DE102009003125A1

DE102009003125A1 - Flachbildschirm und damit ausgestattetes Haushaltsgerät

Info

Publication number: DE102009003125A1
Application number: DE102009003125A
Authority: DE
Inventors: Hans-Klaus Nussbächer; Eberhard Weidner
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2010-11-18
Also published as: CN102422203A; US20120038838A1; EP2430494A1; WO2010130560A1

Abstract

Ein Flachbildschirm umfasst ein LCD-Matrixanzeigeelement (1-7) mit einer zwischen einer vorderen, betrachterseitigen Scheibe (1) und einer hinteren Scheibe (2) eingeschlossenen Flüssigkristallschicht (6). Zwei sich in Betrachtungsrichtung beabstandet gegenüberliegende, untereinander leitend verbundene metallische Oberflächen (12; 23; 25; 32) sind dem LCD-Matrixanzeigeelement (1-7) in Betrachtungsrichtung vorgelagert und weisen überlappende Öffnungen auf, durch die das LCD-Matrixanzeigeelement (1-7) sichtbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flachbildschirm, der insbesondere aber nicht nur in einem Haushaltsgerät verwendbar ist. Ein solcher Bildschirm kann eingesetzt werden, um einem Benutzer Betriebsinformationen des Haushaltsgeräts anzuzeigen, aber auch, um Bilder anzuzeigen, die mit dem Betrieb des Haushaltsgeräts nicht oder zumindest nicht notwendigerweise in Zusammenhang stehen, wie etwa Fernsehprogramme oder Internetseiten.
Flachbildschirme mit einem LCD-Matrix-Anzeigeelement sind in vielen Ausgestaltungen bekannt. Herkömmlicherweise umfassen sie ein Bildfeld mit zwei transparenten Scheiben, zwischen denen eine Flüssigkristallschicht eingeschlossen ist. An den Scheiben sind polarisierende und eventuell farbfilternde Schichten ausgebildet. Außerdem weist eine der Scheiben eine Matrix von einzeln mit Spannung beaufschlagbaren, transparenten Elektroden auf, der an der anderen Scheibe eine ebenfalls transparente Massebeschichtung gegenüberliegt. Die Scheiben sind an Ihren Rändern von einem meist metallischen Rahmen eingefasst, der die Scheiben zusammenhält und ihre Ränder vor Beschädigung durch Stöße aus seitlicher Richtung schützt.
Beim Durchgang durch die Flüssigkristallschicht erfährt Licht eine Polarisationsdrehung, deren Ausmaß von einer elektrischen Potentialdifferenz entlang des Weges und damit vom elektrischen Potential einer Elektrode ab, die das Licht auf seinem Weg durchquert. Zur Steuerung der Potentiale einer Vielzahl von Elektroden werden hochfrequente elektrische Signale benötigt, die sich auf langen Leiterbahnen quer über das Anzeigeelement ausbreiten und dabei in erheblichem Maß elektromagnetische Strahlung abgeben. Viele auf dem Markt verfügbare Anzeigeelemente emittieren elektromagnetische Strahlung in einem mit aktuellen gesetzlichen Vorschriften nicht mehr vereinbarem Umfang. Wenn solche Anzeigeelemente in einem Flachbildschirm eingebaut werden, müssen geeignete Maßnahmen getroffen werden, um die Strahlungsintensität in der Umgebung des Bildschirms zu dämpfen.
Eine bekannte Maßnahme zur Emissionsdämpfung ist die Verwendung einer Deckscheibe, die zwischen dem Matrix-Anzeigeelement und einem Betrachter platziert wird und mit einer transparenten, elektrisch leitenden Beschichtung versehen ist. Indem die leitende Beschichtung an einem metallischen Rahmen des Matrix-Anzeigeelements „geerdet” wird, kann die Strahlungsemission in Richtung eines Betrachters reduziert werden. Dies gelingt jedoch nicht bei jedem Modell von Matrix-Anzeigeelement in ausreichendem Maße, um den gesetzlichen Anforderungen zu entsprechen.
Aufgabe der Erfindung ist daher, weitere mit geringerem Aufwand realisierbare Maßnahmen zur Strahlungsdämpfung an einem Flachbildschirm anzugeben.
Die Aufgabe wird gelöst, indem bei einem Flachbildschirm mit einem LCD-Matrixanzeigeelement, das eine zwischen einer vorderen, betrachterseitigen Scheibe und einer hinteren Scheibe eingeschlossene Flüssigkristallschicht umfasst, zwei sich in Betrachtungsrichtung beabstandet gegenüberliegende, untereinander leitend verbundene metallische Oberflächen dem LCD-Matrixanzeigeelement in Betrachtungsrichtung vorgelagert sind und überlappende Öffnungen aufweisen, durch die das LCD-Matrixanzeigeelement sichtbar ist. Die einander gegenüberliegenden Oberflächen bilden gewissermaßen zwei Kondensatorplatten, die durch elektromagnetische Emission des Anzeigeelements breitbandig zur Resonanz angeregt werden und, indem sie untereinander leitfähig verbunden sind, die aufgenommene Energie der elektromagnetischen Emission dissipieren und nicht zum Betrachter gelangen lassen.
Die Breite der sich streifenartig um die überlappenden Öffnungen erstreckenden leitfähigen Oberflächen sollte, um eine wirksame Abschirmung zu schaffen zu sein, vorzugsweise wenigstens 2 mm, besser 3 mm oder mehr betragen.
Um eine örtlich gleichmäßig verteilte Dämpfungswirkung zu erzielen, ist die leitfähige Verbindung zweckmäßigerweise entlang der Ränder der Oberflächen verteilt.
Die die zwei metallischen Oberflächen an können zwei Seiten einer dem LCD-Matrixanzeigeelement vorgelagerten Deckscheibe angeordnet sein. So kann eine parallele Ausrichtung der Oberflächen auf einfache Weise sichergestellt werden.
Eine dauerhafte Befestigung der metallischen Oberflächen an der Deckscheibe ist nicht erforderlich; ein einfacher Zusammenbau ist insbesondere möglich, indem wenigstens eine der metallischen Oberflächen durch eine Klammer gegen die Deckscheibe gedrückt gehalten ist.
Eine zusätzliche Verbesserung der Abschirmung ergibt sich, wenn die Deckscheibe mit einer transparenten elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen ist.
Indem die leitende Beschichtung „geerdet” wird, kann die Strahlungsemission in Richtung eines Betrachters reduziert werden. Um einen guten Kontakt zu einem Erdpotential außerhalb der Deckscheibe herzustellen, ist ein auf die leitfähige Beschichtung aufgebrachter metallischer Kontaktstreifen nützlich.
Wenn in an sich bekannter Weise die vordere Scheibe, die hintere Scheibe und die Flüssigkristallschicht des Anzeigeelements in einem metallischen Rahmen eingefasst sind, kann dieser Rahmen zweckmäßigerweise eine der oben erwähnten metallischen Oberflächen darstellen.
Ein metallisches Band, das die Ränder der Deckscheibe umgibt, ist gur geeignet, um den verteilten elektrischen Kontakt zwischen den sich gegenüberliegenden metallischen Oberflächen herzustellen.
Zweckmäßigerweise kann dann auch wenigstens eine der metallischen Oberflächen durch einen auf eine Hauptoberfläche der Deckscheibe umgeklappten Schenkel des metallischen Bandes gebildet sein.
Das metallische Band ist auch brauchbar, um den Kontaktstreifen zu berühren und so eine elektrische Verbindung zu der leitfähigen Schicht herzustellen.
Um einen guten mechanischen Schutz des Matrix-Anzeigeelements durch eine feste Deckscheibe bei minimaler Bautiefe des Flachbildschirms zu erreichen, ist es zweckmäßig, wenn eine Kernzone der Deckscheibe stärker ist als eine Randzone, die mit für die Abschirmung relevanten Komponenten der Umfassung wie etwa Rahmen, Kontaktstreifen oder Schenkeln des Metallbandes überlappt.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Haushaltsgerät, insbesondere ein Kältegerät, mit einem Flachbildschirm der oben beschriebenen Art. Ein solcher Flachbildschirm kann insbesondere in der Tür des Haushaltsgeräts angebracht sein, wobei vorzugsweise eine Außenfläche der Tür komplett durch eine Glasplatte gebildet ist, hinter der sich der Flachbildschirm befindet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren.
Es zeigen:
1 bis 8 jeweils einen Teilschnitt durch einen Flachbildschirm gemäß verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung; und
9 eine schematische perspektivische Ansicht eines Kältegeräts mit einem eingebauten Flachbildschirm.
1 zeigt einen Querschnitt durch den Randbereich eines Flachbildschirms gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung. Die Seite, von der aus der Bildschirm betrachtbar ist, ist in der Fig. oben; eine von einer Lichtquelle angestrahlte Streuoberfläche, von der der Bildschirm von hinten bzw. unten her gleichmäßig durchleuchtet wird, ist nicht dargestellt. Zwei Scheiben 1, 2 aus Mineralglas oder einem glasklaren Kunststoffmaterial sind mit den für LCD-Anzeigeelemente üblichen Beschichtungen wie etwa (nicht dargestellten) Polarisationsbeschichtungen, einzeln ansteuerbaren transparenten Pixelelektroden 3 und einer unstrukturierten Masseelektrode 4 versehen. Die von den Pixelelektroden 3 bedeckte Fläche entspricht dem zur Bildanzeige nutzbaren, hier auch als Bildfeld bezeichneten Bereich des Bildschirms. In einem durch Abstandhalter 5 freigehaltenen und seitlich abgedichteten Zwischenraum zwischen den Glasplatten 1 befindet sich eine Flüssigkristalllösung 6. Die rechteckigen Glasplatten 1, 2 sind entlang ihrer Ränder von einem durchgehenden Rahmen 7 eingefasst, der aus U-Profilen zusammengefügt ist.
Weitere U-Profile 31 aus Metall sind an einer dem Betrachter zugewandten Seite mit einander gegenüberliegenden, in Betrachtungsrichtung beabstandeten Schenkeln 32 zu einem Rahmen geformt, durch dessen zentrale Öffnung das Bildfeld sichtbar ist. Sich in Betrachtungsrichtung vom Anzeigeelement aus ausbreitende Strahlung regt elektrische Schwingungen zwischen den sich wie Kondensatorplatten gegenüberliegenden Schenkeln 32 des Rahmens an, durch die der Strahlung Energie entzogen wird.
2 zeigt einen Flachbildschirm mit vereinfachtem Aufbau, bei dem die U-Profile 31 mit dem hier ebenfalls metallischen Rahmen 7 des Anzeigeelements zu einer im Querschnitt E-förmigen metallischen Struktur verschmolzen sind. Zwei Schenkel 32 der Struktur, die vor der äußeren Glasplatte 1 angeordnet sind, übernehmen hier die Funktion der Kondensatorplatten.
Eine bevorzugte Weiterbildung ist in 3 gezeigt. Das Anzeigeelement mit den Platten 1, 2 und dem metallischen Rahmen 7 ist von einem an sich bekannten, marktüblichen Typ. Eine Deckscheibe 18 aus Mineralglas oder einem glasklaren Kunststoff ist durch eine umlaufende Kunststoffeinfassung 9 an einem vorderen, einem Betrachter des Bildschirms zugewandten Schenkel 32 des Rahmens 7 angedrückt gehalten und überdeckt das gesamte Bildfeld. Ein leicht verformbares dünnes Metallband 22 ist in engem Kontakt mit dem hier im Querschnitt C-förmigen Rahmen 7 und der Außenseite 19 der Deckscheibe 18 gehalten, wobei ein an der Deckscheibe 18 anliegender Schenkel 23 des Metallbandes 22 zusammen mit dem Schenkel 32 ein Paar von leitend verbundenen Kondensatorplatten bildet. Das Metallband 22 kann an jedem beliebigen, in einem metallischen Rahmen 7 eingefassten Matrix-Anzeigeelement mit minimalem Aufwand nachgerüstet werden. Der Kontakt des Metallbands 22 zum Rahmen 7 kann durch Klebung mit einem elektrisch leitfähigen Kleber oder durch Lötung, oder wie im hier gezeigten Fall durch einen zwischen der Einfassung 9 und den Rändern des Matrix-Anzeigeelements eingeklemmten, elastisch gestauchten Schaumstoffkörper 30 gewährleistet sein; gegen die Außenfläche 19 ist der Schenkel 23 durch die Einfassung 9 angedrückt.
Eine weitere Verbesserung der Abschirmung wird durch eine transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung aus Indium-Zinn-Oxyd erreicht, die an einer Hauptoberfläche der Deckscheibe 18 aufgebracht ist. Bei der in 4 gezeigten Ausgestaltung befindet sich diese Beschichtung 13 an der dem Rahmen zugewandten Innenfläche der Deckscheibe 18.
Um einen besseren elektrischen Kontakt zwischen der Beschichtung 13 und dem Rahmen 7 zu erreichen, als dies durch einen unmittelbaren Kontakt und den von der Einfassung 9 ausgeübten Druck möglich ist, ist in einer mit dem Rahmen 7 überlappenden Randzone 11 der Deckscheibe 18 ein metallischer Kontaktstreifen 12 auf der Beschichtung 13 aufgebracht, der den Kontakt zum Rahmen 7 vermittelt.
Randzone 11 und Kernzone 10 der Deckscheibe 18 haben eine gemeinsame ebene Außenfläche 19, allerdings ist die Materialstärke der Kernzone 10 größer als die der Randzone 11, und die Innenfläche 15 der Kernzone 10 springt zum Anzeigeelement hin in den Rahmen 7 hinein vor. Die Deckscheibe 18 der 4 ist daher in ihrer Kernzone 10 deutlich steifer als diejenige der 3, so dass sie einen wirksameren Schutz vor Beschädigung durch einen anstoßenden Gegenstand bietet. Die Wandstärken von Kern- und Randzone 10, 11 sind an die Abmessungen des Rahmens 7 angepasst, um einen Luftspalt 20 zwischen der Deckscheibe 18 und der äußeren Glasplatte 1 von typischerweise ca. 100 μm Breite frei zu halten. Ein solcher Abstand ist ausreichend, um das Auftreten von Newtonringen zwischen den sich gegenüberliegenden Oberflächen der äußeren Scheibe 1 und der Deckscheibe 18 zu verhindern, gleichzeitig aber klein genug, damit eine Reflexion des angezeigten Bildes an der Innenfläche 15 für einen Betrachter nicht mit einem störenden Versatz relativ zum auf dem Anzeigeelement angezeigten Bild wahrnehmbar ist.
Bei einer Deckscheibe 18 mit zwischen Rand- und Kernzone abgestufter Stärke und an der Innenfläche 15 aufgebrachter leitfähiger Beschichtung 13, wie in 4 gezeigt, ist es mit hohem Aufwand verbunden, den Kontaktstreifen 12 nur auf einem Teil der Breite der Randzone 11 auszubilden. Da die Kernzone 10 jedoch in der Regel etwas kleiner ist als die im Innern des Rahmens 7 freiliegende Fläche der Glasplatten 1, 2, besteht die Gefahr, dass der Kontaktstreifen 12 das sichtbare Bild einschränkt, wenn die gesamte frei liegende Fläche der Glasplatten 1, 2 als Bildfeld genutzt wird. Wenn der Kontaktstreifen 12 sich deswegen nur über einen Teil der Breite der Randzone 11 erstrecken soll, ist es zweckmäßig, die leitfähige Beschichtung 13 und den Kontaktstreifen 12 wie in 5 gezeigt an der ebenen Außenfläche 19 der Deckscheibe 18 anzubringen.
In der Ausgestaltung der 5 bildet im Wesentlichen der Kontaktstreifen 12 die äußere der beiden Kondensatorplatten, und der außen auf die Deckscheibe 18 geklappte Schenkel 23 des Metallbandes 22 dient zur Herstellung eines guten Kontaktes zwischen dem Kontaktstreifen 12 und dem Rahmen 7 über die Schmalseiten der Deckscheibe 18 hinweg.
Zum Schutz der außen liegenden Beschichtung 13 vor Abrieb kann auf dieser Beschichtung 13 eine weitere, zum Beispiel von Brillengläsern bekannte kratzfeste Beschichtung aufgebracht sein. Die weitere Beschichtung kann entfallen, wenn der komplette Flachbildschirm, wie in 5 dargestellt, seinerseits hinter einer transparenten Scheibe 21 eines Gerätegehäuses eingebaut ist. Diese Scheibe 21 ist zweckmäßigerweise mit einer entspiegelnden Beschichtung versehen, da anderenfalls aufgrund ihres Abstandes von mehreren mm von dem Matrix-Anzeigeelement an ihren Oberflächen auftretende Spiegelungen für einen Betrachter, der aus einer von der Oberflächennormalen abweichenden Richtung auf den Bildschirm blickt, vom eigentlichen Bild getrennt wahrnehmbar sind.
Bei der Ausgestaltung der 6 hat das Metallband 22 nicht nur einen an der Außenseite der Deckscheibe 18 gegen den Kontaktstreifen 12 gedrückten Schenkel 23, sondern, diesem gegenüberliegend, einen zwischen der Einfassung 9 und einer Rückseite des Rahmens geklemmt gehaltenen Schenkel 25.
Einer in 7 gezeigten Abwandlung zufolge kann ein zweiter Schenkel 25 des Metallbandes 22 auch zwischen der Randzone 11 der Deckscheibe 18 und der Vorderseite des Rahmens 7 geklemmt sein. Dies bietet die Möglichkeit, die Stärke der Kernzone 10 unter Beibehaltung der Breite des Luftspalts 20 noch um die Materialstärke des Metallbandes 22 zu vergrößern und dadurch die Deckscheibe 18 zusätzlich zu versteifen.
Denkbar ist auch, den Kontaktstreifen 12, wie in 8 dargestellt, nicht nur an einer der Hauptoberflächen der Deckscheibe 18 anzubringen, sondern zusätzlich noch entlang ihrer Schmalseiten 26. So kann ein großflächiger, niederohmiger elektrischer Kontakt zwischen dem Kontaktstreifen 12 und dem Rahmen 7 wie im Falle der 3 durch ein Metallband 22 hergestellt werden, das keine abgewinkelten Schenkel aufweist, sondern sich lediglich entlang der Außenseite des Rahmens 7 bzw. der Schmalseiten 26 der Deckscheibe 18 erstreckt.
9 zeigt als ein Anwendungsbeispiel des Flachbildschirms ein Kältegerät, bei dem der Flachbildschirm in die Vorderseite der Tür 27 eingebaut ist. Die gesamte Vorderseite der Tür 27 ist von einer Glasplatte 21 eingenommen, die wie die Scheibe 21 in 4 den gesamten Flachbildschirm überdeckt. Die Glasplatte 21 ist auf ihrer Rückseite undurchsichtig bedruckt, mit Ausnahme einer zentralen Aussparung 28, hinter der der Flachbildschirm angebracht ist. Die Ränder dieser Aussparung 28 entsprechen exakt dem für die Bildanzeige genutzten Bereich der Platten 1, 2, so dass der Rahmen 7 und die Randzone 11 der Deckscheibe 18 und zusammen mit diesen auch der Kontaktstreifen 12 und gegebenenfalls das Metallband 22 verborgen sind.

Claims

Flachbildschirm mit einem LCD-Matrixanzeigeelement (1–7), das eine zwischen einer vorderen, betrachterseitigen Scheibe (1) und einer hinteren Scheibe (2) eingeschlossene Flüssigkristallschicht (6) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass zwei sich in Betrachtungsrichtung beabstandet gegenüberliegende, untereinander leitend verbundene metallische Oberflächen (12; 23; 25; 32) dem LCD-Matrixanzeigeelement (1–7) in Betrachtungsrichtung vorgelagert sind und überlappende Öffnungen aufweisen, durch die das LCD-Matrixanzeigeelement (1–7) sichtbar ist.
Flachbildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der sich streifenartig um die überlappenden Öffnungen erstreckenden leitfähigen Oberflächen (12; 23; 25; 32) wenigstens 2 mm, vorzugsweise 3 mm oder mehr, beträgt.
Flachbildschirm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähige Verbindung entlang der Ränder der sich gegenüberliegenden Oberflächen (12; 23; 25; 32) verteilt ist
Flachbildschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei metallischen Oberflächen (12; 23; 25; 32) an zwei Seiten (15, 19) einer dem LCD-Matrixanzeigeelement (1–7) vorgelagerten Deckscheibe (18) angeordnet sind.
Flachbildschirm nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der metallischen Oberflächen (23; 25) durch eine Klammer (9) gegen die Deckscheibe (18) gedrückt gehalten ist.
Flachbildschirm nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckscheibe (18) mit einer transparenten elektrisch leitfähigen Beschichtung (13) versehen ist.
Flachbildschirm nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine der metallischen Oberflächen durch einen auf die leitfähige Beschichtung (13) aufgebrachten metallischen Kontaktstreifen (12) gebildet ist.
Flachbildschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der metallischen Oberflächen durch einen metallischen Rahmen (7) gebildet ist, in den die vordere Scheibe (1), die hintere Scheibe (2) und die Flüssigkristallschicht (6) eingefasst sind.
Flachbildschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein metallisches Band (22), das die Ränder der Deckscheibe (18) umgibt.
Flachbildschirm nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der metallischen Oberflächen durch einen Schenkel (23; 25) des metallischen Bandes (22) gebildet ist.
Flachbildschirm nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Band (22) einen metallischen Rahmen (7) leitend berührt, in den die vordere Scheibe (1), die hintere Scheibe (2) und die Flüssigkristallschicht (6) eingefasst sind.
Flachbildschirm nach einem der Ansprüche 9 bis 11, soweit auf Anspruch 5 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Band (22) den Kontaktstreifen (12) leitend berührt.
Flachbildschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kernzone (10) der Deckscheibe (18) stärker ist als eine Randzone (11) derselben.
Haushaltsgerät, insbesondere Kältegerät, gekennzeichnet durch einen Flachbildschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Haushaltsgerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenfläche einer Tür (27) des Haushaltsgerät durch eine Glasplatte (21) gebildet ist und dass der Flachbildschirm hinter der Glasplatte (21) angebracht ist.