DE4417990A1 - Flüssigkristallanzeige - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeige mit einer vor einem Lampen, insbesondere LEDs aufweisenden Lichtkasten angeordneten Flüssigkristallzelle und einer einen Temperaturfühler aufweisenden, durch einen Heiz­ draht gebildeten, elektrischen Widerstandsheizung.

Insbesondere bei in Fahrzeugen angeordneten Flüssigkri­ stallanzeigen tritt das Problem auf, daß bei tiefen Tem­ peraturen ihre Schaltzeiten unerwünscht groß werden, so daß die Flüssigkristallanzeigen eine zu große Trägheit annehmen. Das gilt insbesondere für Flüssigkristallanzei­ gen des Typs STN (= Super Twisted Nematic).

Um diesem Mißstand abzuhelfen, ist es bekannt, in die Flüssigkri­ stallzelle einer Flüssigkristallanzeige eine durch einen Heizdraht gebildete elektrische Widerstandsheizung zu in­ tegrieren, welche bei zu niedrigen Temperaturen automa­ tisch bestromt wird, so daß die Temperatur der Flüssig­ kristallzelle beispielsweise auf einen Wert von nicht un­ ter 30°C gehalten werden kann. Nachteilig bei solchen be­ heizten Flüssigkristallanzeigen ist es, daß diese spezi­ ell gestaltete Flüssigkristallzellen erfordern, welche teuer in der Herstellung sind und die als Ganzes ausge­ tauscht werden müssen, wenn die Heizung einen Defekt auf­ weist.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Flüssig­ kristallanzeige der eingangs genannten Art so zu gestal­ ten, daß die Anordnung einer elektrischen Beheizung mög­ lichst geringe Kosten bedingt.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Heizdraht im Lichtkasten zwischen den Lampen und der Flüssigkristallzelle angeordnet ist.

Durch diese Gestaltung kann man für die erfindungsgemäße Flüssigkristallanzeige handelsübliche Flüssigkristallzel­ len verwenden. Der Heizdraht erzeugt keine Schatten auf der Flüssigkristallanzeige, da das Licht im Lichtkasten ausreichend diffus ist und sein Querschnitt sehr gering sein kann. Der Lichtverlust durch die Lampen wird sehr gering gehalten.

Besonders kostengünstig ist die Flüssigkristallanzeige zu erzeugen, wenn gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Enden des Heizdrahtes mit einer die Lampen tragenden Leiterplatte verlötet sind.

Die Ausleuchtung der Flüssigkristallanzeige ist besonders gleichmäßig und eine Schattenbildung selbst bei einem Heizdraht mit relativ großem Querschnitt ausgeschlossen, wenn auf der dem Heizdraht zugewandten Seite der Flüssig­ kristallzelle eine Streuscheibe angeordnet ist.

Die Steuerung der Heizung bedingt besonders geringen Auf­ wand, wenn der Temperaturfühler im Lichtkasten auf der die Lampen tragenden Leiterplatte angeordnet ist, da er gleichzeitig für die Displaynachführung genutzt wird.

Eine Zerstörung der Flüssigkristallzelle durch Übertempe­ raturen bei Versagen eines für die Heizung vorgesehenen, elektronischen Bauteils kann mit hoher Sicherheit ausge­ schlossen werden, wenn zusätzlich zum Temperaturfühler ein Übertemperaturbegrenzer vorgesehen ist.

Der Übertemperaturbegrenzer kann sehr unterschiedlich ge­ staltet sein. Es könnte sich bei ihm beispielsweise um einen Bimetallschalter handeln, welcher bei zu hoher Tem­ peratur die Stromzuführung zum Heizdraht unterbricht. Be­ sonders einfach läßt sich eine Übertemperaturbegrenzung erreichen, wenn der Übertemperaturbegrenzer ein in die Stromversorgung des Heizdrahtes geschaltetes PTC-Element ist.

Alternativ ist es auch möglich, daß der Übertemperaturbe­ grenzer einen Komparator hat, welcher mit einem Schalter für die Widerstandsheizung so verbunden ist, daß ein Ein­ schaltbefehl nur abgegeben wird, wenn ein von einem Mi­ kroprozessor gegebener Einschaltbefehl und ein Freiga­ bebefehl eines Übertemperaturbegrenzers vorliegen.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind eine da­ von und eine abgewandelte elektrische Schaltung in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben.

Diese zeigt in

Fig. 1 einen Blick in einen Lichtkasten einer Flüs­ sigkristallanzeige nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Flüssigkristallan­ zeige,

Fig. 3 eine elektrische Schaltung der Widerstands­ heizung der Flüssigkristallanzeige,

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform einer elektri­ schen Schaltung der Widerstandsheizung der Flüssigkristallanzeige.

Die Fig. 1 zeigt einen Lichtkasten 1, dessen Rückwand durch eine als Reflektor ausgebildete Leiterplatte 2 ge­ bildet ist, auf der rasterartig nebeneinander mehrere Lampen 3 in Form von SMD-Leuchtdioden angeordnet sind. Oberhalb der Lampen 3 verläuft ein mäanderförmig geboge­ ner Heizdraht 4, dessen Enden zu Lötstellen 5, 6 auf der Leiterplatte 2 führen. Auf der Leiterplatte 2 ist weiter­ hin ein Temperaturfühler 7 angeordnet, bei dem es sich um ein NTC-Element handeln kann.

Die Fig. 2 zeigt zusätzlich zum Lichtkasten 1 mit der Leiterplatte 2 und den Lampen 3 eine Flüssigkristallzelle 8, welche von ihrer Rückseite her durchleuchtet wird. Zur Vergleichmäßigung der Beleuchtung ist hinter der Flüssig­ kristallzelle 8 vor dem Heizdraht 4 eine Streuscheibe 9 angeordnet. Weiterhin erkennt man in Fig. 2 Anschlüsse 10, 11 für die Heizstromzuführung.

Im Schaltplan gemäß Fig. 3 ist strichpunktiert die Flüs­ sigkristallzelle 8 angedeutet. Der auf ihr angeordnete Temperaturfühler 7 ist mit einer Schaltlogik 12 verbun­ den, welche in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur einen Einschaltbefehl für einen Schalter 13 erzeugt. Um Übertemperaturen auszuschließen, ist in einer vom Schal­ ter 13 zum Heizdraht 4 führenden Leitung 14 ein Übertem­ peraturbegrenzer 15 in Form eines PTC-Elementes vorge­ sehen.

Die Schaltung nach Fig. 4 unterscheidet sich von der nach Fig. 3 im wesentlichen dadurch, daß die Schaltlogik 12 über einen Komparator 16 mit dem Schalter 13 verbunden ist. Dieser Komparator 16 vergleicht den von der Schalt­ logik 12 kommenden Wert mit dem Wert des Übertemperatur­ begrenzers 15 und ermöglicht nur dann ein Schließen des Schalters 13, wenn die Temperaturen im Lichtkasten 1 nicht unzulässig hoch sind.

Claims (7)

1. Flüssigkristallanzeige mit einer vor einem Lampen, insbesondere LEDs aufweisenden Lichtkasten angeordneten Flüssigkristallzelle und einer einen Temperaturfühler aufweisenden, durch einen Heizdraht gebildeten, elektri­ schen Widerstandsheizung, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizdraht (4) im Lichtkasten (1) zwischen den Lampen (3) und der Flüssigkristallzelle (8) angeordnet ist.

2. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Enden des Heizdrahtes (4) mit einer die Lampen (3) tragenden Leiterplatte (2) verlötet sind.

3. Flüssigkristallanzeige nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Heizdraht (4) zu­ gewandten Seite der Flüssigkristallzelle (8) eine Streu­ scheibe (9) angeordnet ist.

4. Flüssigkristallanzeige nach zumindest einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tem­ peraturfühler (7) im Lichtkasten (1) auf der die Lampen (3) tragenden Leiterplatte (2) angeordnet ist.

5. Flüssigkristallanzeige nach zumindest einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätz­ lich zum Temperaturfühler (7) ein Übertemperaturbegrenzer (15) vorgesehen ist.

6. Flüssigkristallanzeige nach zumindest einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Über­ temperaturbegrenzer (15) ein in die Stromversorgung des Heizdrahtes (4) geschaltetes PTC-Element ist.

7. Flüssigkristallanzeige nach zumindest einem der voran­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Über­ temperaturbegrenzer (15) einen Komparator (16) hat, wel­ cher mit einem Schalter (13) für die Widerstandsheizung so verbunden ist, daß ein Einschaltbefehl nur abgegeben wird, wenn ein von einer Schaltlogik (12) gegebener Ein­ schaltbefehl und ein Freigabebefehl des Übertemperatur­ begrenzers (15) vorliegen.