Abschirmung von LCDs

OP #3743229
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Liebe Forumswächer - ich hoffe jemand kann weiterhelfen:

LCDs strahlen für sensible Anwendungen zuviel ab (typischer Bereich 30 
MHt bis 1 GHz)brauchen also auch direkt im Displaybereich eine 
Abschirmung, die möglichts die optischen Eigenschaften nicht stört. Man 
verwendet hierzu feinste Netztstrukturen aus Kupfer, sogenannte 
Meshfilme, die einen Flächenwiderstand von 0,2 Ohm/Fläche aufweisen. 
Diese optische hochwertigen und sehr transparenten Filme werden, wie 
gesagt, im Sichtbereich vor dem Displays plaziert.


Der Rand dieser Filme wird zum einen zum mechanischen Schutz der sehr 
feinen (10 um) Meshstrukturen meist mit einem leitfähigen Silberdruck 
(Siebdruckfahren) versehen. Die Oberfläche des Siebdruck-Busbars wird 
dann vom Kunden mit dem Gehäuse verbunden. Je nach Designmöglichkeiten 
wird das per Kupfertapes oder auch mit leitfähigen Silikondichtungen 
gemacht.


Jetzt meine Fragen:
(1) Wie wichtig ist eigentlich der Kontaktwiderstand zwischen dem 
Kupfermesh (~ 10 um Cu Dicke)und dem gedrucken Silberleitlack (~ 20 um 
Dicke)für das Abschirmergebnis? Müssen die beiden gut leitfähig Bereich 
, also Meshfilm und Druck miteinander elektrisch verbunden sein?


(2) Oder andersherum gesagt, falls Cu-Mesh und Silbersiebdruck keinen 
guten elektrischen Kontakt miteinander  haben, leidet dann die 
Abschirmung darunter, oder ist das völlig egal?

(3) Allgemein gefragt: Wenn mein Faradaykäfig nicht aus einem Stück 
besteht, wie wichtig ist der Kontakt zwischen den Teilkäfigen? Gibt es 
eine einfaches, preiswertes  Messgerät dafür?
#3743760
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Franz Schneider schrieb:
> Jetzt meine Fragen:
> (1) Wie wichtig ist eigentlich der Kontaktwiderstand zwischen dem
> Kupfermesh (~ 10 um Cu Dicke)und dem gedrucken Silberleitlack (~ 20 um
> Dicke)für das Abschirmergebnis? Müssen die beiden gut leitfähig Bereich
> , also Meshfilm und Druck miteinander elektrisch verbunden sein?

Ja müssen sie und zwar rund herum

Franz Schneider schrieb:
> (2) Oder andersherum gesagt, falls Cu-Mesh und Silbersiebdruck keinen
> guten elektrischen Kontakt miteinander  haben, leidet dann die
> Abschirmung darunter, oder ist das völlig egal?

Ja

Franz Schneider schrieb:
> (3) Allgemein gefragt: Wenn mein Faradaykäfig nicht aus einem Stück
> besteht, wie wichtig ist der Kontakt zwischen den Teilkäfigen? Gibt es
> eine einfaches, preiswertes  Messgerät dafür?

Schlitze in der Abschirmung wirken als Antenne.

Ralph Berres
Gast #3744060
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Hallo Herr Berres,

vielen Dank für Ihre Bestätigung der "rundum geschlossenen, leitfähigen 
Abschirm-Rahmenbedingungen". Ich kann das auch gedanklich leicht für 
einen Faradaykäfig-Design nachvollziehen, da die Ladungsträger sich ja 
möglichst verlustfrei anordnen müssen und dabei auch Ströme fliessen.

Ist das Faradaymodell das richtige im 30 MHz bis 1 GHz Bereich?
Wie misst man so einen Kontaktwiderstand mit einfachen Mitteln?
Es ist ja überall leitfähiges Material, das den eigentlich 
interessierenden Widerstand unzugänglich macht?
Wäre eine DC Widerstandsmessung als Abschätzung geeignet oder muss der 
gesamte Frequenzbereich betrachtet werden?

Welche Rolle spielen im Bereich 30 MHz bis 1 GHz Wirbelstromverluste? 
Nach der einschlägigen Literatur spielen sie eine dominante Rolle! In 
meinem Fall, wo ein leitfähiger Siebdruck flächig ein darunter liegendes 
Meshgewebe überlappt, sollte die elektrische Verbindung bei der 
Abschirmung per Wirbelstrom doch keine Rolle spielen, da durch die 
überlappund in jedem Fall, quasi oben und unten eine Abschwächung 
eintritt.

Gibt es eine Literaturreferenz, wo man genau auf diese Problematik 
eingeht?
Mir fehlt irgendwie das "grosse Bild" der Abschirmungsprinzipien und 
Messtechnik in diesem Frequenzbereich.
Herzlichen Dank in jedem Fall für die Annahme meiner Unwissenheit.
#3744150
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Das Messobjekt wird in eine gut geschlossene Metallkiste gelegt, eine 
Sendeantenne im Inneren des Messobjekts und eine Empfangsantenne 
außerhalb angebracht, die von außen beweglich ist.
Mit einem Spektrumanalyzer mit Mtlaufgenerator und max-hold-Funktion 
wird der interessierende Bereich gewobbelt und mit der Empfangsantenne 
im Kasten herumgestochert, um örtliche Maxima zu finden.
so etwa kenne ich den einfachen Messaufbau für "Schirmungsmaß"- 
Abschätzungen.
Gast #3746662
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Hallo,
Aufbauten zur Messung des Schirmmasses sind nicht die einzig 
zielführende Methode, da die Störsignalerzeugung und Abstrahlung direkt 
im/am Display erfolgt (Antennenteilstück im Glas). Der das Display 
umgebende "Metallanteil" hat genauso einen Einfluss, wie die 
Leitfahigkeiten und Impedanzen der Übergänge. Der Gesamtkonstrukt aus 
Display und Schirmung ist als die abstrahlende Antennenstruktur zu 
betrachten.

Grundsatzmassnahme:
Immer auf langlebige, flächige und niederimpedante Kontaktierungen der 
Schirmmassnahmen achten. "Hartes" Kupfertape ist eher nicht langlebig, 
da gibt es besseres Material im einschlägigen EMV-Handel.

Gruss
Gast #3747105
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Bist Du denn sicher, dass das Display selber das Störphenomen erzeugt 
oder liegt es eher am Interface/ Leitungsverbindung ? - Letzteres ist 
meiner Erfahrung nach das häufigste Problem und die Beseitigung oder 
Auswahl entsprechender Technologien ist weit zielführender als eine 
Abschirmung.

Gruss Thomas
Gast #3747185
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Christoph Kessler (db1uq) schrieb:
> Das Messobjekt wird in eine gut geschlossene Metallkiste gelegt, eine
> Sendeantenne im Inneren des Messobjekts und eine Empfangsantenne
> außerhalb angebracht, die von außen beweglich ist.
> Mit einem Spektrumanalyzer mit Mtlaufgenerator und max-hold-Funktion
> wird der interessierende Bereich gewobbelt und mit der Empfangsantenne
> im Kasten herumgestochert, um örtliche Maxima zu finden.
> so etwa kenne ich den einfachen Messaufbau für "Schirmungsmaß"-
> Abschätzungen.

Ja, so könnte man es machen, wenn der Hersteller nicht aus dem 
Glasbereich käme und Elektronik & Co. ein Buch mit 7 Siegeln ist.
Der Hersteller fertigt eine über die ganze Glasfilterfläche eine 
elektrisch leitfähige und transparente Schicht, der Qualität (der 
Leitfähigkeit) ausser Frage ist. Es geht eigentlich nur um die 
Auswirkungen der elektrischen Qualität bzw der Kontaktierung am Rand der 
Scheibe, die sowas wie das Interface zum Rest des Gehäuses bzw zum 
eingebauten LCD Panel darstellt.
Das Problem ist ja, dass er nicht weiss, welche Kontakteigenschaften 
zwischen der (guten) Schicht auf Glas und seinen 
Kontaktierungsmassnahmen am Rande/auf der Schicht herrschen. Vielleicht 
sollte ich eine Skizze anfertigen, damit das klar wird..das mach ich..
Besten Dank für alle Beiträge..
#3747193
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Franz Schneider schrieb:

> Der Hersteller fertigt eine über die ganze Glasfilterfläche eine
> elektrisch leitfähige und transparente Schicht, der Qualität (der
> Leitfähigkeit) ausser Frage ist. Es geht eigentlich nur um die
> Auswirkungen der elektrischen Qualität bzw der Kontaktierung am Rand der
> Scheibe,

Wenn es sich dabei um das auch bei LCDs übliche Zinkoxyd handelt,
würde ich das genauso kontaktieren, wie man auch LCDs kontaktiert:
Mit Leitgummi.
Gruss
Harald
Gast #3747231
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Harald Wilhelms schrieb:
> Der Hersteller fertigt eine über die ganze Glasfilterfläche eine
>> elektrisch leitfähige und transparente Schicht, der Qualität (der
>> Leitfähigkeit) ausser Frage ist. Es geht eigentlich nur um die
>> Auswirkungen der elektrischen Qualität bzw der Kontaktierung am Rand der
>> Scheibe,
>
> Wenn es sich dabei um das auch bei LCDs übliche Zinkoxyd handelt,
> würde ich das genauso kontaktieren, wie man auch LCDs kontaktiert:
> Mit Leitgummi.
> Gruss
> Harald

Es handelt sich bei der transparenten, leitfähigen Schicht nicht um ITO 
(IndiumZinnOxyd, sondern um einen Kupfergewebefilm (< 10 um dick), der 
dennoch mindestens 10 mal leitfähiger als ITO ist. Das Gewebe auf dem 
PET Film ist jedoch sehr empfindlich und hält einen mechanischen 
Lötkontakt nicht lange aus. Momentan wird daher mit Silberleitlack 
ringsum ein Kontakt gedruckt.

Und jetzt geht es genau darum wie gut der elektrische Kontakt zwischen 
Cu-Film und Ag-Silberdruck ist und im Laufe der Zeit auch bleibt. Der 
Silberdruck selbst ist sicher leitfähiger als der Cu-Film, aber wenn es 
keinen vollflächigen Kontakt zwischen den beiden gibt, dann leidet 
vermutlich die Abschirmung, weil es in der Kette Cu-Film, 
Ag-Kontaktierung-LCD-Anschluss ungleiche Leitfähigkeiten gibt. Ich würde 
gerne genau den Kontakteinfluss dieser Leitfähigkeitsunterschiede auf 
die Abschirmung verstehen..Wenn ein direkte DC Kontakt nicht so wichtig 
ist, weil es eh nur um HF-Widerstände zwischen den Kontaktstellen geht, 
dann wäre es ja nicht wirklich wichtig..??
#3747239
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Allenfalls sollte man das Problem genauer betrachten. Die vom display 
ausgehende Stoerstrahung ist harmonisch zur verwendeten Clockfrequenz, 
wobei die Oberwellen schnell abnehmen.
Das ist was ganz anderes wie die Suszeptbilitaet des Display gegen RF 
bis 3GHz, wie vom CE gefordert.
Gast #3747246
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Siebzehn Zu Fuenfzehn schrieb:
> Allenfalls sollte man das Problem genauer betrachten. Die vom display
> ausgehende Stoerstrahung ist harmonisch zur verwendeten Clockfrequenz,
> wobei die Oberwellen schnell abnehmen.
> Das ist was ganz anderes wie die Suszeptbilitaet des Display gegen RF
> bis 3GHz, wie vom CE gefordert.

Herzlichen Dank für die Bedenkpunkte. Gibt es einen Unterschied, ob ich 
ein Display schützen möchte gegen "abhören" von aussen, oder ich das 
Gerät selber als Störer der Aussenwelt einstufen muss?
Gast #3747255
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Die Leitfähigkeit des Übergangs sollte günstigstenfalls im gleichen 
Bereich vorhanden sein, wie die Leitfähigkeit des Kupfers. Die Frage ist 
aber, wie gut der aufgedruckte Silberlack mit dem Kupfer interagiert. 
Ist das Kupfer leicht oxidiert, hilft auch eine Überlappung nicht, das 
zu beheben.

Wenn dort z.B. nur die Leitfähigkeit von Kohlenstoffgetränkten 
Dichtungen herrscht, ist die Teilfläche gegen den Rest des 
Faraday-Käfigs "beweglich"  und kann frequenzspezifisch Anteile von 
Innen nach Aussen und umgekehrt koppeln.

Da du leider nichts dazu aussagst, welche Schirmwirkung gefordert ist, 
kann man keine bessere Abschätzung machen.
Gast #3747285
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HF-Werkler schrieb:
> Wenn dort z.B. nur die Leitfähigkeit von Kohlenstoffgetränkten
> Dichtungen herrscht, ist die Teilfläche gegen den Rest des
> Faraday-Käfigs "beweglich"  und kann frequenzspezifisch Anteile von
> Innen nach Aussen und umgekehrt koppeln.

Danke für die Analyse der Möglichkeiten..verstehe ich es also recht, 
dass nur der volle elektrische (DC) Kontakt hilft, weil sonst kapazitive 
"leaks" entstehen?


>
> Da du leider nichts dazu aussagst, welche Schirmwirkung gefordert ist,
> kann man keine bessere Abschätzung machen.

Die Abschirmungsanforderungen sind(im Bereich 30 MHz bis 1 GHz)> 30 dB 
für Industriemonitore und > 40 dB für Consumermonitore.
#3747344
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> Herzlichen Dank für die Bedenkpunkte. Gibt es einen Unterschied, ob ich
ein Display schützen möchte gegen "abhören" von aussen, oder ich das
Gerät selber als Störer der Aussenwelt einstufen muss?

In der Tat. Wenn der clock 1MHz ist, wird die 10MHz komponente gut 
abgeklungen sein. waehrend das Display immer noch bis 3GHz empfindlich 
ist. Die Empfindlichkeit umgeht man durch periodisches 
neu-initialisieren.
Gast #3747398
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Um was für LCDs geht es denn (Auflösung, Pixelclock)?

1Mhz ist wohl eher eine Einfachstanzeige, moderne Displays haben 
durchaus höhere Auflösungen und Clocks. Welche Komponenten wie 
abgeklungen ist, hängt am Gesamtaufbau/Verhalten. So Pauschal ist die 
Aussage mit "bei 10Mhz ist alles Abgeklungen" sicher nicht korrekt, 
weder von der Frequenz, als auch von den Harmonischen.

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