Fachartikel: Vorteile und Ausstattungsmerkmale von Folientastaturen

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Auch in Zeiten von Touchscreen-Eingabelösungen spielen Folientastaturen in vielen Bereichen weiterhin eine wichtige Rolle. Im Lebensmittel-, Labor- und im Medizinbereich kommt die Folientastatur aufgrund Ihrer geschlossenen Oberfläche, Resistenz gegen Chemikalien und Ihrer Dichtheit gegenüber Flüssigkeiten und Staub auch gegenwärtig zum Einsatz.

 
Gute Sichtbarkeit

Vor allem in Geräten mit einer geringen Anzahl an Funktionen, die zugleich eine gute Sichtbarkeit erfordern und in einer konstanten Benutzerinteraktion sind, ist die Folientastatur die bevorzugte Wahl. Im medizinischen Bereich sind dies zum Beispiel Schwesternotrufsysteme, Steuerungen von Krankenbetten, Eingabetastaturen für Diagnosegeräte und Defibrillatoren, sowie weitere Schnittstellen zur Patientenversorgung. Viele dieser Eingabegeräte werden dabei auch von ungeübten Anwendern, wie älteren Patienten bedient, so dass eine komplexe Touch-Eingabelösung eher nachteilig ist. Folientastaturen können durch ihre vielfältigen Gestaltungsmöglichkeiten mit einer benutzerfreundlichen und intuitiven Oberfläche dienen.

 
Folientastaturen bieten vielfältigen Gestaltungsmöglichkeiten

Durch den Einsatz von Werkzeugen kann die Folientastatur nahezu jede beliebige Form annehmen. Ergänzend zum gängigen Siebdruckverfahren bietet sich gerade in der Realisierung von Farbverläufen und bei Prototypen und Kleinserien der Digitaldruck an. Durch speziell geprägte Folien können sogar Metalloptik Effekte, wie zum Beispiel gebürstetes Edelstahl oder eloxiertes Aluminium erzielt werden. Weiterer Vorteil gegenüber Display Lösungen ist, dass die bedruckte Oberfläche, sowie optional integrierte LED Statusanzeigen, auch von einem 180° gedrehten Betrachtungswinkel gesehen werden kann.

 

Tastenprägung einer Folientastatur
Eine Folientastatur ermöglicht verschiedene Tastenprägungen

Folientastaturen überzeugen mit einem flachen Aufbau

Der flache Aufbau einer Folientastatur besteht aus einem Folienverbund, der sich aus mindestens vier Folien zusammensetzt: Der Dekorfolie, der oberen und unteren Schaltfolie und einer Distanzfolie.

Die Dekorfolie als oberste Lage der Tastatur besteht aus Polyester oder Polycarbonat und wird, um einen höchstmöglichen Schutz vor Abrieb zu gewährleisten, auf der Rückseite bedruckt. Im Vergleich mit anderen flexiblen Materialien überzeugt dabei gerade Polyester mit einem hohen Lebenszyklus von über 1 Mio. Schaltzyklen, einer sehr hohen Abriebfestigkeit und einer sehr guten Beständigkeit gegen Chemikalien. Für Anwendungen im medizinischen Bereich und Bereichen mit hohen hygienischen Anforderungen kann die Frontfolie mit einer antibakteriellen Beschichtung ausgestattet werden. Dieses antimikrobielle Polyester tötet bzw. hemmt das Bakterienwachstum und bietet einen konstanten Schutz gegen bakterielle Kontamination.

Funktionselemente der Folientastatur sind die untere Schaltungsfolie mit den darauf befindlichen Leiterbahnen, LED’s, Schaltpunkten und der Anschlussfahne sowie die obere Schaltfolie mit den Kontaktflächen. Die Distanzfolie als Isolator trennt die obere und untere Schaltfolie oder fungiert bei einer Ausführung mit Metallschnappscheiben als Fixierfolie.

Folientastatur mit LED Hinterleuchtung
Folientastatur mit LED Hinterleuchtung

 
Beleuchtete Folientastaturen

In Abhängigkeit von den Anforderungen der Anwendung variieren die Optionen für die Hintergrundbeleuchtung. Gerade in den oft abgedunkelten Arbeitsumgebungen im Medizinbereich sind beleuchtete Tastenfelder notwendig, um wichtige Tastenfunktionen problemlos zu finden. LED‘s können sehr einfach in die vorhandene Schaltfolie integriert oder bei Bedarf in eine zusätzliche LED-Schaltfolie eingebracht werden. Man verwendet spezielle Klebstoffe und Abdichtmaterialien, um die Funktion der LED auch in härterer Umgebung mit z.B. starkem Vibrationsaufkommen sicherzustellen. Die Hinterleuchtung einer Folientastatur kann durch den Einsatz von LGF (Light Guide Film) erfolgen. Dabei bleibt die typisch flache Bauform und die Flexibilität erhalten. Bei der LGF Technologie werden LED’s am Rand in eine sehr dünnen (0,1 – 0,2 mm), stark lichtbrechende Folie eingesetzt. Durch die hohe Lichtbrechung sind je nach Größe der Folientastatur nur sehr wenige LED’s für eine homogene Ausleuchtung erforderlich. Die Hinterleuchtung jeder Taste kann in verschiedenen Farben erfolgen.

Im Gegensatz zu einer EL-Hinterleuchtung kommt die LGF – Technologie ohne hochfrequente Wechselspannungsquelle aus. Eine Besonderheit sind Beschriftungen mit Verschwindeeffekt. Hierbei handelt es sich um eine Beschriftung, die im unbeleuchteten Zustand der Tastatur nicht erkennbar und erst bei Beleuchtung sichtbar ist. Damit kann ein eindeutiger ON / OFF Modus signalisiert werden.

Folientastatur mit Verschwinde-Effekt
Folientastatur mit Verschwinde-Effekt

 
Taktile Rückmeldung von Folientastaturen

Ein weiterer Vorteil der Folientastatur ist die taktile Rückmeldung der Tastenfunktion an den Anwender. Schnappscheiben sorgen bei Betätigung für ein spürbar tastendes Gefühl und je nach Ausführung für ein hörbares „Knack“ Geräusch. Durch dieses direkte Feedback können Dateieingabefehler reduziert werden. Die Metallschnappscheiben gibt es in den verschiedensten Größen, Formen und Betätigungskräften und werden bevorzugt für Anwendungen mit einer hohen Anzahl an Betätigungen eingesetzt. Folientastaturen ohne Metallschnappscheiben können auch eine taktile Rückmeldung haben, indem eine Konstruktion mit Prägung verwendet wird. Die Prägung kann sowohl bei der Dekorfolie als auch bei der oberen Schaltfolie erfolgen. Dabei gibt es die Möglichkeit der Tasten-, Dome-, und Randprägung mit denen sehr ergonomische Tastenformen realisierbar sind. Geprägte Tasten haben zusätzlich den Effekt der Fingerführung. Einen besonders edlen Look bekommen Tasten durch eine hochwertige Epoxybeschichtung. Anstatt der Prägung wird ein Epoxymaterial auf die Tasten aufgetragen, wodurch die Taste ein dreidimensionales Erscheinungsbild bekommt.

Folientastaturen-mit-Silikontasten
Folientastaturen mit Silikontasten für ein dreidimensionales Design

 
Dreidimensionales Design mit Silikontasten

Zusätzlich zu den bewährten Varianten aus verschiedenen, übereinandergesetzten Folienschichten, bietet sich die Möglichkeit, die obere Polyesterfolie durch eine Silikonoberfläche zu ersetzen. Diese Silikonabdeckung mit Tasten lässt sich als reine Betätigungsschicht auf das Schaltungspaket einer normalen Folientastatur auflaminieren. Der daraus entstehende Hybrid aus klassischer Folientastatur und Silikonschaltmatte gibt Spielraum die Vorteile der einzelnen Eingabelösungen in einer Tastatur zu vereinen. Mit der Silikonoberfläche kann ein dreidimensionales Design realisiert werden, ein Punkt an dem die Folientastatur naturgemäß stark eingeschränkt ist. Möglich werden damit aufragende Tasten mit freier Formgebung, Führungselemente, wie abgesetzte Ringe um eine Taste, Braillebeschriftungen oder Cursortasten. Gleichzeitig wird die Oberfläche optisch und haptisch aufgewertet.

 

Folientastatur mit EMV Abschirmung
Folientastatur mit EMV Abschirmung

 
EMV Abschirmung von Folientastaturen

Eine zuverlässige und störungsfreie Funktion der Eingabegeräte spielt vor allem in der Medizintechnik eine äußerst wichtige Rolle. Gerade beim Einsatz mehrerer elektrischer Quellen an einem Ort, kann es bei unzureichender Abschirmung gegen elektrische oder elektromagnetische Effekte zu Fehlfunktionen und Störungen der einzelnen Geräte kommen. Die EMV-Abschirmung einer Folientastatur wird z.B. durch eine Aluminium oder Kupfer beschichteten Polyesterfolie realisiert. Dabei wird die Abschirmfolien so in die Tastatur integriert, dass eine vollflächige Schirmung gewährleistet ist. Dieser Abschirmeffekt vermeidet eine Fehlfunktion des Gerätes durch das Eindringen unerwünschter Signale, sowie aber auch eine Störung in der eigenen elektromagnetischen Umgebung. Kurzschlüsse durch eindringende Feuchtigkeit werden durch umlaufende Abdichtungen verhindert. Die Folientastatur kann so eine Schutzklasse bis IP67 erreichen. Auch eine partielle Abschirmung ist möglich.

Folientastatur mit Sichtfenster
Folientastatur mit Sichtfenster

 
Folientastaturen mit Touchscreen-Lösung

Wenn mehr Funktionalität oder ein komplexeres Bedienmenü erwünscht sind, kann eine Kombination von Folientastatur und moderner Touchscreen-Lösungen eingesetzt werden. Ein zusätzliches Tastenfeld neben dem Touch Screen fördert eine benutzerfreundliche Menüführung, indem Eingabebefehle oder voreingestellte Parameter einfach und übersichtlich abgerufen werden können. Für die Ausführung mit Touch Screens werden Sichtfenster in die Folientastatur integriert. Je nach Anforderung können diese glänzend, matt, entspiegelt, kraztfest, UV-beständig und farbig individuell spezifiziert werden. Die Verbindung von Folientastatur und Touch Screen wird durch eine hochtransparente Klebeschicht mit einem Lichtemissionsgrad von >99% realisiert. Durch dieses Verfahren wird die Entstehung Newtonscher Ringe vermieden.

Wie man sieht hat die Folientastatur weiterhin einen festen Platz als Bedienoberfläche einer Mensch-Maschine Schnittstelle. Ihr geringes Gewicht, der flache Aufbau und die lange Lebensdauer machen sie weiterhin zu einer beliebten Wahl für Hersteller medizinischer Geräte. Zudem ist der Kostenaufwand für Folientasturen wesentlich geringer als für die meisten Alternativen und eignet sich durch die geringeren Einmal-Werkzeugkosten auch für Projektvolumen mit kleineren und mittleren Stückzahlen.

 

Folientastaturen von N&H Technology

Die N&H Technology GmbH aus Willich fertig seit Jahren Folientastaturen für alle Branchen.
Dabei kann das Unternehmen auf alle bewährten Ausstattungsmerkmal einer Folientastatur zurückgreifen und seinen Kunden maßgeschneiderte Lösungen für den jeweiligen Anwendungsfall anbieten.

Das Ingenieursteam von N&H Technology begleitet die Kunden bereits in der Konstruktionsphase der benötigten Tastatur. So können alle technischen Anforderungen vorab besprochen und auf deren Realisierbarkeit geprüft werden.

Spezialisiert ist N&H dabei auf Sonderlösungen, wie z.B. sehr kleine Folientastaturen. Im gezeigten Beispiel wurde eine Folientastatur für eine medizinische Anwendung realisiert, die neben einer Schutzklasse von IP65, direkt auf einer Leiterplatte mit Anschlusskabeln als Baugruppe geliefert werden sollte. Trotz der kleinen Bauweise musste auf eine Tastenprägung und Metallschnappscheiben für eine taktile Rückmeldung nicht verzichtet werden.

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