DE2320142C3 - Armaturenbrett mit Vorrichtung zur Beleuchtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Armaturenbrett, insbesondere für Kraftfahrzeuge, Flugzeuge od. dgl., mit einer zumindest teilweise durchsichtigen Abdeckfläche, auf deren Rückseite nach dem Elektrolumineszenz-Prinzip arbeitende Beleuchtungseinrichtungen für die gewünschten Anzeigeelemente mit Stromzuführungsleitungen angeordnet sind, wobei zur Ausbildung der einzelnen Anzeigeelemente eine auf der Abdeckfläche aufliegende, teildurchlässige erste Elektrodenschicht und eine zwischen dieser und einer zweiten Elektrodenschicht angeordnete Lumineszenzschicht und die zweite Elektrodenschicht sowie die mit den beiden Elektrodenschichten verbundenen Stromzuführungsleitungen schichtweise nacheinander und für alle Anzeigeelemente gleichzeitig auf der gesamten Abdeckfläche mit den den einzelnen Anzeigeelementen entsprechenden Begrenzungen aufgebracht sind.

Üblicherweise umfassen derartige Armaturenbretter mehr oder weniger zusammengefaßte Instrumente, die in mehrfacher Ausführung auf dem Armaturenbrett vorhanden sind, Höhenanzeigevorrichtung, Wasserthermometer, Alarmkontrollampen für die Wassertemperatur und ggf. die öltemperatur, Anzeigeleuchten für den Strahlenbereich von Scheinwerfern (sofern Abblendlicht, Fernlicht oder Standlicht vorhanden ist) u. dgl. Üblicherweise sieht man gesondert gespeiste Leuchten vor, die im einzelnen Signale erstrahlen lassen. Bei Armaturenbrettern für durchschnittliche Fahrzeuge kommt man immer auf mindestens 10 bis 15 Lichtquellen, die meistens als Glühfader.lampen ausgebildet und mit chromatischen Filtern kombiniert sein können. Der Aufbau derartiger Armaturenbretter geht langsam und kostenaufwendig vor sich, und zwar im Hinblick auf den hohen Arbeitsaufwand. Abgesehen davon verbraucht ein derartiges Armaturenbrett relativ viel Energie, wenn die Lampen in Betrieb sind. Auch ist beim Einsatz des Fahrzeugs ein erheblicher Wartungsaufwand er

so forderlich, um die Lampen zu ersetzen und die Kontakte zu überholen, wobei es ausgesprochen gefährlich sein kann, wenn einige der Lampen nicht funktionieren.

Andererseits ist es nicht möglich, insbesondere Instrumentenbretter entsprechend den Erfordernissen ausreichend gleichmäßigzu beleuchten, da im wesentlichen lediglich einzelne Punkte beleuchtet werden. Ein weiterer Nachteil einer Beleuchtung unter Verwendung von Glühlampen od. dgl. liegt darin, daß unter bestimmten Umständen zu viel Licht erzeugt wird, welches den Fahrer stören kann. Die erforderlichen Beleuchtungsvcrhältnisse sollen so sein, daß sie zum Ablesen einer Anzeige auf dem Armaturenbrett ausreichen und außerdem eine Warnung beim Aufleuchten einer Kontrollampe od. dgl. abgeben. Es sollen sich jedoch keine Lichtstrahlen ausbilden, die denjenigen stören können, der die Umgebung des Fahrzeugs beobachten muß.

Die Verwendung von Elektrolumineszenzlampen in Kraftfahrzeugen anstelle der bisher üblichen Glühfadenlampen ist an sich aus der FR-AS 2124492 bekannt.

Aus der US-PS 3 670 067 ist es bekannt, ElektrolumineszenzJampen zur Beleuchtung \un Armaturenbrettern zu verwenden. Dabei werden die Elektrolumineszenzlampen, die mittels einer Keramikverbindung in eine Kunstharzumhüllung eingebettet sind, sr in das Armriurenbrett eingesetzt, daß sie vollständig von elektrisch leitfähigen Materialien getrennt sind und die Skalen der Anzeigeinstrumente beleuchten. Dies erfordert für jedes einzelne Anzeigeinstrument eine Elektrolumineszenzlampe mit entsprechender Zuleitung, was sich insbesondere bei großen und komplexen Anzeigen nachteilig auswirkt. Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung mit einer relativ großen Anzahl von Lampen ist durch die hierdurch bedingten Herstellkosten sowie den hohen Verbrauch an elektrischer Energie gegeben.

Durch die DE-AS 1930862 ist eine elektrolumineszente Anzeigevorrichtung bekannt, bei der zur Ausbildung der einzelnen Anzeigeelemente die erste Elektrodenschicht, die Phosphorschicht und die zweite Elektrodenschicht sowie die mit den beiden Elektrodenschichten verbundenen Stromzuführungsleitungen schichtweise nacheinander und für alle Anzeigeelemente gleichzeitig auf der gesamten Abdeckfläche mit den, den einzelnen Anzeigeelementen entsprechenden Begrenzungen aufgebracht wird. Bei jo derartigen Anzeigevorrichtungen bedeutet es jedoch ein Problem, ein gegenüber der Abdeckfläche nach rückwärts versetztes Anzeigeelement zu beleuchten.

Aufgabe der Erfindung ist es, an sich übliche Anzeigeinstrumente, die in das Armaturenbrett eingelassen sind, von oben zu beleuchten, wobei diese Beleuchtungseinrichtung in den gleichen Schichten und damit im gleichen Verfahrensgang wie die Anzeigeelemente gemäß der DE-AS 1930862 angeordnet bzw. hergestellt werden sollen.

Nach der Erfindung ist ein Armaturenbrett der eingangs genannten Art gekennzeichnet durch eine Aufnahmeöffnung für ein zu beleuchtendes Instrument als Anzeigeelement, das mit seinem Anzeigefeld gegenüber der durchsichtigen Abdeckfläche nach rückwärts versetzt ist, durch Anordnung der Lumineszenzschicht und der zugehörigen Elektrodenschichten im Randbereich der Aufnahmeöffnung und durch Anordnung einer zumindest teilweise reflektierenden Schicht auf der der Lumineszenzschicht abgewandten Seite der Abdeckfläche. Die Anordnung einer der Lichtelektrodenplatte zugewandten, lichtreflektierenden Schicht ist an sich bereits durch die US-PS 3670067 bekannt.

Vorzugsweise wird auf einem transparenten Träger, wie etwa einer Platte, auf der Rückseite eine kontinuierliche, transparente Metallschicht, sodann eine Phosphorablagerung entsprechend den wiederzugebenden graphischen Symbolen, weiterhin hinter dieser eine reflektierende Ablagerung und sodann eine rückwärtige Metallschicht ^ :.gcL>iacht, welche wahlweise den Phosphorablagerungen und den wahlweise mit Energie zu versorgenden Bereichen entsprechen kann, die für die jeweiligen, zu versorgenden Indices erforderlich sind. Dabei kann die rückwärtige Metallablagerung ihn ähnlicher Weise auch als gedruckte Schaltung ausgebildet sein.

Wenn die Indices sowohl bei beleuchtetem Armaturenbrett, als auch bei unbeleuchtetem Armaturenbrett sichtbar sein sollen, wird auf dein Transparentträger eine kontinuierliche weiße oder durchsichtige Schicht und sodann eine dunkle Schicht, insbesondere eine fchwarze Schicht, aufgebracht, um die Indices (etwa in Form einer Schrift) durchsichtig oder vorzugsweise weiß auf dem dunklen bzw. noch besser .schwarzen Hintergrund erscheinen zu lassen bzw. umgekehrt. Durch Energiebeaufschlagung der darunterliegenden gleichmäßigen Phosphorschicht erscheinen die genannten Anzeigen oder ähnliche Anzeigen leuchtend oder sichtbar auf leuchtendem Hintergrund, da das Licht von der klaren oder weißen Farbe leicht gedämpft wird. Die dunkle Farbe oder vorzugsweise die schwarze oder lichtundurchlässige Farbe führt zu einer vollständigen Lichtabsorption.

Um die Instrumente und insbesondere, wie es meistens erforderlich ist, mindestens deren Umfangsbereiche zu erleuchten, wird eine Öffnung in der Platte vorgesehen, in der die Instrumente derart angeordnet werden, daß sie mit ihrem Anzeigenfeld leicht nach hinten, gegenüber der transparenten Platte versetzt sind. Durch eine Ablagerung von Phosphor rund um die Öffnung sowie durch eine zugehörige Metallbeschichtung zur Energieversorgung erhält man eine Beleuchtung durch Reflektion und Diffusion des Lichtes, das seitlich aus der Platte austritt. Die transparente Platte bildet vorzugsweise an der Kante der Öffnung ein geneigtes Profil, das die Emission der durch Elektrolumineszenz erzeugten Lichtenergie durch den Rand der Öffnung erleichtert. Dieser Rand der transparenten Platte divergiert vorzugsweise in Richtung auf das Anzeigefeld des Instrumentes.

Die Beleuchtung kann vorzugsweise verschiedene Farben aufweisen, wobei unterschiedliche Phosphorarten verwendet werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht eines elektrolumineszenten Bauteils,

Fig. 2 ein allgemeines Schema eines elektrolumineszenten Armaturenbrettes, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit einige Vereinfachungen vorgenommen wurden,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch die Platte am Orte einer Signalkontrollampe,

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Teil der Platte zur Veranschaulichung der Beleuchtung eines Anzeigenfeldes eines Instrumentes.

In Fig. 1 ist mit dem Pfeil /1 diejenige Richtung angegeben, in der das Licht von einer Platte abgegeben werden muß. um ein Armaturenbrett sichtbar zu machen. Dementsprechend ist ein transparenter Träger 1 vorgesehen, der aus einer Platte aus Kunstharz bestehen kann. Dahinter liegt eine transparente, elektrisch leitfähige Schicht 3, die insgesamt als transparente Metallablagerung oder Metallbeschichtung bezeichnet wird. Daran schließt sich eine Phosphorschicht 5 an, die beim Ausführungsbeispiel als durchgehend dargestellt ist. Weiterhin ist eine Ablagerung vorgesehen, die eine reflektierende Schicht 7 bildet, sowie eine rückwärtige leitende Schicht 9,d. h., eine rückwärtige Metallablagerung. Die Schichten 3, 5, 7 und 9 sind in ihrer Dicke übertrieben dargestellt. In der Praxis sind sie sehr dünn, etwa in der Größenordnung von einigen Mikron.

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Zwischen den Schichten 3 und 9 wird eine 'Wechselstrom-Potentialdifferenz angelegt, und zwar unter Verwendung einer Schaltung, die insgesamt das Bezugszeichen 10 trägt. Dies führt zu einer Energiebeaufschlagung der zwischenliegenden Phosphorschicht S, so daß über einen Elektrolumineszenzeffekt Licht ausgestrahlt wird.

Das erfindungsgemäße Armaturenbrett basiert auf diesem Elektrolumineszenzeffekt und auf der Anordnung, wie sie oben im wesentlichen beschrieben wurde. Die schematische Darstellung in Fig. 2 zeigt einen transparenten Träger 11, der die Platte des Armaturenbrettes darstellt. Diese Platte trägt die einzelnen Mctailablagerungen entsprechend der Schicht 9 gemäß Fig. 1, die die wahlweise anzuordnenden Energieversorgungsmittel für die verschiedenen Zeichen oder Markierungen bilden. Im einzelnen sind Zonen 13, 15 und 17 vorgesehen, die wahlweise beleuchtet werden können, um beispielsweise Signallampen, gegebenenfalls unter Verwendung von Auf-Schriften, zu bilden. Jede dieser Zonen, die aufgrund einer entsprechenden rückwärtigen Metallablagerung entsteht, ist mit einer in geeigneter Weise plazierten und angeordneten Energieversorgungseinrichtung versehen. Die vordere Metallablagerung ist durchgehend ausgebildet und steht ständig mit der Spannungsquelle in Verbindung. Weiterhin ist ein Leiter vorhanden, der sich direkt an die jeweilige Zone anschließt. Vorzugsweise handelt es sich dabei um metallbeschichtete Bereiche, wie sie etwa mit den Bezugszeichen 13/1, 15 A und 11A versehen sind. Diese Bereiche erstrecken sich bis zur Kante des Trägers 11, um Verbindungsstellen oder Anschlüsse für außen liegende Leitungen zu bilden, welche die jeweils gewählte Energieversorgung vornehmen.

Weiterhin zeigt Fig. 2 zwei öffnungen 19 und 19A im Träger 11, die zur Aufnahme von Instrumenten mit entsprechenden Anzeigefeldern dienen. Diese öffnungen 19 und 19A werden von rückwärtigen, metal'beschichteten Zonen 21 und 21A umgeben, die zugehörigen phosphorbeschichteten Zonen entsprechen. Über verlängerte Bereiche 23 und 23A der metallbeschichteten Zonen 21 und 21A kann man einen Anschluß an außen liegende Leitungen und dementsprechend eine elektrische Spannungsquelle erzielen. In diesem Falle besteht auch die Möglichkeit, einen gemeinsamen Leiter zu verwenden, sofern beide instrumente oder Instrumentenanordnungen, die in den öffnungen 19 und 19^4 sitzen, gleichzeitig beleuchtet werden sollen.

Fig. 3, die ihren Bezugszeichen nach mit Fig. 1 übereinstimmt, zeigt den Aufbau einer Kontrollampe. Die Phosphorbeschichtung beschränkt sich auf einzelne Zonen SA, SB und 5 C od. dgl. und wird unter Verwendung eines geeigneten Verfahrens abgelagert, beispielsweise unter Verwendung eines serigraphischen Prozesses oder Verfahrens. Ihrer Form nach entsprechen die Bereiche den gewünschten Buchstaben oder Ziffern der Kontrollampenanzeige. Es sei darauf hingewiesen, daß Phosphorarten verwendbar sind, die Licht von unterschiedlicher Farbe aussenden. Tatsächlich kennt man zur Zeit elektrolumineszente Phosphorarten mit den Farben Grün, Blau, Orange, Gelb, Weiß und Rot. Dementsprechend besteht die Möglichkeit, über serigraphische Verfahren od. dgl. die gewünschten graphischen Indices mit den gewünschten Farben zu erzeugen. Die Phosphorablagerungen liegen auf der transparenten Metallschicht und werden von der reflektierenden Schicht 7 überlagert, die die Lichtausbeute der Anordnung erhöhen kann. Die reflektierende Schicht kann auch aus einer Serigraphie bestehen, die mehr oder weniger abgegrenzt auf der Rückseite der Phosphorablagerungen angeordnet ist. Weiterhin kann die rückwärtige Metallbeschichtung 9, ebenso wie es in Fig. 2 gezeigt ist, in abgegrenzten Zonen hinter den Phosphorablagerungen verteilt liegen, wobei sie sich über ausreichende Flächenabschnitte erstreckt, um die Energieversorgung der Phosphorablagerungen sicherzustellen. Weiterhin soll die Möglichkeit bestehen, die abgegrenzten Zonen durch gesonderte Einrichtungen von außen her mit Energie zu versorgen. Solange die elektrische Potentialdifferenz nicht angelegt ist, treten die einzelnen Kontrollampen für den Fahrer oder Bedienenden nicht in Erscheinung. Sobald es jedoch zu einer Energieversorgung kommt, wird die zugehörige Kontrollampe sichtbar, und zwar einschließlich der gegebenenfalls vorhandenen graphischen Symbole und der jeweils gewählten Farbe, um die vorgesehene Anzeige zu liefern.

Sofern es erwünscht ist, eine Schrift zu beleuchten, die sowohl in unbeleuchtetem als auch in beleuchtetem Zustand lesbar sein soll, so wird auf einer Tragplatte eine Zone vorgesehen, die über einen Elektrolumineszenzeffekt zur Lichtabgabe angeregt werden kann. Auf dem transparenten Träger, beispielsweise auf der Platte aus Kunstharz, wird auf der Vorderfläche, d.h., auf derjenigen Fläche, die der transparenten und leitenden vorderen Metallbeschichtung gegenüberliegt, eine Ablagerung aufgebracht, beispielsweise eine kontinuierliche weiße Schicht. Diese Schicht trägt die lesbaren Schriftzeichen, und zwar entweder ohne rückwärtige Beleuchtung, oder aber vorzugsweise mit rückwärtiger Beleuchtung. Die rückwärtige Beleuchtung wird von weißer Farbe leucht und von schwarzer oder lichtundurchlässiger Farbe vollständig gedämpft.

Nach Fig. 4 ist ein transparenter Träger 31 vorgesehen, dessen Vorderseite eine lichtundurchlässige Farbe 33 trägt. Die Farbe kann in Zonen 35 unterbrochen sein, welche eine Durchgangsöffnung 37 entsprechend den Öffnungen 19 oder 19A umgeben. In den Zonen 35 können nach Wunsch geeignete Ziffern oder Schriftzeichen angeordnet werden. Die Grenzfläche zwischen dem Träger 31 und der lichtundurchlässigen Farbe 33 kann in geeigneter Weise reflektierend sein oder so ausgebildet werden, daß sie das einfallende Licht mehr oder weniger diffus und mehr oder weniger gerichtet durchläßt. Die Anordnung umfaßt weiterhin eine transparente Metallbeschichtung 39, eine Phosphorschicht 41, eine rückwärtige reflektierende Schicht 43 und eine rückwärtige Metallschicht 45. Ein Instrument 47 liegt mit seinem Anzeigefeld geringfügig versetzt hinter dem Transparentträger 31, und zwar derart, daß das seitlich aus dem Träger reflektierte und emittierte Licht sowie das aus der Fläche der Durchtrittsöffnung 37 kommende Licht auf die Fläche 47^4 des Anzeigefeldes fällt. Die Kante des Trägers 31 kann in Übereinstimmung mit der Durchgangsöffnung 37 konturiert sein, und zwar mit einer nach rückwärts divergierenden Neigung, um den Effekt der Lichtemission zu steigern.

Die einzelnen Schichten können mit bekannten Verfahren aufgebracht werden. Insbesondere wird die transparente und leitende Schicht unter Vakuum auf den Träger aufgedampft, der aus Acrylharz besteht

und als einstückiges Bauteil den Träger für das gesamte Armaturenbrett darstellen kann. Die Phosphorschichten, d. h. die rückwärtigen Phosphorschichten, können aus reflektierenden Substanzen (Bariumtitanatod, dgl.) und aus leitenden Substanzen

bestehen, um die rückwärtige Metallablagerung zu ersetzen. Man kann diese Phosphorschichten in Form von geeigneten Farben aufbringen. Sämtliche Schichten können eine Dicke in der Größenordnung eines Mikrons oder einiger zehn Mikrons aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Armaturenbrett, insbesondere für Kraftfahrzeuge, Flugzeuge od. dgl., mit einer zumindest teilweise durchsichtigen Abdeckfläche, auf deren Rückseite nach dem Elektrolumineszenz-Prinzip arbeitende Beleuchtungseinrichtungen für die gewünschten Anzeigeelemente mit Stromzuführungsleitungen angeordnet sind, wobei zur Ausbildung der einzelnen Anzeigeelemente eine auf der Abdeckfläche aufliegende, teildurchlässige erste Elektrodenschicht und eine zwischen dieser und einer zweiten Elektrodenschicht angeordnete Lumineszenzschicht und die zweite Elektrodenschicht sowie die mit den beiden Elektrodenschichten verbundenen Stron.zuführungsleitungen schichtweise nacheinander und für alle Anzeigeelemente gleichzeitig auf der gesamten Abdeckfläche mit den den einzelnen Anzeigeelementen entsprechenden Begrenzungen aufgebracht sind, gekennzeichnet durch eine Aufnahmeöffnung (19, 19A; 37) für ein zu beleuchtendes Instrument (47) als Anzeigeelement, das mit seinem Anzeigefeld gegenüber der durchsichtigen Abdeckfläche (31) nach rückwärts versetzt ist, durch Anordnung der Lumineszenzschicht (41) und der zugehörigen Elektrodenschicht (39; 45, 21, 23, 21/4, 23/1) im Randbereich der Aufnahmeöffnung (19, 19A; 37) und durch Anordnung einer zumindest teilweise reflektierenden Schicht (33, 35) auf der der Lumineszenzschicht (41) abgewandten Seite der Abdeckfläche (31).

2. Armaturenbrett nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der durchsichtigen Abdeckfläche (31) an der Aufnahmeöffnung (37) abgeschrägt ist.

3. Armaturenbrett nach Anspruch 1 odei 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Lumineszenzschicht und der zweiten Elektrodenschicht eine reflektierende Schicht (7, 43) vorgesehen ist.

4. Armaturenbrett nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Vorderseite der Abdeckfläche (31) entsprechend gewünschten Armaturensymbolen Beschichtungen (33,35) unterschiedlicher Einfärbung vorgesehen sind.

5. Armaturenbrett nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Phosphorarten mit unterschiedlichen Farbeigenschaften für die Lumineszenzschicht (5, SA, 5 B, 5C, 41) verwendet werden.

6. Verfahren zur Herstellungeines Armaturenbretts nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Aufdampfen der teildurchlässigen ersten Elektrodenschicht (3, 39) auf der Rückseite der Abdeckfläche (1, 31),

b) Aufdampfen der Lumineszen/.schicht (5, 5/4, 5ß, 5C, 41) auf der ersten Elektrodenschicht, wobei die Lumineszenzschicht entsprechend den gewünschten Anzeigeelementen maskiert ist, und

c) maskiertes Aufdampfen der zweiten Elektrodenschicht (9, 45) mit den Stromzuführungsleitungen (13A, ISA, YJA, 23, 23/1) auf der Lumineszenzschicht (5, SA, SB, SC, 41).

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufdampfen im Vakuum erfolgt.