WO2002001283A2 - Fronteinheit eines gerätes - Google Patents

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Definitions

  • Liquid crystal display elements have long been known and are in widespread use.
  • the liquid crystal display elements are provided with electrical contact surfaces, from which conductors lead to an electrical control device. With such liquid crystal display elements, various information can be made visible with appropriate control.
  • liquid crystal display elements are often used to display, for example, measured values or counter readings and status information. Since the display must be clearly visible, the liquid crystal display elements are usually located on the front unit of the electrical devices.
  • the liquid crystal display elements To attach the liquid crystal display elements to the front unit of the electrical devices, their front plate is provided with a recess, behind or in which the respective liquid crystal display element is arranged.
  • This has the advantage that the contact surfaces of the liquid crystal display device are accessible from the rear of the front panel and therefore conductors leading away from these contact surfaces can easily be connected to a control device inside the electrical device.
  • the recess in the front panel ensures that the liquid crystal display element can be read.
  • the invention has for its object the front unit of an electrical device in a relatively simple manner to be provided with a liquid crystal display element while improving the device quality.
  • An essential advantage of the front unit according to the invention is that the liquid crystal display element can be attached to it in a simple manner because it is applied to the front panel in a closed area, so that a recess in the front panel is not necessary.
  • the liquid crystal display element can be held in different ways, for example by gluing or by applying the cover film.
  • Another significant advantage of the front unit according to the invention is that the application of the liquid crystal display element to the front of the front panel with no recess in the front panel means that there are sealing problems with regard to e.g. B. dust or
  • the cover film has a shape in the region of the liquid crystal display element, and the liquid crystal display element lies partly in the shape and partly in a recess in the carrier film.
  • the conductor tracks on the carrier film can be connected to the contact areas on the liquid crystal display element in different ways; for example, the connection can be made by a hot-melt connecting material, as described, for example, in the above-mentioned US patent specification, which requires a suitable material for the carrier film.
  • the conductor tracks are connected to the contact surfaces of the liquid crystal display element with a conductive paste.
  • An advantage of this embodiment of the front unit according to the invention is that the quality of the carrier film does not have to be too high, because a reliable galvanic connection can already be produced with a conductive paste at a low temperature.
  • silver solder pastes that harden at 70 ° C are suitable.
  • the front plate is electrically shielding and has a passage opening for the conductor tracks on the carrier film at a point which is not critical for the electrical device EMC (electromagnetic compatibility), and the conductor tracks are arranged on the carrier film in such a way that that they run from the contact areas through the through opening.
  • the particular advantage of this embodiment is that the EMC quality of the electrical device is not impaired by a recess for receiving the liquid crystal display element and also by the passage opening for the conductor track on the carrier film into the interior of the device, no EMC-damaging effect occurs because if the carrier foil and the conductor tracks are designed accordingly, care can be taken to ensure that the passage opening is provided in an EMC-uncritical space on the front unit.
  • heating can be ensured particularly well and simply in that a heating foil is arranged below the carrier foil and its area with electrical heating elements is positioned below the liquid crystal display element.
  • heating elements can be arranged in different ways on the heating foil. It is considered particularly advantageous if the heating elements consist of a conductive paste with a defined electrical resistance applied to the heating foil in a meandering manner.
  • a temperature sensor is advantageously attached to the front panel, the output variable of which is used to control the heating elements in relation to the strength of the current flowing through.
  • the front unit there is at least one line characterizing a line course on the cover film and at least one interruption point of this line, a liquid crystal display element as a position indicator.
  • FIG. 1 shows a (reduced) top view of an exemplary embodiment of the front unit according to the invention and FIG. 2 shows a section through area A according to FIG. 1.
  • a liquid crystal display element 2 is arranged on a front unit 1 and has contact surfaces 5 and 6 under projections 3 and 4 on the side.
  • the liquid crystal display element 2 is connected with its lower region 7 in FIG. 2 to a heating foil 8, which has heating elements 9 made of a meandering conductive paste with a defined electrical resistance. In the figure the better lead to this conductive paste
  • the heating film 8 in turn is firmly attached to an electrically shielding front plate 11 of the front unit 1.
  • the heating foil 8 there is a carrier foil 12, on the upper side of which in FIG. 2 run conductor tracks 13 and 14 which are led to the contact surfaces 5 and 6; these conductor tracks 13 and 14 are preferably made of conductive paste.
  • the conductor tracks 13 and 14 are guided device-specifically on the carrier film 12 by being guided to a through opening 15 through which the carrier film 12 with the conductor tracks 13 and 14 into the interior of the electrical system Device, i.e. behind the front unit 1, is guided. If an electrical device depends on the EMC quality, then the through opening 15 is placed on the front unit 1 in such a way that it is located at an EMC-uncritical point 16.
  • the carrier film 12 is provided in the region of the liquid crystal display element 2 with a recess 17 into which the lower part 7 of the liquid crystal display element is inserted.
  • a cover film 18 with an expression 19 is drawn over the arrangement of the liquid crystal display element 2 and the carrier film 12 in such a way that it covers at least the liquid crystal display element 2 and the carrier film 12;
  • FIG. 1 shows that the front unit 1 is covered with the cover film 18 over the entire area.
  • the cover film 18 is transparent at least in the region of its shape above the liquid crystal display element 2.
  • the cover film 18 carries at least one line, not shown in the figures, for characterizing a line profile.
  • This line can, for example, run in a plane parallel to the drawing plane according to FIG. 1 on the cover film 18. If, with regard to the position of a switch in an electrical system, for example, it is indicated that this switch is closed, then an electronic control arrangement (not shown) ensures that the liquid crystal display element 2 forms a bar which does not move in the direction of the recognizable line extends, which symbolizes a closed switch. With the shutter open ter, the liquid crystal display element 2 is driven so that a bar is formed with a direction perpendicular to the plane of the drawing.

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Abstract

Um die Fronteinheit eines elektrischen Gerätes in einfacher Weise mit einem Flüssigkristall-Anzeigeelement (2) zu versehen, ist eine Leiterbahnen (13, 14) zu elektrischen Kontaktflächen (5, 6) des Anzeigeelements (2) aufweisende Tragfolie (12) gerätespezifisch in ihrer Gestalt und hinsichtlich der Führung der Leiterbahnen (13, 14) ausgebildet; auf einer Frontplatte (11) ist außen auf einem geschlossenen Bereich das Flüssigkristall-Anzeigeelement (2) aufgebracht und mindestens über dieses Anzeigeelement (2) und die Tragfolie (12) ist eine Deckfolie (18) gezogen, die mindestens im Bereich oberhalb des Anzeigeelementes (2) durchsichtig ist.

Description

Beschreibung
Fronteinheit eines elektrischen Gerätes
Flüssigkristall-Anzeigeelemente sind seit langem bekannt und werden weitverbreitet eingesetzt. Die Flüssigkristall-Anzeigeelemente sind mit elektrischen Kontaktflächen versehen, von denen Leiter zu einer elektrischen Steuereinrichtung führen. Mit solchen Flüssigkristall-Anzeigeelementen lassen sich verschiedene Angaben bei entsprechender Ansteuerung sichtbar machen. Bei elektrischen Geräten werden Flüssigkristall-Anzeigeelemente häufig zur Anzeige beispielsweise von Messwerten oder Zählerständen sowie Zustandsangaben benutzt. Da die Anzeige gut erkennbar sein muss, befinden sich die Flüssig- kristall-Anzeigeelemente in der Regel an der Fronteinheit der elektrischen Geräte.
Zur Anbringung der Flüssigkristall-Anzeigeelemente an der Fronteinheit der elektrischen Geräte ist deren Frontplatte mit einer Ausnehmung versehen, hinter der bzw. in der im wesentlichen das jeweilige Flüssigkristall-Anzeigeelement angeordnet ist. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass die Kontaktflächen der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung von der Rückseite der Frontplatte her zugänglich sind und daher von diesen Kontaktflächen wegführende Leiter ohne weiteres im Innern des elektrischen Gerätes mit einer Steuereinrichtung verbunden werden können. Die Ausnehmung in der Frontplatte gewährleistet die Ablesbarkeit des Flüssigkristall-Anzeigeelementes .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fronteinheit eines elektrischen Gerätes in vergleichsweise einfacher Weise mit einem Flüssigkristall-Anzeigeelement unter Verbesserung der Gerätequalität zu versehen.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß in einer Fronteinheit eines elektrischen Gerätes mit einem Flüssigkristall-Anzeigeelement mit elektrischen Kontaktflächen und mit einer Tragfolie mit zu den Kontaktflächen führenden Leiterbahnen, wobei die Tragfolie gerätespezifisch in ihrer Gestalt und hinsichtlich der Führung der Leiterbahnen ausge- bildet ist, einer Frontplatte, an der außen auf einem geschlossenen Bereich das Flüssigkristall-Anzeigeelement aufgebracht ist, und einer Deckfolie, die mindestens über das Flüssigkristall-Anzeigeelement und die Tragfolie gezogen ist und mindestens im Bereich oberhalb des Flüssigkristall-An- zeigeelementes durchsichtig ist.
Es ist zwar aus der US-Patentschrift 4,295,711 bekannt, unter Erzielung einer flachen Ausgestaltung eine Tragfolie mit Leiterbahnen zu benutzen, um Kontaktflächen eines Flüssigkris- tall-Anzeigeelementes über Leiterbahnen außen anschließen zu können, jedoch handelt es sich hier um eine standardmäßig hergestellte Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit vorkonfektionierter Tragfolie. Die bekannte Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist als ganze nur zur Montage von der Rückseite einer Fronteinheit her geeignet, weil die Leiterbahnen auf der Tragfolie oben liegen und daher geschützt innerhalb des elektrischen Gerätes hinter der Frontplatte verlaufen müssen. Beim Einsatz der bekannten Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung an einer Fronteinheit eines elektrischen Gerätes muss demzufolge in der Frontplatte eine Ausnehmung vorgesehen werden, um das Flüssigkristall-Anzeigeelement ablesen zu können . Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Fronteinheit besteht darin, dass auf ihr das Flüssigkristall-Anzeigeelement in einfacher Weise angebracht werden kann, weil es auf der Frontplatte in einem geschlossenen Bereich aufgebracht wird, so dass eine Ausnehmung in der Frontplatte nicht erforderlich ist. Die Halterung des Flüssigkristall-Anzeigeelementes kann dabei in unterschiedlicher Weise erfolgen, beispielsweise durch Kleben oder durch das Aufbringen der Deckfolie.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Fronteinheit besteht darin, dass durch die Aufbringung des Flüssigkristall-Anzeigeelementes auf der Vorderseite der Frontplatte mit Verzicht auf eine Ausnehmung in der Front- platte Abdichtungsprobleme hinsichtlich z. B. Staub oder
Feuchtigkeit von vornherein vermieden sind. Zwar ist bei der erfindungsgemäßen Fronteinheit eine Durchgangsöffnung zum Durchführen der Leiterbahn auf der Tragfolie in das Innere des elektrischen Gerätes notwendig, jedoch braucht diese Durchgangsöffnung nur vergleichsweise klein zu sein.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fronteinheit weist die Deckfolie im Bereich des Flüssigkristall-Anzeigeelementes eine Ausprägung auf, und das Flüssig- kristall-Anzeigeelement liegt teilweise in der Ausprägung und teilweise in einer Ausnehmung der Tragfolie. Mit dieser Ausführungsform lässt sich der Auftrag auf der Frontplatte durch das Aufbringen des Flüssigkristall-Anzeigeelementes vergleichsweise gering halten.
Es kann aber auch eine entsprechend stark bemessene Deckfolie mit einem Hohlraum zur Aufnahme des Flüssigkristall-Anzeigelementes verwendet werden. Bei der erfindungsgemäßen Fronteinheit können die Leiterbahnen auf der Tragfolie in unterschiedlicher Weise mit den Kontaktflächen auf dem Flüssigkristall-Anzeigeelement verbunden werden; beispielsweise kann die Verbindung durch ein heißschmelzendes Verbindungsmaterial erfolgen, wie es beispielsweise in der oben erwähnten US-Patentschrift beschrieben ist, was ein geeignetes Material für die Tragfolie voraussetzt.
Als besonders vorteilhaft wird es jedoch angesehen, wenn die Leiterbahnen mit den Kontaktflächen des Flüssigkristall-Anzeigeelementes mit einer Leitpaste verbunden sind. Ein Vorteil dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fronteinheit besteht darin, dass an die Qualität der Tragfolie nicht zu hohe Anforderungen gestellt werden müssen, weil sich mit einer Leitpaste bei niedriger Temperatur bereits eine zuverlässige galvanische Verbindung herstellen lässt. Geeignet sind dafür beispielsweise Silberlotpasten, die schon bei 70°C härten.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fronteinheit ist die Frontplatte elektrisch abschirmend und weist an einer für das elektrische Gerät EMV- (Elektromagnetische Verträglichkeit) unkritischen Stelle eine Durchführungsöffnung für die Leiterbahnen auf der Tragfolie auf, und es sind auf der Tragfolie die Leiterbahnen derart angeordnet, dass sie von den Kontaktflächen durch die Durchgangsöffnung verlaufen. Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die EMV-Güte des elektrischen Gerätes nicht durch eine Ausnehmung zur Aufnahme des Flüssigkristall-Anzeigeelementes beeinträchtigt wird und auch durch die Durchgangsöffnung für die Leiterbahn auf der Tragfolie ins Innere des Gerätes hinein keine EMV-schädigende Wirkung eintritt, weil bei entsprechender Ausgestaltung der Tragfolie und der Leiterbahnen auf ihr dafür Sorge getragen werden kann, dass die Durchgangsöffnung in einem EMV-unkritischen Platz auf der Fronteinheit vorgesehen ist.
Bekanntlich ist die Wirkungsweise von Flüssigkristall-Anzeigeelementen bei relativ niedrigen Temperaturen (unter 0°C) beeinträchtigt, weil sich dann ein schädlicher Kristallisati- onsprozess einstellen kann. Es ist deshalb allgemein bekannt - vgl. beispielsweise die US-Patentschrift 4,724,304 - einen plattenförmigen Heizkörper unterhalb des Flüssigkristall-Anzeigeelementes vorzusehen.
Gemäß einer weiterer Ausgestaltung der Erfindung lässt sich eine Beheizung dadurch besonders gut und einfach sicherstellen, dass eine Heizfolie unterhalb der Tragfolie angeordnet ist und mit ihrem elektrische Heizelemente aufweisenden Bereich unterhalb des Flüssigkristall-Anzeigeelementes positioniert ist.
Auf der Heizfolie können unterschiedlich ausgebildete Heizelemente in unterschiedlicher Weise angeordnet sein. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Heizelemente aus einer mäanderförmig auf der Heizfolie aufgebrachten Leitpaste mit definiertem elektrischem Widerstand bestehen.
Um nicht ständig eine Beheizung der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vorzunehmen, ist vorteilhafterweise an der Frontplatte ein Temperatursensor angebracht, dessen Ausgangsgröße zur Steuerung der Heizelemente in Bezug auf die Stärke des durchfließenden Stromes verwendet wird. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Fronteinheit ist mindestens eine einen Leitungsverlauf charakterisierende Linie an der Deckfolie und an mindestens einer Unterbrechungsstelle dieser Linie ein Flüssigkristall- Anzeigelement als Stellungsmelder vorhanden.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist in Figur 1 eine (verkleinerte) Draufsicht auf ein Ausführungs- beispiel der erfindungsgemäßen Fronteinheit und in Figur 2 ein Schnitt durch den Bereich A nach Figur 1 dargestellt.
Wie die Figuren zeigen, ist auf einer Fronteinheit 1 ein Flüssigkristall-Anzeigeelement 2 angeordnet, das unter seit- liehen Vorsprüngen 3 und 4 Kontaktflächen 5 und 6 aufweist. Das Flüssigkristall-Anzeigeelement 2 ist mit seinem in der Figur 2 unteren Bereich 7 mit einer Heizfolie 8 verbunden, die dort Heizelemente 9 aus einer mäanderförmig aufgebrachten Leitpaste mit definiertem elektrischen Widerstand aufweist. Zu dieser Leitpaste führen in der Figur der besseren
Übersichtlichkeit halber nicht dargestellte Anschlussleitungen. Die Heizfolie 8 ihrerseits ist fest an einer elektrisch abschirmend wirkenden Frontplatte 11 der Fronteinheit 1 befestigt .
Oberhalb der Heizfolie 8 befindet sich eine Tragfolie 12, auf deren in der Figur 2 oberen Seite Leiterbahnen 13 und 14 verlaufen, die zu den Kontaktflächen 5 und 6 geführt sind; diese Leiterbahnen 13 und 14 bestehen vorzugsweise aus Leitpaste. Wie die Figur 1 zeigt, sind die Leiterbahnen 13 und 14 auf der Tragfolie 12 gerätespezifisch geführt, indem sie zu einer Durchgangsöffnung 15 geführt sind, durch die die Tragfolie 12 mit den Leiterbahnen 13 und 14 in das Innere des elektrischen Gerätes, also hinter die Fronteinheit 1, geführt ist. Kommt es bei einem elektrischen Gerät auf die EMV-Güte an, dann ist die Durchgangsöffnung 15 so auf der Fronteinheit 1 platziert, dass sie an einer EMV-unkritischen Stelle 16 liegt.
Wie die Figur 2 ferner erkennen lässt, ist die Tragfolie 12 im Bereich des Flüssigkristall-Anzeigeelementes 2 mit einer Ausnehmung 17 versehen, in die das Flüssigkristall-Anzeige- element mit seinem unteren Teil 7 eingesetzt ist.
Über die Anordnung vom Flüssigkristall-Anzeigeelement 2 und Tragfolie 12 ist eine Deckfolie 18 mit einer Ausprägung 19 so gezogen, dass sie mindestens das Flüssigkristall-Anzeigeelement 2 und die Tragfolie 12 bedeckt; die Figur 1 zeigt, dass die Fronteinheit 1 ganzflächig mit der Deckfolie 18 überzogen ist. Um eine gute Ablesbarkeit des Flüssigkristall-Anzeigeelementes 2 zu gewährleisten, ist die Deckfolie 18 mindestens im Bereich ihrer Ausprägung oberhalb des Flüssigkristall- Anzeigeelementes 2 durchsichtig.
Wenn das Flüssigkristall-Anzeigeelement 2 einen Stellungsmelder für einen Schalter bilden soll, dann trägt die Deckfolie 18 mindestens eine in den Figuren nicht dargestellte Linie zur Charakterisierung eines Leitungsverlaufs. Diese Linie kann beispielsweise in einer Ebene parallel zur Zeichnungsebene gemäß Figur 1 auf der Deckfolie 18 verlaufen. Wird im Hinblick auf die Stellung beispielsweise eines Schalters in einer elektrischen Anlage angezeigt, dass dieser Schalter geschlossen ist, dann wird durch eine nicht gezeigte elektro- nische Steueranordnung dafür gesorgt, dass das Flüssigkristall-Anzeigeelement 2 einen Balken bildet, der sich in Richtung der nicht erkennbaren Linie erstreckt, wodurch ein geschlossener Schalter symbolisiert wird. Bei offenem Schal- ter wird das Flüssigkristall-Anzeigeelement 2 so angesteuert, dass ein Balken mit einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene gebildet wird.

Claims

Patentansprüche
1. Fronteinheit (1) eines elektrischen Gerätes mit
- einem Flüssigkristall-Anzeigeelement (2) mit elektrischen Kontaktflächen (5, 6) und mit einer Tragfolie (12) mit zu den Kontaktflächen (5, 6) führenden Leiterbahnen (13, 14), - wobei die Tragfolie (12) gerätespezifisch in ihrer Gestalt und hinsichtlich der Führung der Leiterbahnen (13, 14) ausgebildet ist, - einer Frontplatte (11) , an der außen auf einem geschlossenen Bereich das Flüssigkristall-Anzeigeelement (2) aufgebracht ist, und einer Deckfolie (18) , die mindestens über das Flüssigkristall-Anzeigeelement (2) und die Tragfolie (12) gezogen ist und mindestens im Bereich oberhalb des Flüssigkristall- Anzeigeelementes (2) durchsichtig ist.
2. Fronteinheit nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass - die Deckfolie (18) im Bereich des Flüssigkristall-Anzeigeelementes (2) eine Ausprägung (19) aufweist und das Flüssigkristall-Anzeigeelement (2) teilweise in der Ausprägung (19) und teilweise in einer Ausnehmung (17) der Tragfolie (12) liegt.
3. Fronteinheit nach Anspruch 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Leiterbahnen (13, 14) .mit den Kontaktflächen (5, 6) des Flüssigkristall-Anzeigeelementes (2) mit einer Leit- paste verbunden sind.
4. Fronteinheit nach Fronteinheit nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass - die Frontplatte (11) elektrisch abschirmend ist und an einer für das elektrische Gerät EMV-unkritischen Stelle (16) eine Durchführungsöffnung (15) für die Leiterbahnen (13, 14) auf der Tragfolie (12) aufweist und - auf der Tragfolie (12) die Leiterbahnen (13, 14) derart angeordnet sind, dass sie von den Kontaktflächen (5, 6) durch die Durchgangsöffnung (15) verlaufen.
5. Fronteinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Heizfolie (8) unterhalb der Tragfolie (12) angeordnet ist und mit ihrem elektrische Heizelemente (9) aufweisenden Bereich unterhalb des Flüssigkristall-Anzeigeelementes (2) positioniert ist.
6. Fronteinheit nach Anspruch 5 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Heizelemente (9) aus einer mäanderförmig auf der Heizfolie (8) aufgebrachten Leitpaste mit definiertem elektri- schem Widerstand bestehen.
7. Fronteinheit nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass ein Temperatursensor an der Frontplatte (11) angebracht ist.
8. Front einheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens eine einen Leitungsverlauf charakterisierende Linie an der Deckfolie (18) und an mindestens einer Unterbrechungsstelle dieser Linie ein Flüssigkristall-An- zeigelement als Stellungsmelder vorhanden ist.
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