DE4343153A1 - Anzeigevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung, insbeson­ dere für explosionsgefährdete Bereiche, mit einem plati­ nenförmigen Anzeigeelement, vorzugsweise in Form einer LCD-Anzeige, dem eine Hintergrundbeleuchtungseinrichtung zugeordnet ist.

Die bekannten Anordnungen dieser Art bestehen aus einem vom Anzeigeelement übergriffenen Rahmen, in dem Leucht­ stoffröhren gehalten sind. Diese besitzen offene Kontakte und können nur mit einer vergleichsweise hohen Spannung gezündet werden. Beim Vorhandensein einer brennbaren bzw. explosiven Atmosphäre besteht daher eine hohe Unfallge­ fahr. Anordnungen dieser sind daher in chemischen Betrie­ ben, Bergbaubetrieben etc. nicht geeignet. Dort sind bisher druckfeste Gehäuse erforderlich, was einen hohen Aufwand verursacht.

Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegen­ den Erfindung, unter Vermeidung der Nachteile der be­ kannten Anordnungen eine Anzeigevorrichtung eingangs er­ wähnter Art zu schaffen, bei der nicht nur eine zumindest annähernd gleichmäßige Ausleuchtung und Lichtverteilung sichergestellt, sondern auch eine hohe Sicherheit gewähr­ leistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hintergrundbeleuchtungseinrichtung eine aus zumindest durchscheinendem Material bestehende Platte aufweist, die ein von randseitig angeordneten, als Niederspannungsele­ mente ausgebildeten Lichtquellen umgebenes Beleuchtungs­ feld enthält und über der ganzen Fläche des Beleuchtungs­ felds eine makrorauhe Oberflächenstruktur aufweist.

Die makrorauhe Oberflächenstruktur ergibt eine häufige Brechung und gute Streuung des von den randseitig ange­ ordneten Lichtquellen abgegebenen Lichts über die ganze Fläche des Beleuchtungsfelds. Es genügen daher in vor­ teilhafter Weise vergleichsweise kleine, randseitig ange­ ordnete Lichtquellen, die vorzugsweise als Leuchtdioden ausgebildet sein können. Elemente dieser Art arbeiten in vorteilhafter Weise mit einer auch im explosiven Bereich zulässigen, niedrigen Spannung und besitzen eine ver­ gleichsweise geringe Leistungsaufnahme, so daß auch die Wärmeentwicklung und Erwärmung in auch im explosiven Be­ reich zulässigen Grenzen bleibt. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ergeben somit eine einfache und kostengünstige, auch für Gefahrenbereiche mit explosiver bzw. brennbarer Atmosphäre geeignete Anzeigevorrichtung mit guter Hinter­ grundausleuchtung.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben. So kann die makrorauhe Oberflächenstruktur zweckmäßig durch gleichmäßig über die Fläche des Beleuchtungsfelds verteilte, vorzugsweise pyramidenartige Erhebungen und hierzu kongruente Eintiefungen gebildet werden. Dies ermöglicht eine einfache Herstellung in Form reihen- und zeilenförmiger Ausnehmungen mit etwa V-förmigem Querschnitt.

Eine weitere zweckmäßige Maßnahme kann darin bestehen, daß die die makrorauhe Oberflächenstruktur bildenden Ele­ mente eine mikrorauhe Oberfläche besitzen. Dies bewerk­ stelligt an der Oberfläche der an sich schon streuenden Erhebungen der makrorauhen Oberflächenstruktur eine weitere Streuung und bewerkstelligt dementsprechend eine besonders gute Lichtverteilung.

Vorteilhaft kann das Beleuchtungsfeld von einer vorzugs­ weise mit Abstand zur makrorauhen Oberflächenstruktur angeordneten Diffusorscheibe übergriffen sein. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Erhebungen der makrorauhen Oberflächenstruktur nicht in Erscheinung treten, womit eine besonders gute Vergleichmäßigung erreicht wird.

Zweckmäßig können die Lichtquellen und das Beleuchtungs­ feld von einer reflektierenden Oberfläche hinterfaßt sein, die eine besonders gute Lichtintensität ergibt.

In weiterer Fortbildung der übergeordneten Maßnahmen kön­ nen die Lichtquellen in randseitige Ausnehmungen der aus zumindest durchscheinendem Material bestehenden Platte eingesetzt sein. Hierbei ergibt sich eine massive, die Hintergrundbeleuchtungseinrichtung bildende Platte, die zur Bewerkstelligung einer besonders hohen Reflexion einfach außerhalb des Beleuchtungsfelds verspiegelt sein kann, was die Anbringung der oben erwähnten, reflektier­ enden Oberfläche besonders vereinfacht.

Vorteilhaft können die den vorzugsweise durch Leuchtdio­ den gebildeten Lichtquellen zugeordneten Ausnehmungen mittels eines das Material der Platte angreifenden, glas­ klaren Klebstoffs ausgegossen sein. Diese ergibt nicht nur einen zuverlässigen Halt der Lichtquellen, sondern bewerkstelligt gleichzeitig auch einen glasklaren Über­ gang zwischen Ausgießmaterial und Plattenmaterial, so daß die Lichtintensität nicht beeinträchtig wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung entnehmbar.

Nachstehend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Anzeige­ vorrichtung in schematischer Darstellung,

Fig. 2 den Randbereich der Anordnung gemäß Fig. 1 in vergrößer­ ter Darstellung und

Fig. 3 eine Draufsicht auf die mit einem Beleuchtungsfeld ver­ sehene Platte.

Die der Fig. 1 zugrundeliegende Anzeigevorrichtung ist besonders an die Bedürfnisse im Bergbau und dergleichen angepaßt. Diese Anordnung besteht aus einem platinenför­ migem LCD-Anzeigeelement 1, das auf eine zugeordnete Hin­ tergrundbelichtungseinrichtung 2 aufgesetzt und durch diese von hinten beleuchtbar ist. Der Aufbau und die Wir­ kungsweise eines LCD-Anzeigeelements sind an sich bekannt und bedürfen daher im vorliegenden Zusammenhang keiner näheren Erläuterung mehr.

Die Hintergrundbeleuchtungseinrichtung 2 besteht aus einer massiven, aus zumindest durchscheinendem oder durchsichtigem Material, hier Plexiglas, bestehenden Platte 3, in deren umlaufenden Randbereich von radial außen gleichmäßig über die Randkantenlänge verteilte Leuchtdioden 4 eingesetzt sind. Hierzu ist die Platte 3 mit randseitig angeordneten, nach radial außen offenen, gleichmäßig über die Randkantenlänge verteilten, bezüg­ lich der Plattendicke etwa mittig angeordneten Sackboh­ rungen 5 versehen, in die jeweils eine Leuchtdiode 4 als Lichtquelle eingesetzt ist. Die Leuchtdioden 4 sind in das jeweils zugeordnete Sackloch 5 eingeklebt. Hierzu wird einfach der Hohlraum zwischen Leuchtdiode 4 und Bohrungswandung mit Klebstoff ausgegossen. Der hierzu verwendete Klebstoff soll glasklar sein und die benach­ barte Plexiglasschicht so anlösen, daß ein praktisch trennschichtloser, glasklarer Übergang erreicht wird. In der Praxis eignet sich hierfür sogenannter Sekunden­ kleber. Die Leuchtdioden 4 sind dementsprechend in glas­ klares, mit dem Plattenmaterial verbundenes Ausgießma­ terial eingegossen.

Die vom umlaufenden Rand her in die Platte 3 eingesetzten Leuchtdioden 4 umgeben, wie am besten aus Fig. 3 erkenn­ bar ist, ein auf der Platte 3 ausgebildetes Beleuchtungs­ feld 6, dessen Größe und Lage an das Anzeigefeld des LCD- Elements 1 angepaßt sind. Zur Bildung des Belichtungs­ felds 6 ist die Platte 3 mit einer makrorauhen, bei­ spielsweise genoppten etc. Oberflächenstruktur 7 ver­ sehen, die durch gleichmäßig über die Fläche des Beleuch­ tungsfelds 6 verteilte, nach außen sich verjüngende, beispielsweise noppenförmige oder ähnlich ausgebildete Erhebungen 8 und hierzu kongruente Eintiefungen 9 gebil­ det wird. Zur Herstellung dieser Oberflächenstruktur 7 können einfach reihen- und zeilenförmig verlaufende, also einander kreuzende, im Querschnitt etwa V-förmige Ausneh­ mungen 10 eingeschnitten werden, wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist. Hierbei bleiben praktisch pyramiden­ artige Erhöhungen 8 stehen, zwischen denen sich kongru­ ente Eintiefungen 9 befinden.

Die Spitzen der Erhöhungen 8 und Eintiefungen 9 sind, wie Fig. 2 weiter erkennen läßt, abgerundet, was einfach durch Verwendung eines entsprechend profilierten Fräsers, mittels dessen die genannten Ausnehmungen 10 eingeschnit­ ten werden, erreicht werden kann. Diese Abrundung ver­ bessert die Lichtverteilung und -streuung. Eine weitere, diese Eigenschaften unterstützende Maßnahme besteht darin, daß im Bereich der Elemente der makrorauhen Ober­ flächenstruktur 7 eine mikrorauhe Oberfläche, also eine gewisse Oberflächenrauhigkeit vorgesehen ist, wie in Figur bei 11 angedeutet ist. Diese Oberflächenrauhigkeit entspricht praktisch der Bearbeitungsrauhigkeit, die sich beim Einschneiden der Ausnehmungen 10 von selbst ergibt.

Zur Bewerkstelligung einer weiteren Vergleichmäßigung des von den einzelnen Erhebungen 8 der Oberflächenstruktur 7 gestreuten Lichts ist das Beleuchtungsfeld 7, wie die Fig. 1 und 2 erkennen lassen, von einer Diffusor­ scheibe 12 übergriffen. Diese ist mit leichtem Abstand von den Spitzen der Erhebungen 8 angeordnet, was durch randseitig eingelegte Distanzstreifen etc. erreicht werden kann. Die Diffusorscheibe 12, die sich somit zwi­ schen Anzeigeelement 1 und Platte 3 befindet, kann ein­ fach durch eine Milchglasscheibe etc. gebildet werden. Die Diffusorscheibe 12 stellt sicher, daß die Kuppen der Erhebungen 8 nicht einzeln in Erscheinung treten.

Zur Erhöhung der Lichtausbeute ist die Platte 3 außerhalb des Beleuchtungsfelds 6 nach innen verspiegelt. Hierdurch wird dementsprechend eine die Lichtquellen umgebende und das Beleuchtungsfeld 6 hinterfassende, reflektierende Oberfläche geschaffen. Zur Erzielung dieser reflektieren­ den Oberfläche kann die Platte 3 einfach in eine reflek­ tierende Folie 13 eingeschlagen sein, die nur im Bereich des Beleuchtungsfelds 6 ausgeschnitten ist und von den den Dioden 4 zugeordneten, hier nicht näher dargestellten Anschlüssen durchgriffen wird, wie die Fig. 1 und 2 anschaulich zeigen.

Die durch die Leuchtdioden 4 gebildeten Lichtquellen be­ nötigen nur eine geringe Spannung und entwickeln nur ver­ gleichsweise geringe Wärme, so daß ein Einsatz der vor­ liegenden Anzeigevorrichtung auch in explosionsgefährde­ ten Bereichen möglich ist. Aufgrund der im Bereich des Beleuchtungsfelds 6 vorgesehenen, makrorauhen Oberflä­ chenstruktur 7 ergibt sich eine gute Lichtstreuung und -verteilung, die durch die weiteren Maßnahmen wie mikro­ rauhe Oberfläche und Diffusorscheibe etc. noch verbessert wird.

Claims (15)

1. Anzeigevorrichtung, insbesondere für explosionsge­ fährdete Bereiche, mit einem platinenförmigen An­ zeigeelement (1), vorzugsweise in Form einer LCD- Anzeige, dem eine Hintergrundbeleuchtungseinrichtung (2) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hintergrundbeleuchtungseinrichtung (2) eine aus zu­ mindest durchscheinendem Material bestehende Platte (3) aufweist, die ein von randseitig angeordneten, als Niederspannungselemente ausgebildeten Lichtquel­ len (4) umgebenes Beleuchtungsfeld (6) enthält und über der ganzen Fläche des Beleuchtungsfelds (6) eine makrorauhe Oberflächenstruktur (7) aufweist.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die makrorauhe Oberflächenstruktur (7) durch gleichmäßig über die Fläche des Beleuch­ tungsfelds (6) verteilte Erhebungen (8) und hierzu kongruente Eintiefungen (9) gebildet wird.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Erhebungen (8) und Eintiefungen (9) pyramidenartig ausgebildet sind.

4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (8) und Eintie­ fungen (9) im Bereich ihrer Spitzen abgerundet sind.

5. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintiefungen (9) durch reihen- und zeilenförmig angeordnete Ausnehmungen (10) mit etwa V-förmigem Querschnitt gebildet werden.

6. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die die makro­ rauhe Oberflächenstruktur (7) bildenden Elemente eine mikrorauhe Oberfläche (11) besitzen.

7. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Beleuch­ tungsfeld (6) von einer vorzugsweise mit Abstand zur makrorauhen Oberflächenstruktur (7) angeordneten Diffusorscheibe (12) übergriffen ist.

8. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquel­ len (4) und das Beleuchtungsfeld (6) von einer re­ flektierenden Oberfläche (13) zumindest hinterfaßt sind.

9. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquel­ len (4) in randseitige Ausnehmungen (5) der aus zu­ mindest durchscheinendem Material bestehenden Platte (3) eingesetzt sind.

10. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (3) außerhalb des Beleuchtungsfelds (6) nach innen verspiegelt ist.

11. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (3) aus Plexiglas besteht.

12. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquel­ len als Leuchtdioden (4) ausgebildet sind.

13. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die den Licht­ quellen (4) zugeordneten Ausnehmungen (5) jeweils eine glasklare Oberfläche aufweisen.

14. Anzeigevorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen (4) in die zugeordneten Ausnehmungen (5) eingeklebt sind.

15. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die den Lichtquellen (4) zugeordneten Ausnehmungen (5) mittels eines das Material der Platte (3) angreifenden, glasklaren Klebstoffs aus­ gegossen sind.