DE10100672A1 - Heated LCD display - Google Patents
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Abstract
Es wird eine beheizbare LCD-Anzeige gezeigt, bei der eine Heizung durch einen ausgedehnten Flächenwiderstand (8) unterhalb des aktiven Bereichs (9) der Anzeige realisiert ist. Zum Aufheizen wird diese Schicht (8) an eine elektrische Spannung gelegt, die allerdings steuerbar sein muss, damit die Flüssigkristallanzeige nicht wegen Überhitzung zerstört wird. Dazu wird ein Temperatursensor (12) oberhalb des Flächenwiderstandes (8) angeordnet, aber neben dem aktiven Bereich (9) der Flüssigkristallanzeige. Der aktive Bereich (9) und der Temperatursensor (12) werden damit in gleicher Weise mit Wärmeenergie versorgt, so dass die Temperatur, die mittels des Temperatursensors (12) ermittelt wird, der des aktiven Bereichs (9) der Flüssigkristallschicht entspricht.A heatable LCD display is shown, in which heating is implemented by means of an extended sheet resistance (8) below the active area (9) of the display. To heat this layer (8) is applied to an electrical voltage, which, however, must be controllable so that the liquid crystal display is not destroyed due to overheating. For this purpose, a temperature sensor (12) is arranged above the surface resistance (8), but next to the active area (9) of the liquid crystal display. The active area (9) and the temperature sensor (12) are thus supplied with thermal energy in the same way, so that the temperature determined by means of the temperature sensor (12) corresponds to that of the active area (9) of the liquid crystal layer.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine beheizbare LCD-Anzeige, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit mindestens zwei übereinander angeordneten Substraten, einem aktiven Bereich zur Informationsdarstellung, wobei auf der einen Seite eines der Substrate ein Flächenwiderstand aufgebracht ist, an den an gegenüberliegenden Rändern über Stromschienen eine steuerba re elektrische Spannung anlegbar ist, und mit einem Temperatursensor zum Ermitteln der Displaytemperatur im aktiven Bereich.The invention relates to a heatable LCD display, in particular in a motor vehicle, with at least two arranged one above the other Substrates, an active area for information display, with on surface resistance is applied to one side of one of the substrates, a controllable at the opposite edges via busbars re electrical voltage can be applied, and with a temperature sensor Determine the display temperature in the active area.
Eine LCD-Anzeige besteht aus zwei Substraten, üblicherweise Glasschei ben, zwischen denen eine elektrisch ansteuerbare Flüssigkristallschicht an geordnet ist. Der Aufbau der Schicht lässt eine segmentweise Ansteuerung der Schicht zu, so dass ein solches Display zum Anzeigen von Symbolen, Ziffern und Buchstaben geeignet ist.An LCD display consists of two substrates, usually glass sheets ben, between which an electrically controllable liquid crystal layer is ordered. The structure of the layer allows segment-wise control to the layer so that such a display for displaying symbols, Numbers and letters is suitable.
Die Flüssigkristallschicht arbeitet aber nur in einem bestimmten Temperatur bereich optimal. Wenn z. B. niedrigere Temperaturen vorliegen, erfolgen die optischen Änderungen der Schicht, die letztlich die Anzeige bewirken, nach Anlegen einer Spannung nur äußerst verzögert. In allen Anwendungsberei chen, bei denen solche nicht optimalen Temperaturen auftreten und trotz dem eine rasch einstellbare, dynamische Anzeige notwendig ist, werden da her Displays eingesetzt, die zumindest die aktive Fläche, d. h. den ansteuer baren Bereich der Flüssigkristallschicht aufheizen. The liquid crystal layer only works at a certain temperature area optimal. If e.g. B. lower temperatures are present optical changes to the layer that ultimately cause the display Applying a voltage only extremely delayed. In all areas of application Chen, at which such non-optimal temperatures occur and despite who need a quickly adjustable, dynamic display are there forth displays used that at least the active area, d. H. the control heatable area of the liquid crystal layer.
Da diese Schicht temperaturempfindlich ist, also bei zu hohen Temperaturen zerstört wird, erfolgt die Aufheizung gesteuert, wozu am Display ein Tempe ratursensor eingebaut ist. Bei den bisher verwendeten beheizbaren Displays war die Heizung lediglich unter dem aktiven Bereich des LCD angeordnet und der Temperatursensor derart entfernt davon, dass die Wärmeleitung zur aktiven Fläche besser war als die zum Sensor. Die an dem Sensor gemes sene Temperatur entsprach daher nicht der Temperatur der Flüssigkristall schicht, so dass für die Regelung der Heizung komplizierte Kompensations methoden notwendig waren, die letztlich zur Folge hatten, dass das LCD nicht im optimalen Temperaturbereich betrieben werden konnte.Since this layer is sensitive to temperature, i.e. if the temperature is too high is destroyed, the heating is controlled, which is why a temperature is shown on the display temperature sensor is installed. With the previously used heated displays the heater was only located under the active area of the LCD and the temperature sensor so distant that the heat conduction to active area was better than that to the sensor. The measured on the sensor Its temperature therefore did not correspond to the temperature of the liquid crystal layer, so that for the regulation of heating complicated compensation methods that ultimately resulted in the LCD could not be operated in the optimal temperature range.
Des Weiteren sind aus einem Flächenwiderstand bestehende Heizungen bekannt, wobei dieser Widerstand als dünne Schicht auf eine der Glasschei ben der LCD-Anzeige aufgebracht wird. Auch hier beschränkte sich die Aus dehnung der Fläche auf den aktiven Bereich der Anzeige, so dass aus den oben genannten Gründen die Anzeigetemperatur nicht optimal eingestellt werden konnte.Furthermore, there are heaters consisting of a sheet resistance known, this resistance as a thin layer on one of the glass panes ben the LCD display is applied. Here, too, the limit was limited stretch the area on the active area of the display so that from the above-mentioned reasons the display temperature is not optimal could be.
Die Erfindung beruht somit auf dem Problem, eine heizbare LCD-Anzeige zu schaffen, bei der eine einfach arbeitende Heizungssteuerung realisiert wer den kann, so dass die Anzeige auch bei einer niedrigen Umgebungstempe ratur rasch auf eine optimale Arbeitstemperatur gebracht werden kann.The invention is therefore based on the problem of a heatable LCD display create, in which a simple heating control is realized can, so that the display even at a low ambient temperature temperature can be quickly brought to an optimal working temperature.
Dazu schlägt die Erfindung vor, dass der Flächenwiderstand seitlich über den aktiven Bereich hinausgeht und der Temperatursensor neben dem akti ven Bereich oberhalb des Flächenwiderstandes und im Kontakt dazu ange ordnet ist.To this end, the invention proposes that the sheet resistance laterally the active area goes out and the temperature sensor next to the acti Ven area above and in contact with the surface resistance is arranged.
Dies hat zur Folge, dass der Temperatursensor in gleicher Weise wie der aktive Bereich der Flüssigkristallschicht aufgeheizt wird und damit die vom Sensor erfasste Temperatur stets der der Flüssigkristallschicht entspricht. Mittels des Temperatursensors ist die Heizung bei einer erfindungsgemäßen LCD-Anzeige zudem nicht nur steuerbar, also z. B. bei Erreichen einer fest gelegten Temperatur abschaltbar, sondern durch die exakte, zeitnahe Tem peraturerfassung auch sinnvoll regelbar. Auf diese Weise können z. B. auch Einflüsse der Umgebungstemperatur mit berücksichtigt werden. As a result, the temperature sensor works in the same way as the active area of the liquid crystal layer is heated and thus that of Sensor detected temperature always corresponds to that of the liquid crystal layer. By means of the temperature sensor, the heating is in an inventive LCD display not only controllable, so z. B. when reaching a fixed temperature can be switched off, but by the exact, timely tem temperature detection can also be sensibly controlled. In this way, e.g. Belly Influences of the ambient temperature are also taken into account.
Am einfachsten lässt sich der Temperatursensor montieren, wenn sich ober halb seiner Anbringstelle ein Freiraum neben einem der Substrate der LCD- Anzeige befindet.The easiest way to mount the temperature sensor is when the top Half of its location, a space next to one of the substrates of the LCD Ad is located.
Um diesen Freiraum zu realisieren, wird vorteilhaft das mit dem Flächenwi derstand versehene Substrat so in den Stapel der zur LCD-Anzeige gehö renden Substrate eingeordnet, dass es seitlich über mindestens ein weiteres Substrat der LCD-Anzeige hervorsteht, so dass der Temperatursensor ober halb des überstehenden Teils des Substrats angebracht werden kann.In order to realize this free space, it is advantageous that with the area wi the substrate provided in the stack belongs to the LCD display arranged substrates that it laterally over at least one other Protrudes substrate of the LCD display, so that the temperature sensor upper can be attached half of the protruding part of the substrate.
Im einfachsten Fall kann der Temperatursensor unmittelbar mit dem Flä chenwiderstand in Kontakt gebracht werden. Auf diese Weise lässt sich die Temperatur sehr genau bestimmen.In the simplest case, the temperature sensor can be connected directly to the surface resistance can be brought into contact. In this way, the Determine temperature very precisely.
Auf der anderen Seite ist dies aufgrund der Bauweise der LCD-Anzeige nicht immer möglich, so dass der Temperatursensor entfernt vom Flächenwider stand angebracht werden muss. Vorteilhaft ist in diesem Fall aber dafür ge sorgt, dass der Temperatursensor über einen durchgehend senkrecht zum Flächenwiderstand verlaufenden Wärmeleitpfad mit dem Flächenwiderstand in Kontakt steht.On the other hand, this is not due to the design of the LCD display always possible so that the temperature sensor is away from the surface stand must be attached. In this case, however, it is advantageous ensures that the temperature sensor is continuously perpendicular to the Surface resistance heat conduction path with the surface resistance is in contact.
Dies ergibt nicht nur eine besonders platzsparende Bauweise, sondern hat in der Regel auch einen Wärmeleitpfad zur Folge, dessen Wärmeleitfähigkeit der des Kontaktes zwischen dem Flächenwiderstand und dem aktiven Be reich der Flüssigkristallschicht entspricht.This not only results in a particularly space-saving design, but has in usually also results in a heat conduction path, its thermal conductivity that of the contact between the sheet resistance and the active loading rich corresponds to the liquid crystal layer.
In der Regel wird dieser Wärmeleitpfad von einem Substrat gebildet. Entwe der ist dies das Substrat, auf dem der Flächenwiderstand aufgebracht ist, wobei der Temperatursensor auf der gegenüberliegenden Seitenfläche des Substrats angeordnet ist, oder es handelt sich um ein oder mehrere weitere Substrate, die auf dem Flächenwiderstand aufliegen.As a rule, this heat conduction path is formed by a substrate. Entwe this is the substrate on which the sheet resistance is applied, the temperature sensor on the opposite side surface of the Is arranged substrate, or it is one or more more Substrates that rest on the sheet resistance.
Wie weiter oben schon erläutert, soll der Temperatursensor vorteilhaft in ei nem Freiraum angebracht werden. Dieser Freiraum kann vorzugsweise auch dazu genutzt werden, einen Treiber für die Flüssigkristallschicht in der LCD- Anzeige anzuordnen. Vorteilhaft wird dieser Treiber über eine flexible Leiter platte mit Strom versorgt. Es wird daher weiterhin vorgeschlagen, vorzugs weise auch den Temperatursensor mit eben dieser Leiterbahn an die Steue rung anzuschließen.As already explained above, the temperature sensor should advantageously be in egg free space. This free space can preferably also can be used to create a driver for the liquid crystal layer in the LCD Arrange ad. This driver is advantageous via a flexible ladder plate powered. It is therefore still proposed to be preferred also assign the temperature sensor to the control with this conductor connection.
Temperatursensoren, die einen NTC-Widerstand enthalten, haben sich für diesen Anwendungsbereich als besonders geeignet erwiesen.Temperature sensors that contain an NTC resistor have chosen this area of application has proven to be particularly suitable.
Als Flächenwiderstand wird bevorzugt eine elektrisch leitende transparente Schicht auf eines der Substrate der LCD-Anzeige aufgebracht. Ein beson ders geeigneter Werkstoff für diese Schicht ist Indium-Zinnoxid.An electrically conductive transparent is preferred as the surface resistance Layer applied to one of the substrates of the LCD display. A special The most suitable material for this layer is indium tin oxide.
Im Folgenden soll die Erfindung dargestellt in einer einzigen Figur anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.In the following, the invention is to be illustrated in a single figure based on of an embodiment will be explained in more detail.
Das Bild zeigt den Randbereich einer DSTN Anzeige (Double Super Twisted Nematic Anzeige). Hierbei handelt es sich im Prinzip um zwei LCDs, die übereinander angeordnet sind, wobei jedes LCD aus zwei als Glasscheiben ausgebildeten Substraten besteht, zwischen denen die hier nicht dargestellte Flüssigkristallschicht angeordnet ist. Das obere LCD wird als aktives LCD 1 bezeichnet und das untere als passives LCD 2, wobei mit dem aktiven LCD 1 die eigentliche Anzeige erfolgt und mit dem passiven LCD 2 eine Farb kompensation (Verminderung bzw. Aufhebung von Farbverfälschungen) er folgt.The picture shows the edge area of a DSTN display (Double Super Twisted Nematic display). In principle, these are two LCDs which are arranged one above the other, each LCD consisting of two substrates designed as glass panes, between which the liquid crystal layer, not shown here, is arranged. The upper LCD is referred to as the active LCD 1 and the lower as a passive LCD 2 , the actual display being carried out with the active LCD 1 and color compensation (reduction or elimination of color distortions) with the passive LCD 2 .
Die DSTN-Anzeige weist somit vier Glasscheiben 3, 4, 5, 6 auf, wobei die beiden oberen Glasscheiben 3, 4 zum aktiven LCD 1 und die beiden unteren Glasscheiben 5, 6 zum passiven LCD 2 gehören. Die beiden LCDs 1, 2 sind mittels eines Klebers 16 miteinander verbunden.The DSTN display thus has four glass panes 3 , 4 , 5 , 6 , the two upper glass panes 3 , 4 belonging to the active LCD 1 and the two lower glass panes 5 , 6 belonging to the passive LCD 2 . The two LCDs 1 , 2 are connected to one another by means of an adhesive 16 .
Auf der Unterseite der oberen Glasscheibe 5 des passiven LCD 2 ist durch gehend eine ITO-Heizschicht 8 aufgebracht. ITO steht für Indium-Zinnoxid. Eine weitere Heizschicht 15 ist auf der Oberseite der unteren Glasscheibe 6 aufgebracht. Für die Funktion der Heizung ist das Vorsehen nur einer der Heizschichten 8, 15 jedoch hinreichend. On the underside of the upper glass pane 5 of the passive LCD 2 , an ITO heating layer 8 is applied continuously. ITO stands for indium tin oxide. Another heating layer 15 is applied to the top of the lower glass pane 6 . However, the provision of only one of the heating layers 8 , 15 is sufficient for the function of the heating.
Jede dieser Schichten 8, 15 wird über zwei Stromschienen, die hier nicht näher dargestellt sind, an gegenüberliegenden Rändern mit Spannung ver sorgt. Der quer über die Schicht fließende Strom erhitzt die Schicht und heizt die Anzeige auf.Each of these layers 8 , 15 is on two busbars, which are not shown here, ver at opposite edges with voltage. The current flowing across the layer heats the layer and heats up the display.
Die aktive Fläche 9 des aktiven LCD 1 wird durch die dargestellte Längs kante 7 der oberen Glasscheibe 3 des aktiven LCD 1 begrenzt. Zumindest der ansteuerbare Bereich der Flüssigkristallschicht befindet sich lediglich zwischen der oberen Glasscheibe 3 und der unteren Glasscheibe 4 des akti ven LCD 1.The active surface 9 of the active LCD 1 is limited by the illustrated longitudinal edge 7 of the upper glass pane 3 of the active LCD 1 . At least the controllable area of the liquid crystal layer is only between the upper glass pane 3 and the lower glass pane 4 of the active LCD 1 .
Die ITO-Heizschichten 8, 15 führen aber über diese Längskante 7 hinaus, so dass von diesen ITO-Heizschichten 8 nicht nur der aktive Bereich 9 erwärmt wird, sondern auch die danebenliegenden Bereiche 10.However, the ITO heating layers 8 , 15 extend beyond this longitudinal edge 7 , so that not only the active area 9 is heated by these ITO heating layers 8 , but also the adjacent areas 10 .
Im vorliegenden Fall ist ein Temperatursensor 12 nicht unmittelbar auf eine der ITO-Heizschichten 8, 15 aufgebracht, sondern im Abstand dazu unter Zwischenschaltung der unteren Glasscheibe 4 des aktiven LCD 1, welche Glasscheibe 4 zu diesem Zweck ebenfalls seitlich über die Längskante 7 hinausgeführt ist.In the present case, a temperature sensor 12 is not applied directly to one of the ITO heating layers 8 , 15 , but at a distance therefrom with the interposition of the lower glass pane 4 of the active LCD 1 , which glass pane 4 is also laterally extended beyond the longitudinal edge 7 for this purpose.
Der Wärmefluss durch die untere Glasscheibe 4 erfolgt damit nicht nur in dem aktiven Bereich des LCD 1, sondern auch im Seitenbereich, wo sich der Temperatursensor 12 befindet.The heat flow through the lower glass pane 4 thus takes place not only in the active area of the LCD 1 , but also in the side area where the temperature sensor 12 is located.
Der Temperatursensor 12 kann als Einzelbauteil ausgebildet sein, aber auch als integrierter Bestandteil des Treibers für die Flüssigkristallschicht. Die Stromversorgung des Treibers sowie die Verbindung des Temperatursen sors 12 mit der Steuerung erfolgt über eine flexible Leiterplatte 13, die seit lich an die Anzeige herangeführt ist und auf der Oberseite der unteren Glas scheibe 1 des aktiven LCD 1 anliegt.The temperature sensor 12 can be designed as an individual component, but also as an integrated component of the driver for the liquid crystal layer. The power supply to the driver and the connection of the Temperatursen sensor 12 to the controller takes place via a flexible printed circuit board 13 , which has been brought up to the display since Lich and rests on the top of the lower glass pane 1 of the active LCD 1 .
Zu einem sicheren Verbinden des Treibers, des Temperatursensors 12 so wie Teile der flexiblen Leiterbahn 13 sind diese Bauteile an dem Display in einer Vergussmasse 14 vergossen. For a secure connection of the driver, the temperature sensor 12 and parts of the flexible conductor track 13 , these components are cast in a casting compound 14 on the display.
Wie schon in der Beschreibungseinleitung erwähnt, muss die ITO- Heizschicht 8 nicht unbedingt auf der Glasscheibe eines LCD angeordnet werden, vielmehr kann, was insbesondere dann der Fall ist, wenn die Anzei ge nur aus einem LCD besteht, eine gesonderte zur Anzeige gehörige Glas scheibe vorgesehen werden, die lediglich dazu dient, die ITO-Heizschicht 8 zu tragen. Der Temperatursensor 12 muss auch keinesfalls auf gleicher Hö he der zu beheizenden Flüssigkristallschicht angeordnet sein. Entscheidend ist vielmehr, dass die Leitfähigkeit des Wärmeleitpfades zwischen der ITO- Heizschicht 8 und dem Temperatursensor 12 in etwa die des Wärmeleitpfa des zwischen der zu beheizenden Flüssigkristallschicht und der ITO- Heizschicht 8 entspricht.As already mentioned in the introduction to the description, the ITO heating layer 8 does not necessarily have to be arranged on the glass pane of an LCD, rather what is particularly the case when the display consists only of an LCD, a separate glass pane belonging to the display can be provided, which only serves to support the ITO heating layer 8 . The temperature sensor 12 does not have to be arranged at the same height of the liquid crystal layer to be heated. Rather, it is crucial that the conductivity of the heat conduction path between the ITO heating layer 8 and the temperature sensor 12 roughly corresponds to that of the heat conduction path between the liquid crystal layer to be heated and the ITO heating layer 8 .
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