CN1656411A - 背光型液晶显示器,特别用于大型家用电器的操作面板后的显示模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种背光型液晶显示器模块(11),特别用于大型家用电器的操作面板中。本发明的目的在于提出一种结构,从生产过程的角度看该结构是简单的,该结构间距紧凑,并且在安装尺寸方面具有精密的容差,当导光板(19)被设置在槽形反射器部件(22)中并且液晶单元(17)被安装在槽形部件(22)的侧壁(23)上,并距离面板(19)的耦出表面间距很小时,透明的液晶单元(17)具有良好的照明特性。边框(27)以一种盖状结构与这些结构相连接,并确定了模块关于其正向锁定锚在电路板(12)上的高度,槽形反射器部件(22)然后弹性设置。从电路板(12)SMD装配的背面(14),穿过电路板(12)上的至少一个通孔(35),并穿过通孔(34),入射到导光板(19)中的光在与观察方向(13)相反的方向上发挥作用,通孔(34)通过一个在观察方向(13)上向下以相对于导光板(19)的主平面成一定角度延伸的分支(36)设置在另一个通孔(35)上方。
Description
本发明涉及一种具有一个液晶显示单元的液晶显示器,该液晶显示单元的背部具有一个导光板,如图示的DE 3526155C2中的示例。光线从一个窄面基本上平行于主平面入射到导光板内。该纵剖面为锲形的导光板在其远离液晶显示单元的背面为阶梯结构,这样光在阶梯边缘穿过面板的厚度,在与观看或观察方向相反的方向入射至液晶显示器。但是由于导光板背部的不连续的阶梯式结构,尽管其为锲形结构,也不可能使光通过透明的液晶单元充分均匀地照射,另外导光板上阶梯之间发生的亮度的突然变化也使得很难读取字符信息。该现有技术也没有描述关于不可避免的元件容差方面有利于制造的紧凑模块化结构如何能被特别设计成具有液晶显示单元激励电路的显示器。
因此本发明的技术目标是设计一种前面所提出的通用型的液晶显示器,以一种不需要昂贵的组件的方式,通过一种紧凑并且耐公差的平面模块结构,使得该液晶显示器特别适用于大型家用电器的操作面板。
根据本发明,结合在主要权利要求中提出的各个技术特征,本发明的目标的实现是由于实施了一个多层(三明治)结构,该结构包括预制的独立部件,这些部件可以彼此互锁或一个位于另一个内部。
细节方面,根据本发明进行分组的显示模块的替换实施例和发展,除了进一步的权利要求外,还应注意下面图示的一个优选实施例的描述,该实施例实质上是有局限性的但接近于实际尺寸。
图中:
图1以分解图的方式示出了根据本发明设计的多层结构的按照装配顺序的各元件,这些元件同时还具有互相叠放的空间关系。
图2示出了如图1所示生成的液晶显示模块的垂直纵剖面。
根据本发明的作为显示模块11的背光型液晶显示器的多层结构的基底,如图1所具体示出的,是电路板12,该电路板的至少远离观察方向13的背部14提供有印刷线路15,用于激励液晶显示单元17和光源18的元件16的固定及布线。光源18发射光至导光板,从导光板的主平面的横向,在观察方向13的相反方向上,光穿过液晶单元17,该液晶单元17被置于导光板的前面的观察侧,以能够以高对比度的方式看到显示模块上的即时符号表示。为了集中而不是扩散性的入射光至单元17,面板19与单元17相邻的耦出表面被粗糙化,这最好是事先被注模模型模制或者否则只能随后例如通过吹沙磨蚀或通过覆盖粗糙的漆或覆盖粗糙的薄膜或金属片来形成。导光板的其他表面尽可能地平滑,并且最好进行抛光处理,因为抛光能产生在对于面板19的全部表面区域的光传导的期望的总的反射方面的最好的特性。
为了提供尽可能的均匀光亮的液晶单元17,对整个显示表面区的透射,并且为了从而增加光输出,导光板19的背面正对粗糙化的发射面具有一个反射器20。通常为了多层结构,特别为了在电路板12上安装导光板19,反射器20在底部21具有一个浅槽形的反射器部件22,***延伸的侧壁23间容纳导光板19。反射器的槽形部件22是由具有高比例白色色素的材料注模而成的,因此具有高反射性。弹性臂24形成在外面端壁上,相对于观察方向13的横向定向,在其自由端具有支撑脚25,以将槽形部件22弹性支撑在电路板12的表面26上。该槽形部件22通过交叉的管脚45固定在电路板12上,管脚45在观察方向13上在槽形部件22的底部21下凸出,并形成于其上,用于在电路板12上定位和保持开孔。
槽形反射器部件22的侧壁23的高度稍微高于导光板19的厚度,这样尽管不可避免在整个区域产生间隙,但是当液晶单元17被放置于对着壁23的自由端边缘时保证了导光板和液晶单元17间的空隙很窄。单元17的侧面被支撑钩固定,支撑钩从槽形部件22中弹性伸出,并形成在两个彼此成一定角度的槽形部件壁23上,并且当被压到槽形反射器部件22上时,弹锁住单元17的侧边缘。这样单元17的相对的两侧在槽形部件22上被对接按压以强制锁定单元17。
该多层结构被轴向固定,也就是说在相对于观察方向13的横向方向上,通过一个边框27,该边框以一种宽盖状的结构延展,并具有一个观察口30,在观察侧,观察口的下面是一个以阶梯结构延展的接收装置28,作为液晶单元17的***。该边框27固定在已经安装在电路板12上的槽形反射器部件22上方,液晶单元17置于部件22上,边框27与形成在其上并与观察方向13横向垂直的弹性前端29锁定为电路板12中的定位和保持开口状态。此时弹性臂24从下面也就是从与观察方向相反的方向,将由槽形部件22和定位在其上的液晶单元17构成的多层结构压入接收装置28,这样该槽形部件22的底部21被从电路板的表面在与观察方向相反的方向上被轻轻提起。这样模块的高度由边框27和电路板12中的锚件的高度明确限定。
在观察侧,边框27具有一个软弹性密封垫31,该密封垫在中央观察口30周围突出并延展,该密封垫例如是由泡沫橡胶垫冲压而成。这样该多层结构可以防尘,并且可以在当显示模块11***后,防止按压大型家用电器如洗衣机、干燥器或洗碗机等的操作面板(图中未示出)的观察窗口周围的后部的抖动,例如通过在边框27上,在操作面板的后部形成的固定杆之间形成的突出的固定榫。如图所示,密封垫31可以是独立制造的部件,被粘到在边框27周围的观察侧延展的一个槽中。为确保密封完整以防止操作面板上的观察窗口从后面被弄脏,但是从工艺设计的角度很容易得知不必作为额外的操作在某一位置粘贴一个部件,这种粘贴不具备机械稳定性并且还必须单独预备大量花费,因此最好在围绕观察口30的区域的突出位置形成多个密封唇,这些密封唇相应地直接作用于塑料边框27。但值得注意的是,密封功能需要比罩盖边框27本身更软的材料,边框27确定了模块的高度,为此边框27和密封垫31不能是均匀注模的。相反,可以是已经被注模后的边框27以一个***部件的形式***另一机具来进行传送,并且唇形弯曲的软密封垫31被注模在其上。或者可选地,根据本发明的改进,实施2C注模过程(2个空腔),该过程已知为弹性密封唇提供特别软的材料,并在一个相邻的机具空穴中,通过第二注模单元将其注模至边框27的注模材料上。比单独制造更高的机具开销被证明不只是在大规模生产过程中,特别是在适当的位置粘贴不稳定的泡沫橡胶密封垫31的过程中可以消除,这种机具开销容易产生问题,从技术和工艺设计的角度也是很困难的。
来自电路板12的背侧14的导电铜模线15的液晶单元17的显示段的电激励通过连接管脚32发生作用,该管脚32被固定在液晶单元17的一侧。在该多层结构中,这些连接管脚32在槽形反射器部件22的相关侧壁23外部的一个波浪形整形装置33中具有侧导槽,这可从图1中电路板12的上方直接看出。这样的一个导槽的作用是便于安装附件,因为具有管脚32的单元17现在可以开始侧靠在整形装置33上,并可以然后被向下移动直到固定榫从侧面扣住槽形反射器部件22。那种情况下,管脚32与液晶单元17的主平面横向啮合,并从而平行于观察方向13从侧面穿过槽形反射器部件22,***电路板12的通孔中,以实现在焊接过程中,在后部与印刷线路15的电子和电气连接。
通常,为了使光通过单元17,光源18与一个扁平导光板19的主平面基本平行地将光发射至导光板19的一个端边缘,并通过耦出表面发射横穿其中的散射光,如已在本说明书的开头部分描述的。当光从后面照射通过液晶单元17时,反射器20上的导光板19在也是反射型的侧壁23内的当前配置以及槽形反射器部件22的当前配置增强了光输出。应该注意,为了使得光从侧面穿过面板19,光源必须安装在电路板的前端导光板19的旁边,而与元件16的其他部分相对。这增加了模块的底面面积,并增加了成本,因为电路板12必须是直通连接的,并且与仅需在电路板12的一个面上布线安装的SMD相比,在工艺设计上还大大增加了成本。为了能够即使在当前显示模块11的情况下也能够实施优选配件安装过程,根据本发明,导光板19在其一个窄面处端接一个基本上与观察方向13成一个角度的分支36。该分支36的自由端通过一个位于槽形底部31的矩形孔34引伸至一个通孔35,该通孔精确地位于电路板12下面,并且也可扩展为一个井状的通孔35。光源18置于下方,在孔35之内或后面,电路板12的背面14的下面,直到光源18与其连接导线37焊接在一起,横穿通孔35的纵向至印刷线路15。这样可以沿通孔35并列安装多个光源18(或如图1所示,在底部左侧,按照这样的通孔35-35的相邻顺序),以实现光在面板19中特别集中并且一致的通过。
安装在电路板12后面的光源18最好包括已知为反向安装的LED,这例如可参考期刊“DESIGN & ELEKTRONIK”,2002年第6期第25页,这里是直接入射至液晶单元,但结果也可以是以各种不同强度等级照射其观察面。
为了尽可能避免弓形或以一种相应的多角度结构从分支34至大面积导光板19延伸的过渡区39中的光损失,该导光板19平行于液晶单元17扩展并从而垂直于观察方向13,位于平行于壁、在槽形部件底部21中的通孔34旁边的槽形反射器部件22具有一个反射壁38,该壁以相对于成一定角度的过渡区39适当倾斜的方向向分支36延伸。这样导光板19以大面积上尽可能小的间隙将其相对于分支36成一定角度的边沿区域39支撑在反射壁38上,为了获得良好的反射特性,在槽形反射器部件22的相对设置的侧壁23和导光板19之间提供一个弹性部件40,该部件横穿观察方向13而起作用。它可以是一片***的橡胶,但从该弹性部件的安装过程的角度看一个小的弹性臂更为简单,该弹性臂注模在端壁23的内部,并且具有一个横穿观察方向13的预加应力,并弹性支撑在该导光板19的相邻端边缘上。如图2所示,在倾斜的反射壁38旁边,导光板19上的耦出表面区域(该区域未被液晶单元17占用)在其后部被适当的阶梯形式的外形边框27覆盖,以避免光辐射损失。在此虽然边框27的后部是阶梯式的,与示出的示例性实施例不同,但也可以扩展到倾斜的反射壁38区域和功能上。
现有技术中,关于显示模块11的安装尺寸经常出问题,该模块结构上预先确定在操作面板的后面,因为考虑到所述多层结构的各个元部件的厚度容差,电路板12的背面14和边框27的观察侧的前方之间有结构高度的变化(与其上方突出的软密封垫31无关)。因此为了机械固定模块11,在边框27上以观察口30之下的预定的高度,在边框27的侧面直接形成上面已提过的突出的固定夹或插杆46,但电连接也不是严格预先确定的,而是通过一根具有多芯插头设备的柔性电缆与触点42连接来实现的,该触点通过迭片工艺敷设在突出的电路板边缘41。
在根据本发明的任何情况下,当背光型液晶显示器的模块11特别用于大型家用电器的操作面板时,提供了一种从生产过程来看很简单的结构,该结构间距紧凑,并具有精密的安装尺寸容差,当导光板19被设置在一个槽形反射器部件22中,液晶单元17被设置得距离槽形部件22的侧壁23上的面板19的耦出表面间隔很小时,透明的液晶单元17具有良好的照明特性。
通过明确的不符合关于自由间隔的电路板的常见结构,现在的以盖状结构安排的边框27确定了模块的高度,电路板12上的槽形反射器部件22现在弹性支撑其正向锁定锚。反射器21上的弹簧24将电路板(电路卡)压在边框27的弹性臂29的闭锁装置上,从而补偿了该多层结构中的各个厚度容差。
为了避免机械载入管脚32的焊接点,这些焊接点是用于在操作面板和印刷电路板12之间安装模块12时电激励液晶显示单元,以及由于在操作设备时产生的抖动,模块安装过程不是通过电路板(电路卡)12而是通过在边框27的外部形成的插杆或挂钩来实现。
另外,从电路板12 SMD装配的背面14,穿过电路板12上的至少一个通孔35,并穿过通孔34,入射至导光板19的光在与观察方向13相反的方向上发挥作用,通孔34通过一个在观察方向13上向下通过相对于导光板19的主平面成一定角度的延伸分支36设置在反射器21上。
Claims (10)
1.一种背光型液晶显示器,特别用作大型家用点器的操作面板后的显示模块(11),包括一个导光板(19),光相对于观察方向(13)横向穿过该导光板,在一个与电路板(12)电气和机械连接的液晶单元(17)下面,以及一个槽形反射器部件(22),其中容纳导光板(19),并在导光板(19)上方以小的间距承载液晶单元(17),所述反射器部件弹性支撑在电路板(12)上,在其上方具有一个以盖状结构啮合的边框(27),该边框固定在电路板(12)上,从而限定了该模块的高度,并且其中该导光板(19)与一个成一定角度延伸至位于该槽形部件的底部(21)中的一个缝状开孔(34)中的分支(26)相啮合,其下面在电路板(12)中具有至少一个通孔(35),光源(18)位于该通孔内或下面,该电源向分支(36)发射光,并电气和机械连接至电路板(12)背面上的印刷线路(14)。
2.如权利要求1所述的液晶显示器,其特征在于该导光板(19)的相对于分支(36)成一定角度的结构区域被一个相应倾斜延伸的反射壁(38)占用。
3.如前面权利要求所述的液晶显示器,其特征在于该反射壁(38)是槽形反射器部件(22)或边框(27)的一部分。
4.如前面权利要求所述的液晶显示器,其特征在于该导光板(19)在其主平面方向上被弹性压在反射壁(38)上。
5.如前面权利要求中任一项所述的液晶显示器,其特征在于设置在边框(27)中液晶单元(17)上方的一个观察口(30)以直立关系被一个软弹性密封垫(31)包围。
6.如前面权利要求所述的液晶显示器,其特征在于该密封垫(31)以比边框(27)的材料更软的塑胶材料与边框(27)注模成型为一片。
7.如前面权利要求中任一项所述的液晶显示器,其特征在于该光源(18)至少是一个连接在电路板(12)的背面上的表面安装方式的发光二极管,该电路板一面布线。
8.如前面权利要求中任一项所述的液晶显示器,其特征在于该液晶单元(17)固定在槽形反射器部件(22)的侧壁(23)上,该侧壁稍高于导光板(19)的厚度。
9.如前面权利要求中任一项所述的液晶显示器,其特征在于该槽形反射器部件(22)具有弹性臂(24),所述弹性臂在观察方向(13)上倾斜,用于弹性支撑电路板(12)。
10.如前面权利要求中任一项所述的液晶显示器,其特征在于电路板(12)上方设置有整形装置(33),用于纵向引导液晶单元(17)上的连接管脚(32)。
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