DE19703427C2 - Flachbildschirm in LCD-Bauweise - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Flachbildschirm mit einem LCD- Modul nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bei Bildschirmarbeitsplätzen werden in Bezug auf die Strah­ lungsarmut der verwendeten Bildschirme zunehmend strengere Anforderungen gestellt. Geräte mit hohem Qualitätsstandard zeichnen sich unter anderem dadurch aus, dass sie die stren­ gen Empfehlungen nach MPRII und TCO'92, '95 erfüllen. Insbe­ sondere sind dabei bestimmte Grenzwerte für das elektrische und magnetische Wechselfeld einzuhalten.

Bei herkömmlichen Bildschirmgeräten mit Katodenstrahlröhren sind die Maßnahmen zur Abschirmung und Kompensation der Stö­ remission bekannt. So ist beispielsweise aus DE 42 03 828 C2 ein Röhren-Bildschirmgerät bekannt, bei dem ausserhalb der Bildröhre nahe dem Bildschirm mindestens eine an eine Kompen­ sationsspannungsquelle angeschlossene Elektrode angeordnet ist und bei dem die Kompensationswechselspannung der Elektro­ de ein elektrisches Kompensationswechselfeld erzeugt, dessen Phase um 180° gegenüber dem Wechselfeld der Bildröhren- Wechselspannung verschoben ist.

Die bei Kathodenstrahlröhren vorgesehenen Maßnahmen zur Ab­ schirmung und Kompensation des elektrischen Wechselfeldes sind in analoger Weise auch bei Flachbildschirmen in LCD- Bauweise bekannt. Im Unterschied zu Kathodenstrahlröhren er­ geben sich jedoch bei handelsüblichen LCD-Flachbildschirmen hinsichtlich der Bereitstellung eines geeigneten Kompensati­ onssignals, technologisch bedingt, gewisse Schwierigkeiten.

So sind beispielsweise aus JP 5-61019 (A) und JP 2-110429 (A) Flachbildschirme bekannt, bei denen das zur Kompensation des elektrischen Wechselfeldes erforderliche Signal auf galvani­ schem Wege von der Gegenelekrode des LCD-Moduls abgegriffen wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, für die Bereitstellung und Aufbereitung eines Signals zur Kompensation der bei einem Flachbildschirm durch ein elektri­ sches Wechselfeld verursachten Störemissionen einen möglichst einfachen Lösungsweg aufzuzeigen, der auch im Falle einer Ge­ räte-Nachrüstung ohne großen Aufwand beschritten werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 den Aufbau eines LCD-Flachbildschirms in schemati­ scher Querschnittdarstellung,

Fig. 2 den prinzipiellen Aufbau eines LCD-Flachbildschirms gemäß der Erfindung in perspektivischer Explosions­ darstellung,

Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 2 in schematischer Darstel­ lung und

Fig. 4, 5 je ein Ausführungsbeispiel für die Sensorelek­ tronik in der Anordnung nach Fig. 3.

Die Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Flachbild­ schirms, dessen LCD-Modul aus der Flüssigkristall- Anzeigeeinheit 1 und der dahinter angeordneten Hintergrund- Beleuchtungsanordnung 2 besteht. Die Flüssigkristall- Anzeigeeinheit 1 besteht aus zwei Glasplatten 3, 4, deren Au­ ssenseiten mit Polarisationsfolien beschichtet sind. Zwischen den beiden Glasplatten 3, 4 ist eine Flüssigkristallschicht 5 eingeschlossen, deren einzelne LCD-Zellen mittels einer zwi­ schen Matrixelektroden 6 und einer gemeinsamene Gegenelektro­ de 7 anliegenden Wechselspannung selektiv ansteuerbar sind. Die Flüssigkristall-Anzeigeeinheit 1 ist vorzugsweise in so­ genannter TFT-Technik aufgebaut. Bei dieser Thin Film Transi­ stor-Technik sind an den Kreuzungspunkten der aktiven Matrix winzige Transistoren in einer speziellen Dünnfilmtechnik an­ gebracht. Die Ansteuerung dieser Matrix erfolgt über ein schwaches elektrisches Wechselfeld, das von den Transistoren in ein stärkeres umgesetzt wird. Als Hintergrund- Beleuchtungsanordnung 2 dient ein Mehrschichtkörper, beste­ hend aus einer Streulinse 8, einer Streuscheibe 9, einem Lichtleiter 10 und einem Reflektor 11.

Die Fig. 2 und 3 zeigen jeweils den prinzipiellen Aufbau eines LCD-Flachschirms mit erfindungsgemäß ausgebildeter Kom­ pensationsanordnung. Teil dieser Kompensationsschaltung ist eine an der Rückseite des LCD-Moduls 12 angeordnete Sensor­ fläche 13 in der Form eines dünnen rechteckigen Metallplätt­ chens. Diese Sensorfläche bildet zusammen mit der gemeinsamen Gegenelektrode 7 des LCD-Moduls einen Kondensator, an dem ein elektrisches Signal abgegriffen werden kann, welches ein Maß für das abgestrahlte elektrische Feld ist. Mit Hilfe einer Sensorelektronik 14 wird nun dieses Signal verstärkt und in­ vertiert. Das invertierte Ausgangssignal der Sensorelektronik 14 wird schließlich einer Kompensationselektrode 15 zuge­ führt, die an der dem Betrachter zugewandten Frontseite des LCD-Moduls angeordnet ist. Bei Verwendung eines Schirmgehäu­ ses 16, das die Rückseite des Flachbildschirms abdeckt, er­ gibt sich nur eine Störemission an der Vorderseite des Bild­ schirms. Da die Abstrahlcharakteristik des Kompensationsfel­ des möglichst gut mit dem Störfeld übereinstimmen soll, wird die geometrische Form der Kompensationsanordnung zweckmäßig so gewählt, dass die maximale Wirkung in Richtung des Be­ trachters zustandekommt. Dies wird durch eine flächenhafte Ausbildung der Kompensationselektrode 15 in Form eines Recht­ eckrahmens ausserhalb der Metallabschirmung des Flachbild­ schirms erzielt. Diese rahmenförmige Kompensationselektrode 15 ist als leitende Schicht bzw. Folie vorzugsweise hinter der Frontblende des Flachbildschirms angebracht, wobei sie beispielsweise an der Innenseite der Frontblende befestigt sein kann.

Die an der Sensorfläche 13 abgreifbare Kapazität liegt in der Größenordnung weniger Picofarad. Dadurch ergibt sich zusammen mit dem Eingangswiderstand der Sensorelektronik 14 ein Hoch­ pass. Um ein noch auswertbares Signal zu erhalten, ist die Schaltung der Sensorelektronik 14 hochohmig aufzubauen, wobei die Grenzfrequenz des Hochpasses durch eine Erhöhung der Ein­ gangskapazität der Sensorelektronik wieder reduziert werden kann. Allerdings wird durch die kapazitive Spannungsteilung auch die Signalamplitude reduziert, was wiederum durch eine lineare Verstärkung kompensiert werden kann. Eine definierte Eingangskapazität ist auch zur Reduzierung des Einflusses von parasitären Kapazitäten der Schaltung - unter anderem der Ka­ pazität von Leiterbahnen und Bausteinanschlüssen - notwendig.

Die Fig. 4 und 5 zeigen zwei Beispiele für in Betracht kommende Schaltungen der Sensorelektronik. Die Schaltung ge­ mäß Fig. 4 zeigt einen Analogverstärker in der Form eines Differenzverstärkers V1, an dessen Negativeingang die aus Sensorfläche und Gegenelektrode gebildete Sensorkapazität Cs anliegt. Diese Kapazität Cs bildet zusammen mit dem an der Eingangsklemme E der Schaltung im Querzweig angeordneten Ein­ gangswiderstand Ri den bereits vorher erwähnten Hochpass. Die unmittelbar am Verstärkereingang im Querzweig liegende Ein­ gangskapazität Ci dient zur Korrektur des Frequenzgangs. Zwi­ schen dem Ausgang A und dem Negativeingang des Verstärkers V1 ist ein Rückkopplungszweig, bestehend aus der Parallelschal­ tung eines hochohmigen Widerstandes R und einer Rückkopp­ lungskapazität C eingeschaltet. Der Positiveingang des Ver­ stärkers V1 ist mit Masse verbunden.

Das in Fig. 5 dargestellte zweite Schaltungsbeispiel für die Sensorelektronik ist nur geeignet, wenn ein Rechtecksignal zur Kompensation ausreichend ist. Ausserdem hängt die Ampli­ tude des Ausgangssignals von der Versorgungsspannung ab, wes­ halb nur eine indirekte Steuerung möglich ist. Der Vorteil dieser Schaltung liegt darin, dass die untere Grenzfrequenz deutlich höher liegen kann als bei linearer Verstärkung. Im Unterschied zur Schaltung nach Fig. 4 ist hier anstelle des Rückkopplungszweiges mit Widerstand R und Kapazität C eine andere Art der Rückkopplung gewählt. In der Schaltung nach Fig. 5 ist nämlich der Ausgang A des Verstärkers V2 über ei­ nen ersten Rückkopplungswiderstand R2 mit dem Positiveingang des Verstärkers V2 verbunden und dieser wiederum über einen weiteren Rückkopplungswiderstand R1 mit Masse.

Claims (5)

1. Flachbildschirm mit einem LCD-Modul, bestehend aus zwei jeweils an der Aussenseite mit Polarisationsfolien beschich­ teten Glasplatten, einer zwischen beiden Glasplatten einge­ schlossenen Flüssigkristallschicht, deren einzelne Zellen mittels einer zwischen einer Elektrodenmatrix und einer ge­ meinsamen Gegenelektrode anliegenden Wechselspannung selektiv ansteuerbar sind, einer Hintergrund-Beleuchtungseinrichtung, die hinter der der Benutzerseite abgewandten Glasplatte ange­ ordnet ist und einer die Randbereiche der dem Benutzer zuge­ wandten Glasplatte des LCD-Moduls abdeckenden Kompensationse­ lektrode, der über einen invertierenden Verstärker eine aus einem am Flachbildschirm auftretenden Wechselfeld abgeleitete gegenphasige Kompensationswechselspannung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass an der Rückwand des LCD-Moduls eine Sensorfläche (13) vorgesehen ist, die als Kapazitätsfläche Teil eines Kondensa­ tors ist und zusammen mit dem Eingangswiderstand des aus­ gangsseitig mit der Kompensationselektrode (15) verbundenen Verstärkers (14) ein Hochpassfilter bildet.

2. Flachbildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationselektrode aus einer leitfähigen Schicht besteht.

3. Flachbildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationselektrode aus einer leitfähigen Folie besteht.

4. Flachbildschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationselektrode als Rahmenelement an der In­ nenseite einer den Flachbildschirm einrahmenden Frontblende angeordnet ist.

5. Flachbildschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der invertierende Verstärker als Differenzverstärker ausgebildet ist, dessen am Negativeingang zugeführtes Ein­ gangssignal aus der zwischen Sensorfläche und Gegenelektrode der LCD-Ansteuerung auftretenden Kapazität abgeleitet ist.