz der EL-Pigmente durch Einfärben des Um- spritzungsmaterials bzw. des Vergussmaterials erzeugen.

Von ganz besonderer Bedeutung ist das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugbare EL-Bauteil, welches den Spezifikationen und den gängigen Dekors der Automobilindustrie genügt. Es lässt sich mühelos ein Tag- und Nachtdesign kreieren.

Bspw. könnte es sich bei dem zur Lichtemission aktivierbaren Bauteil um eine Tachonadel handeln, deren Aufbau durch wenige Teile geprägt ist. Gerade bei einer solchen Tachonadel lassen sich bislang bekannte Lichtführungssysteme substituieren, indem nämlich die EL-Lampe direkt auf den Rohling gedruckt wird. Dadurch lässt sich ein stark vereinfachter Aufbau und eine rationalisierte, prozesssichere und dabei preiswerte Fertigung ermöglichen. Insbesondere in ihrer Funktionalität sind solche EL-Zeiger den herkömmlichen Bauelementen überlegen.

Im Konkreten lässt sich bei der Tachonadel über die gesamte Leuchtfläche und Länge hinweg eine optimale Ausleuchtung bzw. Beleuchtung realisieren. Auch mechanischen Anforderungen kann man durch das erfindungsgemäße Verfahren gerecht werden, insbesondere in Bezug auf eine ruckfreie Bewegung der Tachonadel. Die Gewichtverteilung ist nahezu frei definierbar.

Schließlich sei angemerkt, dass die zuvor erörterten Ausführungsbeispiele lediglich der beispielhaften Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken. Bezugszeichenliste

1 Träger

2 Rückelektrode

3 Masseleitung

4 Dielektrikum

5 elektrolumineszierende Schicht (EL-Schicht)

6 Leitlack

7 Kapselung

8 elektrische/mechanische Kopplungsmittel

9 Wechselspannungsquelle

10 Anschluss-Pin

1 Isolierung

12 Farbschicht

13 Umspritzung

14 Lackierung

15 Sichtfenster