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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Flachbildschirm oder dergleichen
mit einer Hintergrundbeleuchtungseinheit gemäß Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Eine
Hintergrundbeleuchtungseinheit für Flachbildschirme
besteht vereinfacht dargestellt aus einem oder mehreren Leuchtmitteln
sowie einer Lichtverteilereinheit, die das emittierte Licht gleichmäßig auf
die Fläche
des Bildschirms verteilt. Bei Hintergrundbeleuchtungseinheiten nach
der sog. „direct
lit" – Technik
sind mehrere Leuchtmittel horizontal hinter der Lichtverteilereinheit,
die beispielsweise eine Diffusorplatte sein kann, angeordnet. Diese
beleuchten ein vor der Lichtverteilereinheit angebrachtes Display „direkt" im Gegensatz zu
den bei der „edge
lit" – Technik
an den Rändern
der Diffusorplatte angebrachten Leuchtröhren.
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Für Hintergrundbeleuchtungseinheiten
beider oben genannten Varianten kommen u. a. sogenannte EEFL-Röhren (extern
electrode fluorescent lamp) zum Einsatz, da diese, aufgrund ihrer
Bauform, gegenüber
den früher
verwendeten CCFL-Röhren (cold
cathode fluorescent lamp) mehrere Vorteile bieten.
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Eine
Hintergrundbeleuchtungseinheit mit EEFL-Röhren ist beispielsweise aus
der
DE 103 29 333
A1 bekannt.
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EEFL-Röhren besitzen
im Gegensatz zu CCFL-Röhren
außenliegende
metallische Kontaktkappen und können
daher durch einfaches „Einklipsen" in Montageklammern
montiert werden. Ein weiterer Vorteil der EEFL-Röhren ist, dass diese auf Grund
ihrer elektrischen Eigenschaften parallel geschaltet und angesteuert
werden können.
Durch die Parallelschaltung ist nur ein elektroni sches Vorschaltgerät (EVG)
notwendig, um sämtliche
Lampen anzusteuern. CCFL-Röhren
müssen
dagegen einzeln, mit je einem EVG, angesteuert werden.
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Übliche Hintergrundbeleuchtungen
weisen den Nachteil auf, dass sie bei Sonneneinstrahlung eine zu
geringe Lichtleistung abstrahlen, um eine gute Lesbarkeit des Angezeigten
zu gewährleisten. Eine
Ansteuerung der Lichtröhren
mit einem sehr großen
Strom zur Erzielung einer größeren Lichtleistung
ist auf Grund der mit der damit verbundenen erhöhten Wärmedissipation und der damit
verbundenen Beeinträchtigungen
der Anzeigequalität
eines LCD-Displays nicht möglich.
Die Anzeigeprobleme entstehen auf Grund einer Temperaturabhängigkeit der
Ausrichtungseigenschaften, der in LCD-Displays enthaltenen Flüssigkristalle.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen Flachbildschirm mit
einer Hintergrundbeleuchtungseinheit der eingangs genannten Art
mit gesteigerter Lichtleistung zur Verfügung zu stellen.
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Gelöst wird
dieses Problem durch einen Flachbildschirm mit einer Hintergrundbeleuchtungseinheit
gemäß den Merkmalen
des Anspruch 1.
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Vorteilhafte
Ausführungsvarianten
sind durch die Merkmale der Unteransprüche beschrieben.
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Die
Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren in Zusammenhang
mit Ausführungsbeispielen
ausführlich
beschrieben. Es zeigen:
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1:
Explosionszeichnung einer Hintergrundbeleuchtungsein heit nach Stand
der Technik,
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2:
Draufsicht auf eine Hintergrundbeleuchtungseinheit nach Stand der
Technik,
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3:
Explosionszeichnung eines Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Hintergrundbeleuchtungseinheit
mit Kühleinrichtung,
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4:
Seitenansicht der Hintergrundbeleuchtungseinheit aus 3,
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5:
eine Vergrößerung aus 4,
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6:
Draufsicht auf die elektrische Kontaktierung der Leuchtmittel der
Hintergrundbeleuchtungseinheit von 3.
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In
den nachfolgenden Figuren stehen gleiche Bezugszeichen stets für gleiche
Teile, sofern nichts anders angegeben ist.
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1 zeigt
eine Explosionszeichnung einer bekannten Hintergrundbeleuchtungseinheit
für LCD-Bildschirme,
die eine Lichterzeugungseinheit 20 und eine davor angebrachte
Lichtverteilungseinheit 10 aufweist. Die Lichtvereilungseinheit 10 ist
dabei z.B. als Diffusor ausgebildet und besteht z.B. aus Milchglas.
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Die
Lichterzeugungseinheit 20 besteht aus einem Montagerahmen 23 und
einer Rückplatte 22, an
der mehrere Leuchtmittel 1, in Form von EEFL-Röhren angebracht
sind. Die EEFL-Röhren
haben an ihren Enden aussenliegende elektrisch leitende Kontaktkappen 25,
die vorzugsweise vergoldet sind. Zwischen der Rückplatte 22 und den
Leuchtmitteln 1 ist eine zu den Leuchtmitteln 1 hin
reflektierende Schicht 26, z.B. eine Metallfolie angebracht,
die nach hinten abgestrahltes Licht auf die Lichtverteilungseinheit 10 zurücklenkt.
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Zwei
Kontaktbänder 29 sind
elektrisch isoliert auf der Rückplatte 22 parallel
zueinander so angebracht, dass die EEFL-Röhren 1 in
auf den Kontaktbändern 29 angebrachten
u-förmigen
Kontaktklammern 27 an beiden Enden befestigt werden können. Die
EEFL-Röhren
sind in die u-förmigen
Kontaktklammern 27 derart eingeschnappt, dass sie parallel
zueinander und in einer parallelen Ebenen zur Rückplatte 22 liegen.
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An
den Kontaktbändern 29 sind
Hochfrequenz- und Hochspannungskabel 11 angebracht, die den
Kontakt zu einem elektronischen Vorschaltgerät (EVG) 3 herstellen.
Das EVG 3 generiert aus einer normalerweise vorhandenen
Gleichspannung von beispielsweise 12 V eine für EEFL-Röhren erforderliche Zünd- und
Haltespannung von mehreren hundert Volt.
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2 zeigt
eine Draufsicht auf die Lichterzeugungseinheit 20 einer
Hintergrundbeleuchtungseinheit wie sie in 3 zu sehen
ist, wobei jedoch die Lichtverteilungseinheit 10 abgenommen
ist.
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3 zeigt
eine Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Hintergrundbeleuchtungseinheit, aufgebaut
in drei Ebenen: einer Lichterzeugungseinheit 20, einer
davor angebrachten Lichtverteilungseinheit 10 und einer
dahinter angebrachten Kühleinrichtung 30.
Der Aufbau des Montagerahmens 23 sowie der Lichtverteilungseinheit 10 ist
wie in 1 beschrieben und wird deshalb nicht erneut erläutert.
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Die
Lichterzeugungseinheit 20 unterscheidet sich in ihrem Aufbau
von der bekannten, in 1 beschriebenen Variante, dadurch,
dass der Abstand der EEFL-Röhren 1 zueinander
auf z.B. 10 mm oder 20 mm je nach gewünschter Leuchtstärke der
Hintergrundbeleuchtungseinheit verringert ist. Des Weiteren ist
ein Abstand a der EEFL-Röhren 1 zur
Rückplatte 22 wesentlich
geringer als ein Abstand b der EEFL-Röhren 1 zur Lichtverteilungseinheit 10.
Hierdurch werden die EEFL-Röhren
besser gekühlt.
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Zur
Isolierung der Kontaktklammern 27 und der Kontaktstreifen 29 sowie
des Befestigungspunktes der Kabel 11 an den Kontaktstreifen 29 und
um einen besseren Wärmeabtransport
in diesem Bereich zu gewährleisten,
wird eine elektrisch isolierende und wärmeleitfähige Vergussmasse 24 über den
Kontaktstreifen 29 und den Kontaktklammern 27 angebracht, so
dass diese vollständig
bedeckt sind. Ebenso ist das EVG 3 mit der Vergussmasse 24 in
ein wärmeleitendes
Gehäuse
gegossen, so dass sämtliche
Hochspannungskomponenten elektrisch isoliert sind und keine Möglichkeit
besteht, dass Personen mit diesen in Kontakt kommen. Bevorzugterweise
dient als Vergussmasse 24 ein Silikon. Die Kühleinrichtung 30 ist wärmeleitend
mit dem Montagerahmen 23 verbunden und besteht aus einem
wärmeleitenden
Material, z.B. Aluminium. Sie besitzt eine die Wärmeabgabe ermöglichende
Form, etwa die einer Kühlplatte 31, die
eines Kühlkörpers mit
Kühlrippen 33 oder
die eines mäanderförmig gebogenen
Blechs 33. In einer bevorzugten Variante ist die Kühleinrichtung 30 einstückig an
der Montageeinheit 21 oder dem Montagerahmen 23 angeformt.
Eine aktive Kühlung
der Kühleinrichtung 30 beispielsweise
durch einen Lüfter 40, der
z.B. an einer Längsseite
der Kühleinrichtung
und senkrecht zu den parallel verlaufenden Kühlrippen angeordnet ist, ist
ebenfalls realisierbar.
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Durch
den mit der Kühleinrichtung 30 erhöhten Wärmetransport
ist es möglich,
die EEFL-Röhren 1 so
anzusteuern, dass eine Lichtleistung von mehr als z.B. 1000 cd/m2, bevorzugt mehr als 1200 cd/m2 und
besonders bevorzugt von mehr als 1600 cd/m2, erreicht
werden kann, ohne dass thermische Einflüsse zu Beeinträchtigungen
der verwendeten Materialien führen.
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4 zeigt
eine Seitenansicht der in 3 abgebildeten
Hintergrundbeleuchtungseinheit. In der seitlichen Ansicht ist besonders
gut zu erkennen, dass ein Abstand a der Leuchtmittel 1 zur
Rückplatte 22 mit
der reflektierenden Schicht 26 erheblich geringer gewählt ist
als ein Abstand b der Leuchtmittel 1 zur Lichtverteilungseinheit 10.
In einer bevorzugten Bauform beträgt der Abstand a z.B. etwa
0,5–2
mm.
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Im
Bereich über
den Kontaktbändern 29 ist eine
elektrisch isolierende und wärmeleitfähige Vergussmasse 24 angebracht,
so dass sowohl die Kontaktklammern 27 als auch die Kontaktkappen 25 der EEFL-Röhren 1 vollständig von
außen
isoliert sind.
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Auf
der den EEFL-Röhren 1 gegenüberliegenden
Seite der Rückplatte 22 ist
ein mäanderförmig gebogenes
Blech als Kühleinrichtung 30 angebracht.
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5 zeigt
eine Vergrößerung aus 4. Besonders
gut ist der Befestigungsmechanismus mit u-förmigen Kontaktklammern 27 und
die Verbindung dieser durch ein Kontaktband 29 zu erkennen.
Die EEFL-Röhren 1 werden
mit den an ihren Enden angebrachten vergoldeten Kontaktkappen 25 in
die Kontaktklammern 27 eingeschnappt und sind so in diesen
fixiert.
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6 zeigt
eine Draufsicht auf einen vergrößerten Ausschnitt
der Lichterzeugungseinheit 20 einer Hintergrundbeleuchtungseinheit
wie sie in 3 dargestellt ist im Bereich
der Kontaktklammern 27. In dieser Ansicht ist die zueinander
parallele Anordnung der EEFL-Röhren 1 und
das, dazu senkrecht in derselben Ebene liegend, angeordnete Kontaktband 29 deutlich
zu erkennen.
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- 1
- Lampe
- 3
- Elektronisches
Vorschaltgerät
EVG
- 10
- Lichtverteilungseinheit
- 11
- Kabel
für hohe
Spannung und hohe Frequenzen
- 13
- Kabel
für niedrige
Spannung und niedrige Frequenzen (DC)
- 20
- Lichterzeugungseinheit
- 21
- Montageeinheit
- 22
- Rückplatte
- 23
- Montagerahmen
- 24
- Vergussmasse
(wärmeleitfähig)
- 25
- Kontaktkappen
- 26
- reflektierende
Schicht
- 27
- Kontaktklammer
- 29
- Kontaktband
- 30
- Kühleinrichtung
- 31
- Kühlplatte
- 32
- Kühlblech,
mäanderförmig
- 33
- Kühlkörper mit
Kühlrippen
- 40
- Lüfter
- a
- Abstand
Leuchtmittel – Kühlkörper
- b
- Abstand
Leuchtmittel – Lichtverteilungseinheit
- c
- Abstand
Rückplatte – Lichtverteilungseinheit