ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ВИДЕОМОДУЛЬ

Полезная модель относится к электронной технике, в частности к электронным средствам отображения информации таким, как жидкокристаллические видеомодули
Из уровня техники известны жидкокристаллические видеомодули, состоящие из жидкокристаллической матрицы, блока подсветки и блока управления. Недостатком этих устройств является то, что при воздействии пониженной температуры окружающей среды (ниже минус 30°С) жидкий кристалл теряет свойства (частично или полностью), что приводит к ухудшению считываемости информации вплоть до полной неразличимости изображения.
Известен жидкокристаллический видеомодуль, состоящий из жидкокристаллической панели, системы подогрева и системы контроля распределения температуры при этом система подогрева представляет собой резистивный слой нагревателя, нанесенный на защитное стекло, закрепленное на лицевой стороне жидкокристаллической панели, а система контроля распределения температуры представляет собой датчик температуры, расположенный в нижней части панели между защитным стеклом и панелью, выход которого соединен с входом модуля питания и управления. Все части жидкокристаллического видеомодуля находятся в герметичном корпусе [патент РФ №91443, G02F 1/13, 2010 г.]
Недостатком указанного технического решения является нерешенность проблемы безопасности жидкокристаллического видеомодуля, связанной с электромагнитным излучением (ЭМИ), возникающим в процессе его работы.
Известен также жидкокристаллический видеомодуль, включающий корпус, жидкокристаллическую матрицу, к которой при помощи оптического клея приклеено темное комбинированное защитно-нагревательное стекло с антибликовым слоем на лицевой стороне и прозрачным резистивным покрытием на стороне, обращенной к жидкокристаллической матрице, на двух противоположных краях которого выполнены контактные площадки с проводами, для подведения электрического напряжения [патент РФ №145576, G02F 1/13, 2014 г.]
Недостатком данного жидкокристаллического видеомодуля является то, что наличие резистивного покрытия, используемого, как источник тепла для поддержания в приборе требуемой рабочей температуры, приводит к возникновению электромагнитных помех, излучаемых видеомодулем в окружающее пространство.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является жидкокристаллический видеомодуль, содержащий корпус, в котором расположены жидкокристаллическая матрица с блоком подсветки, защитно-нагревательная стеклопластина, на одной из поверхностей которой сформировано прозрачное резистивное покрытие, соединенное оптическим клеем с лицевой поверхностью жидкокристаллической матрицы, контактные площадки, выполненные на двух противоположных краях прозрачного резистивного покрытия, соединенные с блоком питания, при этом прозрачное резистивное покрытие на защитно-нагревательной стеклопластине выполнено низкоэмиссионным, а видеомодуль дополнительно снабжен защитной стеклянной пластиной, закрепленной в корпусе параллельно защитно-нагревательной стеклопластине и с зазором относительно последней, [патент РФ №172414, G02F 1/133, 2017 г. - прототип]
Недостатком жидкокристаллического видеомодуля также, как и у отмеченных выше конструкций, является то, что использование прозрачного резистивного покрытия на защитно-нагревательной пластине приводит к возникновению электромагнитных помех, излучаемых видеомодулем в окружающее пространство, и ухудшению электромагнитной совместимости системы отображения информации. Кроме того, использование дополнительной стеклянной пластины, установленной в корпусе с зазором относительно защитно-нагревательной стеклопластины, приводит к появлению двух дополнительных отражающих внешний свет поверхностей, что в свою очередь понижает контрастность изображения и ухудшает считывание информации. При этом смещение жидкокристаллического дисплея в глубину корпуса ограничивает углы обзора в горизонтальной и вертикальной плоскостях по краям изображения.
Задачей заявляемой полезной модели является создание жидкокристаллического видеомодуля, стабильно работающего в широком диапазоне температур с низким уровнем электромагнитных помех.
Указанный технический эффект достигается тем, что в известном жидкокристаллическом видеомодуле, содержащем корпус, в котором расположены жидкокристаллическая матрица с блоком подсветки, защитно-нагревательная стеклопластина, на одной из поверхностей которой сформировано прозрачное резистивное покрытие, соединенное оптическим клеем с лицевой поверхностью жидкокристаллической матрицы, контактные площадки выполненные на двух противоположных краях прозрачного резистивного покрытия, соединенные с блоком питания, контактные площадки дополнительно соединены с корпусом через керамические конденсаторы при этом в приборе использованы датчик температуры, размещенный на жидкокристаллической матрице, и соединенный с ним блок управления, расположенный внутри на корпусе вместе с блоком питания
В моменты включения и отключения подогрева при подаче и снятии напряжения с резистивного покрытия защитно-нагревательная стеклопластина становится источником ЭМИ. Для уменьшения этого эффекта контактные площадки резистивного покрытия соединяют с токопроводящим корпусом через керамические конденсаторы. Такое соединение позволяет снизить уровень помех за счет их фильтрации конденсаторами (происходит уменьшение выбросов при коммутации)
Усилить эффект подогрева возможно за счет введения в видеомодуль дополнительных элементов подогрева, в качестве которых могут быть использованы тонкие гибкие металлические пластины, размещенные на задней стороне матрицы и соединенные с блоком питания. В этом случае жидкокристаллическая матрица подогревается с двух сторон, что уменьшает время ее нагрева до рабочей температуры и ускоряет переход видеомодуля в состояние рабочего режима, а также обеспечивает возможность снижения мощности, необходимой на поддержание ее нормальной работы.
Установка защитно-нагревательной стеклопластины в выемку корпуса с минимальным зазором между торцевыми гранями стеклопластины и корпусом, когда толщина стеклопластины не превышает глубины выемки, дополнительно обеспечивает снижение уровня электромагнитных помех, создаваемых видеомодулем, так как места нарушения целостности токопроводящего корпуса являются источниками электромагнитного излучения. Для уменьшения уровня излучения зазоры между соединяемыми частями корпуса должны быть минимальны
Соединение контактных площадок с корпусом видеомодуля через керамические конденсаторы, расположенные в четырех углах резистивного покрытия позволяет снизить уровень электромагнитных помех, создаваемых видеомодулем, с использованием минимального количества керамических конденсаторов.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленной полезной модели. Сравнение с прототипом позволило выявить совокупность существенных признаков по отношению к усматриваемому техническому результату, изложенному в формуле на полезную модель.
Следовательно, заявленная полезная модель отвечает требованию «новизна» по действующему законодательству.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематически изображен предлагаемый жидкокристаллический видеомодуль
Жидкокристаллический видеомодуль содержит корпус 1, в котором установлены жидкокристаллическая матрица 2 с блоком подсветки, защитно-нагревательная стеклопластина 3, у которой на сторону, обращенную к жидкокристаллической матрице, нанесено прозрачное резистивное покрытие 4 с контактными площадками 5 для подведения электрического напряжения от блока питания 6, блок управления 7 и соединенный с ним датчик температуры 8, установленный на корпусе жидкокристаллической матрицы 2, защитно-нагревательная стеклопластина 3 с помощью оптического клея приклеена к жидкокристаллической матрице 2. Контактные площадки 5 на прозрачном резистивном покрытии 4 соединены по периметру защитно-нагревательной пластины 3 с корпусом 1 через керамические конденсаторы 9. Защитно-нагревательная стеклопластина 3 установлена в выемку корпуса 1 с минимальным зазором между торцевыми гранями стеклопластины и корпусом, при этом толщина стеклопластины не превышает глубины выемки. На задней стороне корпуса жидкокристаллической матрицы 2 установлены дополнительные элементы обогрева 10.
Работает жидкокристаллический видеомодуль следующим образом.
После включения питания при отрицательной температуре окружающей среды датчик температуры 8 выдает сигнал на блок управления 7, который разрешает подачу электрического напряжения от блока питания 6 на прозрачное резистивное покрытие 4 защитно-нагревательной стеклопластины 3 и на дополнительные элементы обогрева 10 (при их наличии). За счет этого жидкокристаллическая матрица быстро достигает рабочей температуры, которая затем поддерживается на заданном уровне по сигналу датчика температуры 8.
Для снижения уровня электромагнитного излучения от включенного жидкокристаллического видеомодуля керамические конденсаторы 9 соединяют прозрачное резистивное покрытие 4 через контактные площадки 5 с корпусом 1. При этом электрические цепи видеомодуля гальванически не связаны с его корпусом.
Пример конкретного выполнения.
На основе заявленной полезной модели был изготовлен жидкокристаллический видеомодуль, содержащий токопроводящий корпус из дюралюминия, в котором установлены ЖК-матрица типа АА121ХР01 с встроенным блоком подсветки, защитно-нагревательная пластина толщиной 4 мм с нанесенным прозрачным резистивным покрытием на основе оксида индия-олова и контактными площадками из серебра, приклеенная с помощью оптического клея к ЖК-матрице. На задней стороне корпуса расположены блок питания и блок управления, а на задней стороне корпуса ЖК-матрицы установлены датчик температуры типа DS18B20 и дополнительные гибкие силиконовые нагреватели, соединенные с блоком питания и блоком управления. Контактные площадки соединены с блоком питания с одной стороны, а с другой через керамические конденсаторы типа К10-69в с корпусом видеомодуля.
Климатические испытания показали, что жидкокристаллический видеомодуль данной конструкции на 10-20% быстрее выходит на рабочий режим и стабильно работает при температуре окружающей среды - (40÷55)°С. Соединение контактных площадок с корпусом видеомодуля через керамические конденсаторы позволяет на 5-15% снизить уровень электромагнитного излучения.
Таким образом, заявленное техническое решение позволяет создать жидкокристаллический видеомодуль с высокой надежностью управления при низких температурах и низким уровнем электромагнитных помех.