专利名称：加固型液晶显示器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种液晶显示器。
目前在显示器市场上主要有阴极射线管式显示器和液晶显示器，阴极射线管式显示器有不少缺点，如体积庞大、笨重、显像管脆弱易坏、需要高电压驱动等，此外阴极射线管的显示信号对外界的磁场干扰也特别敏感；而液晶显示器则具有体积小、无高压、电磁辐射小、对外界磁场干扰不敏感等优点，其原理是将液晶密封在两层玻璃基极之中，而基极上则布满排列成矩阵的薄膜电极，由于液晶的光特性随着行列电极所加电压而转变，因而产生光暗画面。但液晶显示器有一个最大缺点是对温度特别敏感，它只能工作在狭窄的温度范围内，原因是当外界温度变高时，液晶就变成液态，当外界温度较低时，液晶就变为晶体态，从而影响正常显示。
为满足显示器在恶劣环境下、尤其是温度变化较大的环境下的工作需要，以前的加固显示设备多采用体积大、重量大的阴极射线管式显示器，而在潜艇和飞机等军事设备中对体积和重量要求特别苛刻。随着要求显示的内容越来越多，要求使用更大屏幕的显示器，传统的阴极射线管式显示器已不能满足要求，只可能采用平板显示器，而液晶显示器由于彩色丰富、功耗低成为首选设备，但首先必须解决液晶显示器工作温度范围狭窄的问题。
本实用新型的目的在于提供一种可以确保液晶显示器工作在正常显示温度范围内、在外界温度过高或过低的环境下仍具有良好显示效果的加固型液晶显示器。
本实用新型的技术方案如下本实用新型之加固型液晶显示器包括液晶显示组件、电源和壳体，其中还包括由温度传感器、可由电发热或致冷的半导体致冷器、温度控制电路联接组成的温度调节器，在电源和液晶显示组件之间设有将二者隔离的隔板，温度调节器设置在液晶显示组件所处的封闭区域内。温度调节器的温度传感器检测液晶显示组件的工作温度并将温度值与温度调节器内部预置的正常工作温度值进行比较，当工作温度值小于或大于正常工作温度值时，则由温度控制电路控制半导体致冷器发热或致冷，从而使液晶显示组件的工作温度值保持在正常工作温度范围内。为了使发热量较大的电源部分产生的温度升高不影响液晶显示组件的工作温度，所以采用隔板将显示器壳体内部的电源和液晶显示组件分隔开，电源工作所产生的热量可通过壳体直接传导到壳体外部去，同时电源也被屏蔽，可以防止电源对液晶显示组件工作的干扰，保证显示效果。
本实用新型所述温度调节器的温度控制电路分别连接温度传感器和半导体致冷器，其中温度控制电路包括温度设定电路、电压比较器和逻辑控制电路，温度设定电路和温度传感器的输出端联接电压比较器的输入端，电压比较器的输出端联接逻辑控制电路，逻辑控制电路中有两个可控制加在半导体致冷器上电压极性的继电器，该继电器接点与半导体致冷器相连。温度设定电路可以设定开始致冷值、停止致冷值、开始加热值、停止加热值和过热报警值，这些设定值通过电压比较器与温度传感器所测的液晶显示组件之温度值进行比较，逻辑控制电路根据比较结果分别控制半导体致冷器致冷、停止致冷、加热、停止加热以及在无法维持正常工作温度时以声光报警。半导体致冷器是由若干对特制的N型半导体和P型半导体组成的电偶对，在N型半导体和P型半导体的两端之间分别采用金属联接片联接。它是建立在珀尔贴等几个不同的效应基础上的一种发热、致冷器件，当直流电从N型流向P型时，该电偶的一端吸热致冷(称冷端)，另一端放热(称热端)，当直流电方向反过来流时，则冷热端互换。本实用新型正是通过控制加在半导体致冷器上的电流之方向和通电时间，实现对液晶显示组件所处小区域的致冷和加热。逻辑控制电路可控制两个单刀双掷的继电器，从而控制输出到半导体致冷器上的直流电压之正反向。
本实用新型在液晶显示组件所处封闭区域之内壁贴有隔热材料制成的隔热层，使液晶显示组件的工作区域与外部环境隔离，加强隔热效果，形成一个能按液晶显示器工作要求进行温度控制的环境区域。
本实用新型在液晶显示组件所处的封闭区域内，半导体致冷器贴在开有风道槽的内冷板上，在液晶显示组件和半导体致冷器之间设有风扇。风扇和内冷板的风道槽一并形成内风道，风扇可以不断地将液晶显示组件方向的热(或冷)空气吸进而经过由半导体致冷器致冷(或加热)的内冷板风道槽变为冷(或)的空气，再吹向液晶显示组件，形成热冷空气的有序流动，使液晶显示组件工作在正常的温度范围内。
本实用新型的半导体致冷器的一端置于液晶显示组件所处的封闭区域内以调节该区域之温度，另一端置于壳体外，并贴在导热板上，导热板贴在开有风道槽的外冷板上，外冷板侧面装有风扇，外冷板外设有罩住该外冷板的外风道罩。由风扇、外冷板和外风道罩共同形成外风道，风扇将周围的空气吹进外风道中，不断地带走外冷板的热量或冷气，以使半导体致冷器处于正常的工作状态，完成对液晶显示组件区域的致冷或加热。逻辑控制电路在控制半导体致冷器致冷或发热时，还可控制内风道和外风道风扇的转停，使风扇在半导体致冷器工作时转动，平时停转。
综上所述，本实用新型通过温度调节器对液晶显示组件所处小区域进行温度控制，可以确保液晶显示器工作在正常显示温度范围内，即使在温度变化较大的环境下仍具有良好显示效果，因此本实用新型能够满足恶劣环境下、尤其是外界温度过低或过高的环境下的应用需要。本实用新型体积小，重量轻，尤其适用于大屏幕液晶显示器结构，显示性能稳定可靠。
以下结合附图进一步说明本实用新型。
图1是本实用新型的主视图；图2是本实用新型的侧面及其局部剖视图；图3是图2的俯视面及其局部剖视图；图4是半导体致冷器的原理结构图；图5是本实用新型的温度调节器的原理结构框图；图6是本实用新型的温度调节器的电路图。
图1是本实用新型的外形主视图，与一般显示器相似，但在其右下方设有″加热、致冷、过热、电源″四个状态指示灯，分别反映液晶显示组件处于半导体致冷器的加热或致冷状态、处于过热状态以及电源的工作状态。″屏控″、″上″、″下″等四个按钮供用户调整显示性能。图2所示，为使发热量较大的电源之温升不影响液晶显示组件的工作温度，显示器机箱内部被分隔成电源工作区2和液晶显示组件工作区3，电源装在机箱壳体后下部的电源工作区内，其热量可通过壳体直接传导到外部；外风道风扇4装在壳体后部，它对半导体致冷器的外冷板吹风以维持半导体致冷器处于正常的工作状态，外冷板是通过导热板12与半导体致冷器相联的；挂钩1和定位销孔5是便于与不同用户联用。在壳体内的液晶显示组件工作区3内，如图3所示，液晶显示组件8安装在显示器的前部，液晶显示组件工作区的内壁上均贴有隔热层13，使该区与外部环境隔离，形成一个可控制的温度环境区，该区内的液晶显示组件之对面装有半导体致冷器11，它通过导热脂紧贴在内冷板6上；内冷板6上开有风道槽，在内冷板6的上方装有两个直流风扇7。风扇7和内冷板的风道槽一并形成内风道；风扇7工作时可在该区域内形成热冷空气的有序流动，图3中显示器壳体内部的箭头所示的方向表示空气流动方向。装在内冷板6上的半导体致冷器11的另一端，也通过导热脂紧贴在导热板12上，导热板12又将其热(或冷)传导到外冷板10上，外冷板10上开有风道槽，其侧面装有两个直流风扇4，由风扇4、外冷板10、外风道罩9共同形成外风道，风扇4将周围的空气吹进外风道中不断带走外冷板10的热(或冷)，图3左边沿的箭头表示外风道的空气进出方向是从上进、从下出。
图4是半导体致冷器的原理结构，半导体致冷器的电偶是利用特制的N型半导体1101和P型半导体1102，在其上端和下端可分别用铜联接片1103、1104焊接而成，在铜联接片上有一层电绝缘导热层1105和1106，在该电绝缘导热层上设有导热板1107和1108。当所加直流电源1109的直流电从N型流向P型时，图4中的上端铜联接片1103上产生吸热现象，形成冷端，而下端铜联接片1104上产生放热现象，形成热端。如果电流方向反过来流，则冷热端互换。因此控制了该半导体致冷器两端的电流方向和通电时间，就可对小环境进行致冷和加热。本实用新型正是利用了半导体这一特性。
图5和图6反映了温度调节器的结构，温度调节器是为本实用新型在其内部实现高温下自动致冷和低温下自动加热而设计的，是调节内部温度的中枢控制部分，它包括温度设定电路、电压比较器、逻辑控制电路以及温度传感器和半导体致冷器。
温度传感器的输出是一个与温度值成正比的电压量，温度传感器联接在图6中的插口J1之4脚，其一端接+12V电压，另一端通过J1分别连接电压比较器U3、U4的5个输入端；温度设定电路包括5个电位器RC4、RC5、RC6、RC7、RC8，可分别设定实现控制开始致冷、停止致冷、开始加热、停止加热、过热报警的温度值；通过对+12V电平的分压，各电位器的调节端分别与电压比较器的输入端相连，其输入端分别与温度传感器的输入端一一对应，其中RC4(控制开始致冷)和RC5(控制停止致冷)接电压比较器U3的两个负端，RC6(控制开始加热)和RC7(控制停止加热)接电压比较器U3的两个正端，RC8(控制过热报警)接电压比较器U4的一个负端；调节各电位器即可设定相应的控制温度值。在常温下，温度传感器的输出值小于开始致冷和停止致冷的温度设定值，而高于开始加热和停止加热的温度设定值，电压比较器的输出都为低电平，则三极管3BG1和3BG2处于截止状态，两个继电器RELAY1和RELAY2都不吸合，输出到半导体致冷器两端的为低电平，半导体致冷器不工作。RELAY1和RELAY2通过插口J3与半导体致冷器相联；经分析，当外界环境温度为-15℃～+50℃，要保持小环境的温度为+5℃～+40℃时，需要致冷加热功率为100瓦左右，故可采用4片电极温差电致冷组件。逻辑控制电路包括U2、U1、U5、U6、3BG1、3BG2及继电器RELAY1、RELAY2的部分。
当温度升高时，温度传感器的输出也不断升高，当其输出值高于开始致冷的温度设定值时，电压比较器U3的对应输出变高，这时U2:A的输出变高，但因为与停止致冷温度设定值对应的U3之输出仍为低电平，所以U1:A的输出仍为低，此时和常温下状态是一样的；当温度继续升高，高于停止致冷温度设定值时，与停止致冷温度设定值对应的U3之输出变高电平，则U1:A输出为高，它直接给触发器U6:A时钟端一个上升沿，则使U6:A输出高电平，再使3BG1导通，+12V端的电流流过继电器的控制端，使RELAY1吸合，使通过J3输出到半导体致冷器的电压变为+24V，此时半导体致冷器的正面致冷反面发热；同时利用U6:A输出的高电平控制一个CMOS管640的一脚，使其导通，则本实用新型壳体内外的各个风扇开始转动，加快冷热传递。插口J1分别联接温度传感器、各个风扇、各个状态指示灯、地、过热报警器、+12V电源。
当本实用新型内部温度在半导体致冷器的作用下开始降低时，一旦低于停止致冷温度设定值，则与停止致冷温度设定值对应的U3之输出为低，此时给触发器U6:A的清零端一个有效的低电平信号，使U6:A的输出变低，则3BG1截止，+12V端的电流不能流过继电器的控制端，RELAY1不吸合，公共点接地，半导体致冷器停止工作。
当外部环境温度降低时，电路工作原理及方式与温度升高时是一样的，只是通过逻辑控制电路的U2:B、U1:B、U5:B、U6:B、3BG2控制继电器RELAY2的吸合与断开，以控制半导体致冷器加热或停止加热，在此不做重复。
权利要求1.一种液晶显示器，包括液晶显示组件、电源和壳体，其特征在于还包括由温度传感器、可由电发热或致冷的半导体致冷器、温度控制电路联接组成的温度调节器，在电源和液晶显示组件之间设有将二者隔离的隔板，温度调节器设置在液晶显示组件所处的封闭区域内。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于所述温度调节器的温度控制电路分别连接温度传感器和半导体致冷器，其中温度控制电路包括温度设定电路、电压比较器和逻辑控制电路，温度设定电路和温度传感器的输出端联接电压比较器的输入端，电压比较器的输出端联接逻辑控制电路，逻辑控制电路中有两个可控制加在半导体致冷器上电压极性的继电器，该继电器接点与半导体致冷器相连。
3.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于所述的半导体致冷器是由若干对特制的N型半导体和P型半导体组成的电偶对，在N型半导体和P型半导体的两端之间分别采用金属联接片联接。
3.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于液晶显示组件所处的封闭区域之内壁贴有隔热材料制成的隔热层。
4.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于在液晶显示组件所处的封闭区域内，半导体致冷器贴在开有风道槽的内冷板上，在液晶显示组件和半导体致冷器之间设有风扇。
5.根据权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于半导体致冷器的另一端置于壳体外，并贴在导热板上，导热板贴在开有风道槽的外冷板上，外冷板侧面装有风扇，外冷板外设有罩住该外冷板的外风道罩。
专利摘要一种液晶显示器,包括液晶显示组件、电源和壳体,其中还包括由温度传感器、可由电发热或致冷的半导体致冷器、温度控制电路联接组成的温度调节器,在电源和液晶显示组件之间设有将二者隔离的隔板,温度调节器设置在液晶显示组件所处的封闭区域内,由温度调节器根据外界温度控制半导体致冷器发热或致冷以维持液晶显示组件区域的温度为正常显示工作范围。本实用新型适用于恶劣环境下使用,在外界温度过高或过低时仍能保持良好显示效果。
文档编号G09F9/35GK2327038SQ98230448
公开日1999年6月30日 申请日期1998年4月3日 优先权日1998年4月3日
发明者杨德泉 申请人:湖南计算机股份有限公司