Elektro-optische Flachanzeigeeinrichtung, insbesondere LCD-Anzeigetafel

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf eine elektro-optische Flachanzeigeeinrichtung, insbesondere LCD-Anzeigetafel, aus einem flachen Gehäuse (1), mit mindestens einer die Vorderseite (8) des Gehäuses (1) bildenden Reihe von LCD-Anzeigeelementen (10) und mit einer im Innern des Gehäuses (1) angeordneten, der Reihe von LCD-Anzeige­elementen (10) zugeordneten Beleuchtungseinrichtung.
Zur Verminderung der Wärmebelastung der LCD-Anzeige­elemente (10) und zur Vereinfachung des Aufbaus des Gehäuses (1) ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Beleuchtungseinrichtung aus einer im Innern des Gehäuses (1) angeordneten Lichtleitröhre (12,17) und aus einer an einer Lichteintrittsöffnung der Lichtleitröhre (12,17) angeordneten Lichtquelle (18) gebildet ist, daß die Lichtleitröhre (12,17) aus lichtdurchlässigem Material besteht und von einem Reflektormaterial (14) umgeben ist und daß das Reflektormaterial (14) den einzelnen Anzeigeelementen (10) zugeordnete Ausschnitte (15) als Licht­austrittsöffnungen aufweist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine elektro-optische Flach­anzeigeeinrichtung, insbesondere LCD-Anzeigetafel gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

[0002] Eine als LCD-Anzeigetafel ausgebildete elektro-optische Flachanzeigeeinrichtung der gattungsgemäßen Art ist aus der EP 0.146.285 vorbekannt. Bei dieser sind in fünf horizon­talen Reihen jeweils mehrere Anzeigeelemente nebeneinander angeordnet, die jeweils aus einer 5x3-Matrix gebildet sind. Die fünf Reihen von LCD-Anzeigeelementen bilden die Vorder­seite des Gehäuses. Im Gehäuse sind zwei, sich in Längs­richtung der Reihen von LCD-Anzeigeelementen erstreckende Leuchtstofflampen als Beleuchtungseinrichtung installiert.

[0003] Nachteilig hierbei ist eine große Wärmeentwicklung der Leuchtstofflampen innerhalb des flachen Gehäuses, so daß zur Wärmeableitung regelmäßig Ventilatoren am Gehäuse angebracht werden müssen. Nachteilig ist ferner, daß die Leuchtstofflampen nach einer bestimmten Brenndauer ausge­wechselt werden müssen. Hierzu sind die einzelnen Reihen von LCD-Anzeigeelementen klappbar auf der Vorderseite des Gehäuses angeordnet, so daß die auf der Gehäuserückseite mit einem Reflektor versehenen Leuchtstofflampen von der Vorderseite des Gehäuses her ausgewechselt werden können.

[0004] Nachteilig ist ferner, daß die LCD-Anzeigeelemente ständig durch UV- und Wärme-Strahlung belastet werden. Dies führt zur Zersetzung und Zerstörung der Farbstoffe innerhalb der LCD-Anzeigeelemente, so daß diese nach längerer Benutzungs­zeit ausgewechselt werden müssen. Ferner besteht ein Nach­teil darin, daß den Leuchtstofflampen elektrische Installa­tionseinrichtungen innerhalb des Gehäuses oder auf dessen Rückseite zugeordnet sein müssen, welche ebenfalls Wärme erzeugen und schwer von Gewicht sind. Schließlich liegt ein weiterer Nachteil darin, daß durch die Notwendigkeit der klappbaren Anordnung der LCD-Anzeigeelemente durch eine Vielzahl von Gehäuseöffnungen Staub in den Gehäuseinnenraum eindringen kann, welcher sich auf den Leuchtstofflampen einerseits und auf den Innenseiten des LCD-Anzeigeelemente andererseits ablagert und zur vorzeitigen Lichtabschwächung führt.

[0005] Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine elektro-optische Flachanzeigeeinrichtung, insbesondere eine LCD-Anzeigetafel, der gattungsgemäßen Art dahingehend zu verbessern, daß die Beleuchtungseinrichtung erheblich ver­einfacht wird, um so eine kompaktere Flachanzeigeeinrich­tung zu erzielen, deren Anzeigeelemente weder durch UV- und Wärme-Strahlung noch durch Staubanfall beansprucht werden, und die besonders wartungsfreundlich ist.

[0006] Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnen­den Merkmalen des Anspruches 1. Erfindungsgemäß erfolgt die rückwärtige Beleuchtung der Anzeigeelemente, insbesondere LCD-Anzeigeelemente, mittels einer der Reihe von Anzeige­elementen zugeordneten, im Inneren des Gehäuses angeord­neten Lichtleitröhre, deren Lichtquelle an einem Ende der Lichtleitröhre, insbesondere außerhalb des Gehäuses, ange­ordnet ist. Die Lichtleitröhre besteht aus lichtdurchlässi­gem Material und ist von einem Reflektor umgeben, so daß die gesamte, von der Lichtquelle ausgehende Lichtstrahlung innerhalb der Lichtleitröhre ständig reflektiert wird und nur durch die Ausschnitte des Reflektors unmittelbar im Bereich der einzelnen Anzeigeelemente austreten kann. Hier­durch wird einerseits eine vollständige Ausnutzung der Lichtstrahlung der Lichtquelle ermöglicht. Andererseits erfolgt keine UV- und Wärme-Strahlungsbelastung der Anzei­geelemente, insbesondere LCD-Anzeigeelemente, ferner ist ein Auswechseln von innerhalb des Gehäuses im Bereich der Anzeigeelemente angeordneten Bauteilen der Beleuchtungsein­richtung nicht mehr erforderlich, so daß die einzelnen An­zeigeelemente fest an der Vorderseite des Gehäuses montiert werden können. Das Gehäuse kann somit staubdicht gekapselt werden. Ferner entfällt jegliche Elektroinstallation inner­halb des Gehäuses. Auch ist eine Lüftungseinrichtung des Gehäuses nicht mehr erforderlich.

[0007] In weiterer Ausbildung der Erfindung ist die Lichtquelle am außerhalb des Gehäuses gelegenen Ende der Lichtleitröhre angeordnet, und es sind der Lichtquelle Farb- und Wärme­filter vorgesetzt. Diese Anordnung erhöht einerseits die Wartungsfreundlichkeit der Flachanzeigeeinrichtung und ver­mindert andererseits die Wärmebelastung der Anzeigeelemente im Gehäuse.

[0008] Schließlich können bei Anordnung mehrerer Reihen von Anzei­geelementen übereinander, denen jeweils eine Lichtleitröhre zugeordnet ist, in den dazwischen gebildeten Gehäuse-­Freiräumen die elektronischen Bauelemente für die Steuerung der LCD-Anzeigeelemente angeordnet werden.

[0009] Lichtleitröhren sind an sich z.B. aus der DE 34 30 191 be­kannt. Diese dienen jedoch ausschließlich als Leuchtkörper für die Raumbeleuchtung, wohingegen erfindungsgemäß die Verwendung derartiger Lichtleitröhren bei elektro-optischen Flachanzeigeeinrichtungen, insbesondere LCD-Anzeigetafeln, beansprucht wird.

[0010] Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnun­gen dargestellten Ausführungsbeispieles einer als LCD-­Anzeigetafel ausgebildeten elektro-optischen Flachanzeige­einrichtung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der LCD-Anzeige­tafel und

Fig. 2 eine perspektivische Schnittdarstellung der LCD-­Anzeigetafel.

[0011] Die LCD-Anzeigetafel besteht aus einem flachen Gehäuse 1 mit Rückwand 2, Deckwand 3, Bodenwand 4, Seitenwänden 5 und mit Zwischenwänden 6, die sich zwischen den Seitenwänden 5 parallel zu Deckwand 3 und Bodenwand 4 erstrecken und die einzelne Kammern 7 bilden. Die Vorderseite 8 des Gehäuses wird im wesentlichen durch Reihen 9 von LCD-Anzeigeelemen­ten 10 gebildet, die im Ausführungsbeispiel als bekannte 7-Segmente-Anzeigeelemente ausgebildet sind. Anstelle der 7-Segmente-Anzeigeelemente können auch 3x5-Matrixelemente oder dergleichen verwendet werden. Der Aufbau derartiger LCD-Anzeigeelemente ist in der EP 0.146.285 näher beschrie­ben. Die LCD-Anzeigeelemente 10 sind von sich auf der Vorderseite 8 längs erstreckenden Profilen 11 aufgenommen, die an der Deckwand 3 und der Bodenwand 4 sowie an den Zwischenwänden 6 befestigt sind. Die den einzelnen LCD-­Anzeigeelementen 10 zugeordneten Elektronikbauteile 23 sind an den Zwischenwänden 6 montiert. Auf der Innenseite sind den LCD-Anzeigeelementen 10 Streuscheiben 24 zugeordnet. Das gesamte Gehäuse 1 ist staubdicht verkapselt.

[0012] Innerhalb der einzelnen Kammern 7 des Gehäuses 1 sind Lichtleitröhren 12 angeordnet, die im Ausführungsbeispiel U-förmig ausgebildet sind, wobei die offene Seite der U-Form durch eine streifenförmige Wand 13 gebildet ist.

[0013] Die Lichtleitröhren 12 und die U-förmig abschließenden Wände 13 sind von Reflektionsmaterial 14 umgeben, das nur im Bereich der LCD-Anzeigeelemente 10 Ausschnitte 15 aufweist, die als Lichtaustrittsöffnungen dienen und deren Flächenabmessung genau denjenigen der zu beleuchtenden LCD-­Anzeigeelemente 10 entspricht und diesen zugeordnet ist. Innerhalb der Lichtleitröhren 12 sind noch im rückwärtigen Krümmungsbereich der U-Form Konzentratoren 16 gelagert, welche das in den Lichtleitröhren 10 ständig total reflektierte Licht auf die gegenüberliegenden Ausschnitte 15 des Reflektormaterials 14 richten.

[0014] Jede Lichtleitröhre 12 ist an eine außerhalb des Gehäuses 1 liegende Lichtleitröhre 17 angeschlossen, welche an ihrem einen Ende eine Lichtquelle 18 aufweist, welche ihre gesam­te Lichtstrahlung mittels eines geeigneten Reflektors 25 in die Lichtleitröhre 17 einleitet. An den Abwinklungen der Lichtleitröhre 17 und an den Einrittsstellen der Lichtleit­röhren 12 sind Umlenkspiegel 19,20 angeordnet, wobei die Umlenkspiegel 19 die gesamte, zugeleitete Lichtstrahlung und die Umlenkspiegel 20 nur jeweils eine Teilstrahlung in die jeweilige Lichtleitröhre 17 bzw. 12 umlenken. Schließ­lich sind der Lichtquelle 18 ein als Glasscheibe ausgebil­detes Wärmefilter 21 und ein Farbfilter 22 vorgeschaltet, das als elektrisch steuerbares, doppelbrechendes Farbfilter in Flüssigkristalltechnologie (ECB-LC-Filter) ausgebildet ist.

[0015] Die von der Lichtquelle 18 ausgehende Lichtstrahlung wird nach Durchtritt durch das Farbfilter 22 und das Wärmefilter 21 über die Lichtleitröhre 17 und die Umlenkspiegel 19,20 total in die einzelnen Lichtleitröhren 12 eingeleitet. Hier erfolgt eine ständige Totalreflektion der eingeleiteten Lichtstrahlung an den Wänden der Lichtleitröhren 12, ein­schließlich den diesen zugeordneten flachen Wänden 13.

[0016] Am der Lichtquelle 18 entgegengesetzten Ende sind in nicht naher dargestellter Weise noch zusätzliche Spiegel zur weitgehend verlustfreien Reflektion der Lichtstrahlung an­geordnet. Die innerhalb der Lichtleitröhren 12 somit stän­dig total reflektierte Lichtstrahlung kann nur durch die Lichtaustrittsöffnungen 15 austreten, welche den jeweiligen LCD-Anzeigeelementen 10 zugeordnet sind. Mittels der Kon­zentratoren 16 wird die Intensität der hier austretenden Lichtstrahlung noch erhöht.

[0017] Als Material für die Lichtleitröhre 12 und die diese ab­schließende Wand 13 dient eine an sich bekannte Reflek­tionsfolie. In besonders bevorzugter Weise wird eine Reflektionsfolie verwendet, welche in der DE 34 30 191 A1 am Beispiel eines Leuchtkörpers mit prismatischer Licht­führung zur Raumbeleuchtung näher erläutert ist. Hierbei dient eine spezielle Gestaltung der Außenkontur der Licht­leitfolie der Totalreflektion der Lichtstrahlung innerhalb einer Lichtleitröhre 12, wobei ein Austritt der Strahlung nur innerhalb der Ausschnitte 15 möglich ist.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0018] 

1 Gehäuse

2 Rückwand

3 Deckwand

4 Bodenwand

5 Seitenwand

6 Zwischenwand

7 Kammer

8 Vorderseite

9 Reihe

10 LCD-Anzeigeelement

11 Profil

12 Lichtleitröhre

13 Wand

14 Reflektormaterial

15 Ausschnitt

16 Konzentrator

17 Lichtleitröhre

18 Lichtquelle

19,20 Umlenkspiegel

21 Wärmefilter

22 Farbfilter

23 Elektronik-Bauelemente

24 Streuscheibe

25 Reflektor

Ansprüche

1. Elektro-optische Flachanzeigeeinrichtung, insbesondere LCD-Anzeigetafel, aus einem flachen Gehäuse mit mindestens einer die Vorderseite des Gehäuses bildenden Reihe von Anzeigeelementen und mit einer im Inneren des Gehäuses angeordneten, der Reihe von Anzeigeelementen zugeordneten Beleuchtungseinrichtung,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Beleuchtungseinrichtung aus einer im Inneren des Gehäuses (1) angeordneten Lichtleitröhre (12,17) und aus einer an einer Lichteintrittsöffnung der Lichtleitröhre (12,17) angeordneten Lichtquelle (18) gebildet ist, daß die Lichtleitröhre (12) aus lichtdurchlässigem Material besteht und von einem Reflektormaterial (14) umgeben ist und
daß das Reflektormaterial (14) den einzelnen Anzeigeelementen (10) zugeordnete Ausschnitte (15) als Lichtaustrittsöffnungen aufweist.

2. Elektro-optische Flachanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lichtquelle (18) am außerhalb des Gehäuses (1) gelegenen Ende der Lichtleitröhre (12,17) angeordnet ist.

3. Elektro-optische Flachanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Lichtquelle (18) ein Wärmefilter (21) und ein Farbfilter (22) zugeordnet sind.

4. Elektro-optische Flachanzeigeeinrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Wärmefilter (21) aus einer Glasscheibe gebildet ist.

5. Elektro-optische Flachanzeigeeinrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Farbfilter (22) aus einem elektrisch steuerbaren, doppelbrechenden Farbfilter in Flüssigkristalltechnologie (ECB-LC-Filter) gebildet ist.

6. Elektro-optische Flachanzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anzeigeelemente (10) als LCD-Flüssigkristall­elemente ausgebildet sind.

7. Elektro-optische Flachanzeigeeinrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Reihen von LCD-Anzeigeelementen (10) mit jeweils einer zugeordneten Lichtleitröhre (12) innerhalb des Gehäuses angeordnet sind und
daß die den LCD-Anzeigeelementen (10) zugeordneten Elektronik-Bauelemente (B) zwischen den Lichtleitröhren (12) angeordnet sind.

Zeichnung