專利名稱：用于熱控制具有降低的噪聲排放的電子顯示器的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的典型的實(shí)施例總體上涉及冷卻系統(tǒng)，尤其是用于電子顯示器的冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)改進(jìn)電子顯示器以使其可在戶外使用，用于滿足信息、廣告或者娛樂(lè)目的。然而過(guò)去的顯示器主要被設(shè)計(jì)為在接近室溫運(yùn)行，現(xiàn)在讓顯示器能夠承受大的外部環(huán)境溫度變化是可取的。例如，某些顯示器可以在-22華氏溫度(_30°C)以及高到113華氏溫度(45°C)或者更高溫度下運(yùn)行。當(dāng)外部溫度升高時(shí)，內(nèi)部顯示器元件的冷卻會(huì)變得更難。此外，現(xiàn)代顯示器已變得極其明亮，其背光燈產(chǎn)生1000-2000尼特或更多的光。有時(shí)照明水平是必要的，因?yàn)轱@示器被用于室外，或者其他相對(duì)明亮的區(qū)域，這時(shí)候顯示器的照度需要與其它的環(huán)境燈光相競(jìng)爭(zhēng)。為了生產(chǎn)這種級(jí)別的光度，照明裝置和電子顯示器可能會(huì)產(chǎn)生相對(duì)大量的熱。另外，在某些情況下，來(lái)自太陽(yáng)的輻射傳熱穿過(guò)前顯示器表面也能夠成為熱源。在一些地方，800-1400W/m2或更多的熱量穿過(guò)前顯示器表面是很常見(jiàn)的。而且，市場(chǎng)要求更大屏幕尺寸的顯示器。隨著電子顯示器的屏幕尺寸的增加以及相應(yīng)的前顯示器表面增大，會(huì)產(chǎn)生更多的熱量以及更多的熱量被傳輸至顯示器。典型的現(xiàn)代顯示器已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了用于冷卻顯示器的一些有效手段，包括圍繞顯示器循環(huán)一氣體閉環(huán)，并抽取外部氣體通過(guò)顯示器使得氣體閉環(huán)可以被冷卻(電子顯示器部分同樣得到冷卻)。各種熱交流，其可以從敏感電子元件處轉(zhuǎn)移走熱量并移出顯示器。熱交換器被發(fā)現(xiàn)是用來(lái)生成傳輸氣體閉環(huán)和外部氣體之間熱量的非常好的工具。然而，用于移除通過(guò)顯示器的氣體的之前的設(shè)計(jì)，已被發(fā)現(xiàn)會(huì)在顯示器處產(chǎn)生不需要的數(shù)量的噪聲排放，以及會(huì)產(chǎn)生熱梯度，即一部分顯示器被冷卻而其他顯示器仍然是熱的。當(dāng)使用液晶顯示器(IXD)時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)背光燈經(jīng)常是一個(gè)熱源，為了冷卻背光燈，將氣體從背光燈的后表面移除是可取的。當(dāng)需要時(shí)，認(rèn)為背光燈的前表面不能被冷卻，以免背光燈腔會(huì)被灰塵、污垢或其它顆粒污染。

發(fā)明內(nèi)容
為了充分冷卻電子顯示器，本發(fā)明的典型實(shí)施例可以使用循環(huán)氣體和外部氣體的結(jié)合。循環(huán)氣體可被用來(lái)從圖像裝置的正面移除熱量。循環(huán)氣體也可以被用來(lái)移除內(nèi)部電子器件的熱量。當(dāng)使用液晶顯示器(LCD)作為電子圖像裝置時(shí)，循環(huán)氣體也可以被用來(lái)移除液晶顯示器的背光燈腔的熱量。因?yàn)闅怏w僅僅在顯示器內(nèi)部循環(huán)，這就使得顯示器不被顆粒污染，并且不會(huì)損壞顯示器。為了冷卻循環(huán)氣體，外部氣體被抽入顯示器。外部氣體和循環(huán)氣體通過(guò)熱交換器被抽取，在熱交換機(jī)中允許熱量從循環(huán)氣體轉(zhuǎn)移至外部氣體，優(yōu)選地，不讓外部其他和循環(huán)氣體彼此混合。一個(gè)示例性的實(shí)施例中將使用叉流式熱交換器。外部氣體的附加流可以在圖像裝置的后表面抽取，以移除圖像裝置的后部的熱量。當(dāng)使用液晶顯示器(LCD)作為電子圖像裝置時(shí)，這種外部氣體的附加流可被用來(lái)移除液晶顯示器(LCD)的背光燈的后部的熱量。為了降低噪聲排放，驅(qū)動(dòng)外部和/或循環(huán)氣體通過(guò)熱交換器的風(fēng)扇可以被放置在熱交換器內(nèi)(或在兩個(gè)獨(dú)立的熱交換器之間)，充當(dāng)消音器并降低風(fēng)扇排出的噪音。此外，如果在電子圖像裝置背后使用附加的外部氣體通道，可使用歧管收集沿顯示器邊緣的外部氣體，并將其分送進(jìn)若干個(gè)較小的流。用于驅(qū)動(dòng)該附加外部氣體通道的風(fēng)扇可以被放置在歧管中以降低風(fēng)扇排放出的噪音，并提供通過(guò)顯示器的外部氣體的均勻分布。在一個(gè)示例性的實(shí)施例中，單個(gè)風(fēng)扇裝置可被用以驅(qū)動(dòng)通過(guò)熱交換器的外部氣體和電子圖像裝置背后的外部氣體?？梢园l(fā)現(xiàn)，從顯示器的上下邊緣抽取外部氣體是優(yōu)選的，因?yàn)檫@些邊緣通常不能被觀察者看到。但是，當(dāng)從面向圖像的顯示器的上下邊緣處抽取外部氣體，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，隨著冷的外部氣體穿過(guò)電子圖像裝置的后部并吸收熱量，其溫度升高。一旦冷卻空氣到達(dá)相反的邊緣(不論是上還是下邊緣)，溫度會(huì)大幅升高，并且不能再提供給顯示器的相對(duì)部分足夠的冷卻。因此，此處的歧管允許冷的外部氣體以均等的方式來(lái)充分冷卻整個(gè)電子圖像裝置，并減少在電子圖像裝置的“熱點(diǎn)區(qū)域”。前述內(nèi)容及其他特征和改進(jìn)將在以下更為詳細(xì)的本發(fā)明的特定實(shí)施例中明顯得出，并在附圖中說(shuō)明。


從下述詳細(xì)說(shuō)明以及附圖可以更好地理解示例性的實(shí)施例，附圖中的相同編字符代表同一部分，其中:圖1A提供了電子顯示器的實(shí)施例的正面透視圖。圖1B提供了電子顯示器的實(shí)施例的背面透視圖。圖2提供了和后蓋被移除的圖1B相似的背面透視圖。圖3提供了沿圖1B中的截面線A-A的透視截面圖。圖4提供了沿圖1B中的截面線B-B的透視截面圖。圖5提供了圖4所示的嵌件C的透視截面圖。圖6提供了交叉通過(guò)板的一個(gè)實(shí)施例的透視截面圖。
圖7提供了熱交換器的一個(gè)實(shí)施例的分解透視圖。圖8提供了另一實(shí)施例的透視截面圖，該實(shí)施例使用了通過(guò)液晶顯示器(IXD)的背光燈腔循環(huán)氣體。圖9提供了一實(shí)施例的透視截面圖，該實(shí)施例除了在LCD和前板之間的循環(huán)流外，還使用了通過(guò)背光燈腔循環(huán)氣體。圖10提供了使用單個(gè)風(fēng)扇裝置控制外部氣體流的實(shí)施例的后蓋被移除的背面透視圖。圖1IA提供了圖10實(shí)施例的沿圖10中的截面線11A-11A的透視截面圖。圖1lB提供了圖1lA所示的嵌件B的透視截面圖。
具體實(shí)施例下面根據(jù)相關(guān)的實(shí)施例的附圖來(lái)更全面地闡述本發(fā)明。但是本發(fā)明可以被表現(xiàn)為不同的形式，不應(yīng)該被局限于在此闡述的實(shí)施例。相反，實(shí)施例的提供使得公開(kāi)徹底和完整，可以向本領(lǐng)域技術(shù)人員全面表達(dá)本發(fā)明的范圍。在附圖中，為了清楚，尺寸和層及區(qū)域的相關(guān)大小被放大。當(dāng)提到元件或?qū)釉诹硪辉驅(qū)印吧稀睍r(shí),所述元件或?qū)涌梢允侵苯釉诹硪辉驅(qū)又匣蛘呤墙橛谠蛯又g。與此相反，當(dāng)提到元件時(shí)“直接”在另一元件或?qū)印吧稀睍r(shí)，則不是介于元件和層之間。全文中相同的編號(hào)代表同一元件。在此使用的“和/或”包含相關(guān)列出的項(xiàng)的所有組合。盡管術(shù)語(yǔ)第一、第二、第三等等可能被用來(lái)描述不同的元件、部件、區(qū)域、層和/或部分，應(yīng)被理解為所述元件、部件、區(qū)域、層和/或部分不被該術(shù)語(yǔ)限制。該術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)區(qū)分不同的元件、部件、區(qū)域、層和/或部分。因此，以下討論的第一元件、部件、區(qū)域、層和/或部分可能會(huì)被稱為第二元件、部件、區(qū)域、層和/或部分，并未背離本發(fā)明的教示。空間相關(guān)的術(shù)語(yǔ)，例如“較低的”、“較高的”諸如此類，在此可被用于說(shuō)明書(shū)中描述附圖中的一個(gè)元件或特征與另一(些)元件或特征之間的關(guān)系。空間相關(guān)的術(shù)語(yǔ)可被理解為意圖包含正在使用或運(yùn)行的設(shè)備的不同方位，作為對(duì)附圖中描述的方位的補(bǔ)充。例如，假如把圖中的設(shè)備翻過(guò)來(lái)，描述成相對(duì)其它元件或特征“較低的”元件此時(shí)便會(huì)轉(zhuǎn)向成相對(duì)其他元件或特征“較高的”。因此，示例的術(shù)語(yǔ)“較低的”可包含之上和之下兩個(gè)方向。設(shè)備可做不同轉(zhuǎn)向(旋轉(zhuǎn)90度或其它方向)，文中使用的空間相對(duì)描述可據(jù)此解讀。文中的專業(yè)術(shù)語(yǔ)的使用僅僅是為了描述具體實(shí)施例的目的，并不是對(duì)本發(fā)明的限制。例如單數(shù)形式“一” “這個(gè)”同樣包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文有明確指出。在說(shuō)明書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)“包含”和/或“包括”可被進(jìn)一步理解為列舉陳述的功能、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是并不排除一個(gè)或多個(gè)其它功能、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或組的增加或存在。在此描述的本發(fā)明的實(shí)施例以及截面圖是最佳實(shí)施例(及中間結(jié)構(gòu))的示意圖。正因如此，例如由于制造技術(shù)和/或公差，圖示形狀需要被變化。因此，本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)被解釋為限定在此圖示的部分的特定形狀，而應(yīng)該包括由來(lái)自例如制造業(yè)造成的形狀的差
巳例如，被圖示為矩形的植入?yún)^(qū)，典型地，在其邊緣具有圓形或弧形特征和/或植入物濃縮梯度，而不是從植入到非植入?yún)^(qū)的。同樣的，由植入形成的隱埋區(qū)將在隱埋區(qū)和進(jìn)行植入的表面之間產(chǎn)生某些植入?yún)^(qū)。因此，附圖中圖示的區(qū)域本質(zhì)上是原理圖，它們的形狀并不是圖示出設(shè)備區(qū)域的實(shí)際形狀，且并不是要局限于本發(fā)明的范圍。除非另有定義，所有在此用到的術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))均具有與本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的相同含義?？杀贿M(jìn)一步理解為所述術(shù)語(yǔ)，例如那些在常用字典中定義的，應(yīng)被解釋為具有與其在相關(guān)領(lǐng)域的上下文中含義相同的含義，并且除非在此明確敘述，也不能被理解為理想化或過(guò)于正式的含義。圖1A提供了電子顯示器100的實(shí)施例的正面透視圖。透明前板10放置在顯示器的前面部分，用以保護(hù)內(nèi)部部件并使得顯示器100產(chǎn)生的圖像能夠被看到。在一些實(shí)施例中，可用玻璃做透明前板10。典型的實(shí)施例可以使用折射率匹配光學(xué)膠壓合的兩塊玻璃。一些前板10可提供其它效用，例如抗反射或者偏光功能。外殼上可以有進(jìn)氣孔24和出氣孔25，使得顯示器100可以接收外部氣體來(lái)冷卻顯示器100。圖1B提供了電子顯示器100的實(shí)施例的背面透視圖。后蓋15可用于提供到達(dá)顯示器100的內(nèi)部部件的途徑。圖2提供了和后蓋15被移除的圖1B相似的背面透視圖。外部氣體200通過(guò)進(jìn)氣孔24抽入顯示器，穿過(guò)熱交換器45，然后通過(guò)出氣孔25從顯示器出來(lái)。外部氣體200被抽進(jìn)顯示器，用熱交換器風(fēng)扇裝置46迫使穿過(guò)熱交換器45。熱交換器風(fēng)扇裝置46的最佳放置位置在下文中進(jìn)一步討論，但是在許多實(shí)施例中風(fēng)扇裝置46可被放置在近進(jìn)氣口 24和/或出氣孔25處，并可以放置或不放置在熱交換器45內(nèi)部(如圖2中所示)?？蛇x擇地，外部氣體210也可被進(jìn)氣孔24抽入顯示器。隨后外部氣體210可直接通過(guò)沿著顯示器邊緣的第一歧管30。第一歧管30接收外部氣體210的單股較大進(jìn)氣流，并將其分配入沿顯示器的多個(gè)較小的流。第二歧管35可被放置在與沿第一歧管30相反的顯示器的邊緣。第二歧管35接收多個(gè)較小的流，并將其合成單個(gè)流從出氣孔25排出。在這個(gè)實(shí)施例中，歧管風(fēng)扇裝置211用來(lái)抽取從進(jìn)氣孔24進(jìn)入的外部氣體210，并迫使外部氣體210通過(guò)顯示器。在這個(gè)具體的實(shí)施例中，歧管風(fēng)扇裝置211放置在第一歧管30中，用來(lái)將外部氣體210抽入顯示器，并且將單個(gè)流分配入多個(gè)較小的流。但不是必須這樣，某些實(shí)施例可以將歧管風(fēng)扇裝置211放置在第二歧管35中，或在第一歧管30和第二歧管35中均放置。盡管實(shí)施例中的兩股外部氣體流可以都用到，但并不要求兩者必須都用到。某些實(shí)施例中可以只使用外部氣體200或外部氣體210。同樣，如果同時(shí)使用外部氣體200和外部氣體210，并不要求它們共用相同的進(jìn)氣孔和出氣孔。因此，兩股外部氣體流可以有獨(dú)立的進(jìn)氣孔和出氣孔。圖3提供了沿圖1B中的截面線A-A的透視截面圖。同樣，外部氣體200通過(guò)進(jìn)氣孔24抽入顯示器，穿過(guò)熱交換器45，然后通過(guò)出氣孔25從顯示器出來(lái)。外部氣體200被抽進(jìn)顯示器，用熱交換器風(fēng)扇裝置46迫使穿過(guò)熱交換器45。顯然，進(jìn)氣孔24可以包含過(guò)濾器或其它保護(hù)層，使得污染物、昆蟲(chóng)、垃圾和/或水/液體不易被抽入顯示器。但是，如果外部氣體200包含污染物，實(shí)施例也不會(huì)被破壞，因?yàn)檫@些污染物僅僅通過(guò)熱交換器45，而熱交換器45不易受到顆粒或污染物的破壞影響。出氣孔25還可以包括某種保護(hù)層以確保污染物和/或昆蟲(chóng)不能進(jìn)入顯示器。
電子圖像裝置50可被放置于前板10之后。多個(gè)通道60可被放置于電子圖像裝置50之后(優(yōu)選為緊接其后)。外部氣體210穿過(guò)第一歧管30 (圖中未顯示)之后被迫使通過(guò)通道60。緊接電子圖像裝置50的外部氣體210的流被用來(lái)移除來(lái)自電子圖像裝置50后部的積聚熱量。最好是在電子圖像裝置50的后部具有一個(gè)導(dǎo)熱面，以使熱量容易傳輸至該面然后被外部氣體210移除。通道60可以為具有任何個(gè)數(shù)的形式。盡管在本實(shí)施例的方形截面中并未體現(xiàn)。其它實(shí)施例可以包含L型梁截面、空心方形截面、空心矩形截面、實(shí)心矩形或方形截面、“T”型截面、“Z”型截面、蜂窩截面及其它上述形式的組合或混合。通道60優(yōu)選是導(dǎo)熱的，并優(yōu)選為與電子圖像裝置50進(jìn)行熱通信。因此，在優(yōu)選的實(shí)施例中，積累在電子圖像裝置50后部的熱量可被傳輸貫穿通道60，然后被外部氣體210移除。圖4提供了沿圖1B中的截面線B-B的透視截面圖。在本圖中，循環(huán)氣體250的路徑也可被觀察到。在前板10和電子圖像裝置50之間的空間處可以定義一個(gè)前通道251，循環(huán)氣體250可以通過(guò)其通行以移除在電子圖像裝置50前表面的所有堆積的熱量。循環(huán)氣體250優(yōu)選地隨后可被導(dǎo)入熱交換器45,在熱交換器45中將熱量從循環(huán)氣體250傳輸至外部氣體200。從熱交換器中輸出時(shí)，循環(huán)氣體250可被再次導(dǎo)入前通道251。循環(huán)氣體250也可以被引導(dǎo)通過(guò)電子元件7，使得熱量從電子元件7傳輸?shù)窖h(huán)氣體250。電子元件7可以是但不限于下列的任何一個(gè):電源模塊、散熱器、電容器、發(fā)動(dòng)機(jī)、微處理器、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、AC/DC轉(zhuǎn)換器、變壓器或者印刷電路板。截面圖中也示出了外部氣體210的路徑穿行過(guò)通道60的其中之一，所述通道60緊接電子圖像裝置50之后。在此實(shí)施例中，外部氣體210被歧管風(fēng)扇裝置211迫使壓出第一歧管30，穿過(guò)通道60，進(jìn)入到第二歧管35中。如圖所示，外部氣體210與循環(huán)氣體250的路徑很可能交叉，但優(yōu)選為防止兩種氣體混合(因?yàn)橥獠繗怏w210可能含有顆粒物或污染物，這樣循環(huán)氣體250基本上可保持沒(méi)有顆粒物和污染物)。優(yōu)選地，防止循環(huán)氣體250含有顆粒物和污染物，因?yàn)槠湓陔娮訄D像裝置50前面穿行。因此，為了防止圖像質(zhì)量損壞，循環(huán)氣體250需要保持清潔，避免其與外部氣體210混合。圖5提供了圖4所示的嵌件C的透視截面圖。如上面看到的那樣，假如實(shí)踐一個(gè)使用了外部氣體210以及循環(huán)氣體250的實(shí)施例，兩種氣體的路徑可能要互相交叉，這就需要阻止其混合以防止顯示器敏感部分的污染。在此，交叉通過(guò)板500使得所述兩種氣體沒(méi)有混合地穿過(guò)彼此。本實(shí)施例的交叉通過(guò)板500包含一連串的穿過(guò)板的空隙。第一系列空隙550穿過(guò)交叉通過(guò)板500，使得外部氣體210從第一歧管30穿行至跟在電子圖像裝置50后的通道60。第二系列空隙525以與第一系列空隙550基本垂直的方向穿過(guò)交叉通過(guò)板500。第二系列空隙525使得循環(huán)氣體250從前通道251出來(lái)，越過(guò)外部氣體210，繼續(xù)走向熱交換器45。在本實(shí)施例中，循環(huán)氣體風(fēng)扇裝置255被用來(lái)抽取穿過(guò)前通道251和熱交換器45的循環(huán)氣體250。如同在此描述的另外一個(gè)風(fēng)扇裝置,此循環(huán)氣體風(fēng)扇裝置255可被放置于顯示器內(nèi)的任何位置或者前通道251的入口處/出口處。圖6提供了交叉通過(guò)板的一個(gè)實(shí)施例的透視截面圖。在本實(shí)施例中，交叉通過(guò)板500包括多個(gè)夾在頂板501和底板502之間的空心塊503，所述板501和502的具有與空心板503部分相一致的截面被移除。頂板501的部分被移除以顯示空心塊503、第一系列空隙550和第二系列空隙525的細(xì)節(jié)。交叉通過(guò)板500可具有任何個(gè)數(shù)的形式，被構(gòu)造成多種方式。某些實(shí)施例可使用實(shí)板，其中第一和第二系列空隙550和525在實(shí)板上切出。另外實(shí)施例可以使用兩個(gè)空心塊，其中空心部分互相垂直，并且塊被固定在一起。還有實(shí)施例可以應(yīng)用和下述熱交換器45教示的類似的設(shè)計(jì)，例如可以使用叉流式熱交換器。圖7提供了熱交換器的一個(gè)實(shí)施例的分解透視圖。在圖中，熱交換器風(fēng)扇裝置46從其安裝在熱交換器45的位置移出。在本實(shí)施例中，熱交換器45被分解成47和48兩個(gè)部分，風(fēng)扇裝置46被放置在47和48部分之間。雖然風(fēng)扇裝置46可被放置在很多地方以使得其可以從熱交換器45處抽取外部氣體200，但發(fā)現(xiàn)將風(fēng)扇裝置46放置在熱交換器的47和48兩部分之間具有多個(gè)好處。第一，外部氣體200通過(guò)熱交換器的容積流率高，這就使得熱交換器45的冷卻性能更好。第二，風(fēng)扇裝置46產(chǎn)生的噪音被大幅減少，因?yàn)闊峤粨Q器45的周?chē)糠?7和48實(shí)質(zhì)上是充當(dāng)風(fēng)扇裝置46的消音器。在本實(shí)施例中，部分48比部分47更薄更長(zhǎng)。這么做是為了在外殼內(nèi)空出更多的空間，以使附加的電子元件能夠安裝在外殼內(nèi)(鄰近部分48)。當(dāng)需要生成可能的最大的熱交換器45時(shí)(為了最大的冷卻能力)，這種設(shè)計(jì)可能是更適合的。當(dāng)然這不是必須的，其它的實(shí)施例也可以使兩個(gè)部分具有相等的寬度和高度。同時(shí)，盡管本實(shí)施例使用風(fēng)扇裝置46驅(qū)動(dòng)外部氣體200，其它實(shí)施例可以用安置在熱交換器內(nèi)的風(fēng)扇裝置替代來(lái)驅(qū)動(dòng)循環(huán)氣體250，并與另一個(gè)風(fēng)扇裝置(可能安置在熱交換器內(nèi)部或放置在熱交換器的入口處/出口處)一起驅(qū)動(dòng)外部氣體200。外部氣體200穿過(guò)熱交換器45的第一路徑(或多個(gè)路徑)，循環(huán)氣體250穿過(guò)熱交換器45的第二路徑(或多個(gè)路徑)。雖然不是必須的，循環(huán)氣體250和外部氣體200最好不混合。這樣可以防止出現(xiàn)在外部氣體200中的污染物和/或顆粒物損壞顯示器的內(nèi)部。在優(yōu)選的實(shí)施例中，熱交換器45可以是叉流式熱交換器。但是現(xiàn)有的很多種熱交換器都可被應(yīng)用于這些實(shí)施例中。熱交換器45可以是叉流、平行流、逆流式熱交換器。在典型的實(shí)施例中，熱交換器45可以包括多個(gè)薄板的堆疊層。薄板可以具有波浪、蜂窩或管狀的設(shè)計(jì)，多個(gè)通道/路徑/管沿著板長(zhǎng)的方向穿過(guò)。這些板可被堆疊，使每個(gè)相鄰板的路徑的方向交替改變，從而每個(gè)板的路徑與相鄰板的路徑基本垂直。因此，外部氣體或循環(huán)氣體僅可通過(guò)那些與氣體路徑平行的板的通道或路徑，進(jìn)入實(shí)例中的熱交換器。因?yàn)榘迨墙惶娴模h(huán)氣體和外部氣體進(jìn)入彼此相鄰的板,兩種氣體之間的熱量傳輸,沒(méi)有將兩種氣體本身混合(優(yōu)選但非必須，熱交換器為充分密封)。換句話說(shuō)，典型的熱交換器具有用于外部氣體的至少一個(gè)第一氣體路徑和用于循環(huán)氣體的至少一個(gè)第二氣體路徑，其中兩個(gè)路徑基本垂直并彼此相鄰，且不讓外部氣體和循環(huán)氣體混合。在熱交換器的替換設(shè)計(jì)中，可在一對(duì)波浪、蜂窩或管狀的板之間放置一個(gè)開(kāi)放通道。所述開(kāi)放通道以與相鄰板的通道方向垂直的方向穿行。該開(kāi)放通道可以在板的兩個(gè)相反邊緣之間采用兩條材料條或膠帶(例如很高粘結(jié)度的膠帶)生成，方向與相鄰板的路徑的方向垂直。因此，氣體以第一方向進(jìn)入熱交換器穿過(guò)開(kāi)放通道(平行于條或膠帶)。進(jìn)入第二方向(與第一方向基本垂直)的氣體可穿過(guò)相鄰板的路徑。其它類型的叉流式熱交換器可包括多個(gè)管道，所述管道包含第一種氣體，并垂直穿過(guò)第二種氣體的路徑。當(dāng)?shù)诙N氣體流經(jīng)包含第一種氣體的管道時(shí)，兩種氣體之間進(jìn)行熱交換。顯然，叉流式熱交換器有很多類型，任何類型都可用于在此的實(shí)施例中。典型的熱交換器可具有板，所述板的側(cè)壁具有相對(duì)低的熱阻，以使得熱量能夠在兩種氣體之間容易地轉(zhuǎn)換。多種材料可用于制造熱交換器。優(yōu)選地，所用材料應(yīng)該抗銹蝕、抗腐蝕、重量輕和便宜。通常使用金屬制造熱交換器，因?yàn)槠涓叩臒醾鲗?dǎo)性被用于這些實(shí)施例中。但是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)塑料和復(fù)合材料也可滿足電子顯示器的熱條件。典型實(shí)施例可使用聚丙烯為材料構(gòu)造熱交換器的板。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，盡管聚丙烯看似熱傳導(dǎo)性不好，相對(duì)于小的側(cè)壁厚度，大量的表面面積導(dǎo)致低的總熱阻。因此，典型的熱交換器可以由塑料制造，并因而生成薄且輕的顯示器組件。尤其地，波浪形的塑料可被用于每個(gè)板層，所述板層以交替方式堆疊在一起(比如每個(gè)相鄰板具有與周?chē)宓姆较虼怪钡耐ǖ?。圖8提供了另一實(shí)施例的透視截面圖，該實(shí)施例使用了通過(guò)液晶顯示器(IXD)300的背光燈腔循環(huán)氣體350。在本實(shí)施例中，LCD300和相關(guān)聯(lián)的背光燈320被用作電子圖像裝置。背光燈墻可被放置在IXD300和背光燈320之間，以圍繞該區(qū)域并生成背光燈腔。通常，背光燈腔是封閉的，以防止污染/顆粒物進(jìn)入背光燈腔并破壞背光燈320的光學(xué)/電學(xué)功能。但是，上述討論的典型實(shí)施例可以采用干凈的氣體物質(zhì)作為可被用來(lái)對(duì)背光燈腔通風(fēng)的循環(huán)氣體，以便冷卻背光燈320甚至IXD300的后部。通路340可被放置在背光燈墻330中以使得循環(huán)氣體350穿過(guò)背光燈腔。風(fēng)扇裝置360可被用來(lái)抽取穿過(guò)背光燈腔的循環(huán)氣體350。在一個(gè)典型實(shí)施例中，相反的背光燈墻(在本圖所示的顯示器的相對(duì)面)上有通路，以便循環(huán)氣體350能夠容易地穿過(guò)背光燈腔。圖9提供了一實(shí)施例的透視截面圖，該實(shí)施例除了在IXD300和前板10之間的循環(huán)流250外，還使用了通過(guò)背光燈腔循環(huán)氣體350。可放置循環(huán)氣體風(fēng)扇裝置255使得其可以抽取穿過(guò)背光燈腔的循環(huán)氣體350以及在IXD300和前板10之間的循環(huán)氣體250。如上所述，循環(huán)氣體250和350優(yōu)選地被迫使穿過(guò)熱交換器45 (本圖中未顯示)，以使得它們可被外部氣體200 (本圖中也未顯示)冷卻。圖9還示出了外部氣體210的可選擇附加流，其可緊隨背光燈320其后穿過(guò)。一旦穿過(guò)第一歧管30，外部氣體210可通過(guò)通道60，以移除背光燈320以及通道60 (假如是導(dǎo)熱的)自身的熱量。歧管風(fēng)扇裝置211可被用于抽取進(jìn)入第一歧管的并通過(guò)通道60的外部氣體210。此外，交叉通過(guò)板500可被用于使得循環(huán)氣體350和250以及外部氣體這兩種氣體不混合地穿過(guò)路徑。在一個(gè)典型實(shí)施例中，背光燈320可包括多個(gè)安裝在熱導(dǎo)基板(優(yōu)選為金屬芯印刷電路板(PCB))上的LED。在面向通道60的熱導(dǎo)基板的表面上可以有能夠與前板進(jìn)行熱交流的熱導(dǎo)前板。在典型實(shí)施例中，熱導(dǎo)板可以是金屬的，更優(yōu)選地為鋁的。圖10提供了使用單個(gè)風(fēng)扇裝置1050控制外部氣體流的實(shí)施例1000的背面透視圖。在此顯示的實(shí)施例1000的后蓋是被移除的。在本圖中，主顯示器裝置仍在外部的顯示器殼內(nèi)。與上述的某些實(shí)施例類似，循環(huán)氣體風(fēng)扇裝置1105可被用于將循環(huán)氣體1106抽進(jìn)和通過(guò)熱交換器1100。而且，另一個(gè)循環(huán)氣體風(fēng)扇裝置1205可被用于將循環(huán)氣體1106抽取通過(guò)熱交換器1200。循環(huán)氣體1106也可被用于吸取來(lái)自不同電子部件的熱量。外部氣體風(fēng)扇裝置1050可被用于將外部氣體抽入進(jìn)氣孔1009，并在出氣孔1010處排出外部氣體。優(yōu)選地，外部氣體穿過(guò)熱交換器1200和1100以及在電子圖像裝置(如果使用的話)后面的通道。截面線11A-11A顯示了水平剖開(kāi)顯示器實(shí)施例1000。圖1IA提供了圖10實(shí)施例的沿圖10中的截面線IIA-1IA的透視截面圖。為了清楚起見(jiàn)，外殼1001被移除。一旦循環(huán)氣體1106穿過(guò)了熱交換器1200和1100，然后循環(huán)氣體被定向在前透明板1500和電子圖像裝置1600之間。穿過(guò)前透明板1500和電子圖像裝置1600之間后，循環(huán)氣體1106再回到熱交換器1200和1100。在本實(shí)施例中，風(fēng)扇裝置1050被用來(lái)控制外部氣體1055和1056流。外部氣體1055直接穿過(guò)熱交換器1200和1100，而外部氣體1056導(dǎo)向電子圖像裝置1600的背后。 圖1IB提供了圖1IA所示的嵌件B的透視截面圖。通道1700可由在電子圖像裝置1600的部分或后表面和與電子圖像裝置1600的部分或后表面實(shí)質(zhì)上平行的板之間的空間限定。通道1700可包括同時(shí)具有導(dǎo)熱性的擋邊，擋邊優(yōu)選為與電子圖像裝置1600進(jìn)行熱交流。通過(guò)放置風(fēng)扇裝置1050以將外部氣體同時(shí)導(dǎo)進(jìn)通道1700和熱交換器1200和1100，可以做一些改進(jìn)，包括但不限于:增加氣流、減小風(fēng)扇噪音以及較為便宜/輕的裝置。在本實(shí)施例中，用于外部氣體1055和外部氣體1056的通路是實(shí)質(zhì)上彼此平行的。如上所述，很多電子圖像裝置(尤其是LED、IXD和0LED)的性能特性取決于溫度。當(dāng)“熱點(diǎn)區(qū)域”在圖像裝置中出現(xiàn)時(shí)，這些熱點(diǎn)區(qū)域會(huì)導(dǎo)致最終用戶看到的結(jié)果圖像不規(guī)則。因此，在此描述的實(shí)施例中，可能由圖像裝置(有時(shí)包括背光燈裝置)產(chǎn)生的熱量可被分散在通道60中和熱導(dǎo)表面以便除去熱點(diǎn)區(qū)域、冷卻背光燈和/或電子圖像裝置。循環(huán)氣體和外部氣體可以是多種氣態(tài)物質(zhì)。在某些實(shí)施例中，空氣可被用作所有氣體。優(yōu)選地，因?yàn)檠h(huán)氣體可穿過(guò)圖像裝置前面和/或背光燈腔內(nèi)，所以它們必須充分干凈，以便不影響呈現(xiàn)給觀看者的圖像。為了防止對(duì)圖像質(zhì)量的不利影響和/或內(nèi)部電子部件的損壞，循環(huán)氣體應(yīng)該優(yōu)選為基本上沒(méi)有污染物和/或顆粒物(例如灰塵、污垢、花粉、水蒸氣、煙等等)。有時(shí)候優(yōu)選地也防止外部氣體具有污染物。過(guò)濾器可被用于幫助減少外部空氣中的顆粒物。過(guò)濾器可放置在近進(jìn)氣孔處，以使得外部氣體可通過(guò)過(guò)濾器抽取。但是在典型實(shí)施例中，顯示器可被設(shè)計(jì)為外部氣體中含有污染物但不會(huì)損壞顯示器。在這些實(shí)施例中，熱交換器、歧管、通道和其他外部或循環(huán)氣體的路徑可被很好地密封，以使得外部空氣中的任何污染物不能進(jìn)入顯示器的敏感部分。因此，在這些典型實(shí)施例中，即便外部空氣中含有污染顆粒，吸取外部空氣作為外部氣體也不會(huì)損壞顯示器。當(dāng)顯示器用于外部空氣中具有污染物的戶外環(huán)境或室內(nèi)環(huán)境時(shí)，這尤其有利。冷卻系統(tǒng)可連續(xù)運(yùn)行。然而，如果需要，溫度敏感設(shè)備(未顯示出)可被合成在電子設(shè)備中，以檢測(cè)溫度達(dá)到預(yù)先確定的閾值。在這種情況下，當(dāng)顯示器內(nèi)的溫度達(dá)到預(yù)先確定的值時(shí)，可選擇使用不同的冷卻風(fēng)扇。預(yù)先確定的閾可被選擇，并且系統(tǒng)可被配置為有利地將顯示器保持在可接受的溫度范圍。典型的恒溫器裝置可被用于實(shí)現(xiàn)該任務(wù)。熱電偶可被用作溫度敏感設(shè)備。應(yīng)該理解為本申請(qǐng)中公開(kāi)的實(shí)施例的精神和范圍用于很多類型顯示器的冷卻。以實(shí)例來(lái)說(shuō)明但并不限于例子，實(shí)施例可與下列電子圖像裝置結(jié)合起來(lái)=LCD (所有類型的)、發(fā)光二極管(LED)、有機(jī)發(fā)光二極管(0LED)、場(chǎng)發(fā)射顯示器(FED)、發(fā)光聚合物(LEP)、有機(jī)致電發(fā)光(0EL)、等離子顯示器以及其他任何薄板電子圖像裝置。此外，實(shí)施例可被用于包括未發(fā)現(xiàn)的其他類型的顯示器。尤其是，當(dāng)系統(tǒng)可適于用全彩、平板OLED顯示器時(shí)被考慮。典型實(shí)施例還可以采用大的(55英寸或更大)LED背光，高清晰度液晶顯示器(LCD)。雖然在此描述的實(shí)施例適合戶外環(huán)境，但是它們也可適合于顯示器的熱穩(wěn)定行不是很好的室內(nèi)應(yīng)用(例如工廠/工業(yè)環(huán)境、水療室、衣帽間)。正如本領(lǐng)域所公知的，電子顯示器可被定向?yàn)樾は穹绞交蚓跋蠓绞剑伎杀挥糜谶@里的實(shí)施例中。盡管圖示的循環(huán)氣體以順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较虼┬?，兩個(gè)方向都可被用于在此的任何實(shí)施例中。類似地，盡管循環(huán)氣體可能被顯示為從上到下、從下到上、從左到右或從右到左的方向穿行，任何方式都可被采用。進(jìn)一步地，在此的附圖應(yīng)被理解為不一定按比例繪制的，為了清晰和說(shuō)明的目的可放大某些部件。根據(jù)顯示和描述的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員獲得對(duì)描述的實(shí)施例的很多變形和改進(jìn)，但這仍在要求保護(hù)的發(fā)明的范圍內(nèi)。另外，上述指出的很多元件可被能夠提供相同結(jié)果的不同的元件改變或替換，這也屬于要求保護(hù)的發(fā)明的精神內(nèi)。因此，僅試圖用根據(jù)權(quán)利要求書(shū)的范圍限定本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種用于冷卻在外殼內(nèi)的電子圖像裝置的設(shè)備，所述外殼上具有用于外部氣體的進(jìn)氣孔、用于外部氣體的出氣孔，以及用于循環(huán)氣體的內(nèi)腔，所述設(shè)備包括: 從進(jìn)氣孔接收外部氣體的熱交換器的第一部分； 從所述第一部分接收外部氣體的熱交換器的第二部分； 放置在所述電子圖像裝置后面的通道，并與所述進(jìn)氣和出氣孔進(jìn)行氣體交換； 第一風(fēng)扇，放置在所述第一和第二部分之間，并迫使外部氣體穿過(guò)所述第一部分、第二部分和通道，以及 第二風(fēng)扇，迫使循環(huán)氣體穿過(guò)內(nèi)腔和至少其中一個(gè)所述熱交換器部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的冷卻設(shè)備，其中:所述第一風(fēng)扇也通過(guò)進(jìn)氣孔抽取外部氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的冷卻設(shè)備，其中:所述第一風(fēng)扇也通過(guò)出氣孔排出外部氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的冷卻設(shè)備，進(jìn)一步包括:放置在循環(huán)氣體通路中的電子部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的冷卻設(shè)備，其中:所述電子部件是電源模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的冷卻設(shè)備，其中:所述熱交換器部分包括波浪層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的冷卻設(shè)備，其中:所述熱交換器部分是叉流式熱交換器部分。
8.一種電子顯示器裝置，包括: 具有用于外部氣體的進(jìn)氣孔和出氣孔的外殼； 在所述外殼內(nèi)的電子圖像裝置； 在所述電子圖像裝置前面的透明前板，在所述透明前板和所述電子圖像裝置之間的空間限定了前通道； 放置在所述電子圖像裝置之后的后板，在所述后板和所述電子圖像裝置限定了后通道； 與所述前通道進(jìn)行氣體交換的熱交換器，所述熱交換器包括兩部分，每個(gè)部分具有第一和第二氣體路徑，其中所述第一氣體路徑與所述進(jìn)氣和出氣孔進(jìn)行氣體交換，所述第二氣體路徑與所述通道進(jìn)行氣體交換； 放置在熱交換器的兩個(gè)部分之間的外部氣體風(fēng)扇裝置，用于迫使外部氣體穿過(guò)所述第一氣體路徑和所述后通道，以及 循環(huán)氣體風(fēng)扇裝置，放置地用于迫使循環(huán)氣體穿過(guò)所述前通道和所述第二氣體路徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的電子顯示器裝置，進(jìn)一步包括:放置在所述循環(huán)氣體的通路內(nèi)的電源模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的電子顯示器裝置，其中:所述電子圖像裝置是液晶顯示器。
11.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的電子顯示器裝置，其中:所述電子圖像裝置是OLED顯示器。
12.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的電子顯示器裝置，其中:所述熱交換器是包含有波浪層的叉流式熱交換器。
13.根據(jù)權(quán)利要求8中所述的電子顯示器裝置，進(jìn)一步包括:在所述通道內(nèi)放置的且與所述電子圖像裝置進(jìn)行熱交換的多個(gè)擋邊。
14.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的電子顯示器裝置，其中:所述擋邊是金屬的。
15.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的電子顯示器裝置，其中:所述擋邊被放置與電子圖像裝置進(jìn)行導(dǎo)熱交換。
16.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的電子顯示器裝置，其中:所述擋邊具有矩形斷面。
17.一種熱控制的液晶顯示器(IXD)裝置，包括: 具有用于外部氣體的進(jìn)氣孔和出氣孔的外殼； 具有后表面的且被放置在所述外殼內(nèi)的LED背光燈； 所述液晶顯示器(LCD)具有放置在所述外殼內(nèi)在LED背光燈之前的前表面； 在所述LCD之前的透明前板，在所述透明前板和所述LCD之間的空間限定了前通道； 放置在所述LED背光燈的后表面的后板； 放置在所述后板和所述LED背光燈 之間的多個(gè)擋邊，在所述后板、LED背光燈和擋邊之間的空間限定了多個(gè)后通道； 熱交換器，具有與所述前通道進(jìn)行氣體交換的第一氣體路徑，和與所述進(jìn)氣和出氣孔進(jìn)行氣體交換的第二氣體路徑； 放置在所述熱交換器內(nèi)的外部氣體風(fēng)扇裝置，用于迫使外部氣體進(jìn)入進(jìn)氣孔、穿過(guò)所述第二氣體路徑和所述后板、從所述出氣孔出來(lái)；以及 循環(huán)氣體風(fēng)扇裝置，放置地用于迫使循環(huán)氣體穿過(guò)所述前通道和所述第一氣體路徑。
18.根據(jù)權(quán)利要求17中所述的LCD裝置，進(jìn)一步包括:放置在所述循環(huán)氣體的通路內(nèi)的電源模塊。
19.根據(jù)權(quán)利要求17中所述的LCD裝置，所述熱交換器是包含有波浪層的叉流式熱交換器。
20.根據(jù)權(quán)利要求17中所述的LCD裝置，所述擋邊是金屬的。
全文摘要
用于冷卻電子圖像裝置的設(shè)備，具有放置在圖像裝置后面的后通道和用于接收環(huán)境空氣的熱交換器。系統(tǒng)包括放置在熱交換器內(nèi)的第一風(fēng)扇，用于迫使外部氣體穿過(guò)熱交換器和后通道。第二風(fēng)扇可被用于迫使循環(huán)氣體穿過(guò)顯示器外殼的內(nèi)部和穿過(guò)熱交換器，以將熱量傳輸至吸取的外部空氣。
文檔編號(hào)G09F9/00GK103180778SQ201180050745
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者威廉·R·鄧恩, 蒂姆·哈伯德, 威爾·貝德?tīng)?申請(qǐng)人:制造資源國(guó)際公司