用于热控制电子显示器的系统和方法

专利名称：用于热控制电子显示器的系统和方法
技术领域：
示例性实施方式总体上涉及用于电子显示器的加热/冷却系统。
背景技术：
电子显示器通常在室内、温控环境中使用。尽管显示器周围的温度可能相对稳定 (接近室温)，但显示器的元件可产生大量热量。如果不能适当消除这些热量，这样的热量 可能损害显示器或缩短其寿命。传统上，传导和对流传热系统已用于通过显示器的尽可能 多的侧壁从显示器中的电子元件消除热量。在前述传热系统在过去已一定程度成功的同 时，当前的电子显示器要求更大的冷却(在一些情形下，及加热)能力。现代电子显示器现在正在室外环境及周围温度可能高于和低于室温的其它情形 中使用。除了来自周围空气的传热之外，穿过显示器表面的、来自太阳的辐射传热也成为主 要因素。在一些应用和位置中，200瓦或更大的功率穿过前述显示器表面很普遍。此外，市 场日益需要更大及更亮的、有时甚至需要高分辨率的显示器。随着电子显示器尺寸的增加， 将从太阳吸收更多的热量，及更多的热量将传入显示器。为战胜来自太阳的环境光及周围 表面的反射，显示器必须产生更多的光，这通常也导致显示器和/或其背光组件产生更多 的热量。此外，在一些应用中，温度可能下降到远低于室温。电子显示器的一些元件因暴露 在这样的低温中而可能出现故障或者永久毁坏。例如，液晶显示器(LCD)中的液晶材料的 性能可能受低温影响。

发明内容
示例性实施方式可包含在此公开的一个或多个热控制部件。公开了多个热控制部 件，及这些部件可单独或按任何组合进行使用。部件的精确组合将依赖于所涉及显示器的 具体冷却/加热需要，这取决于显示器的类型、显示器的大小及其具体环境。实施例可以 任何形式的电子显示器进行实施，包括但不限于LCD、发光二极管(LED)、有机发光二极管 (OLED)、场致发射显示器(FED)、阴极射线管(CRT)、等离子体、及投影显示器。示例性实施 例将用IXD显示器进行实施。一个热部件涉及隔离气体冷却系统。气体冷却系统优选为包括具有透明前板的第 一气室和具有冷却送气系统的第二气室的闭合回路。第一气室在电子显示器的看得见的面 的前面并与之同延。透明前板置放在电子显示器表面的前面，形成第一气室的深度。冷却 室风扇或等效装置可位于冷却送气系统内并可用于绕隔离气体冷却室回路推进气体。随着 气体经过第一气室，其接触电子显示器表面，从而从显示器表面吸收热量。由于第一气室的 气体和相应表面透明，图像质量保持极好。在气体已通过透明的第一气室之后，气体可导入 后面的冷却送气系统并在那里进行冷却。另一热部件可将隔离气体系统使用为加热装置，代替其冷却能力或除冷却能力之 外。隔离气体加热系统也是具有显示器表面前面的第一气室及包括加热送气系统或冷却/加热送气系统的第二室的闭合回路系统。加热元件可放在送气系统内以加热第二室内的气 体。随着气体被逼入第一室，其可将其热量传给显示器表面。之后，气体可返回到送气系统 进行另一加热循环。送气系统可仅用作冷却送气系统、仅用作加热送气系统或用作加热和 冷却送气系统的组合；所有这些均取决于特定显示器及其特定工作环境。一些实施方式可将用于操作电子显示器的电子元件放在隔离气体室的送气系统 内。电子元件可包括但不限于变压器、电路板、处理器、电阻器、电容器、电池、电机、电源、 照明装置、接线和线束、及开关。如果送气系统用作冷却送气系统，送气系统内的冷气体可 进一步有助于冷却在工作期间自然产生热量的电子元件。此外，如果送气系统用作显示器 的热源，来自电子元件的自然热量也可加热送气系统中的气体，从而减少需要施加到加热 元件的能量。在一些实施方式中可使用线性起偏器以进一步减少加载在电子显示器上的日光。 该起偏器可结合隔离气体室使用，或可简单地放在电子显示器的前面但起偏器和显示器之 间有隔热间隙。隔热间隙减少起偏器和显示器之间传递的热量。一些电子显示器如IXD需要背光组件以在显示器表面上产生图像。背光组件通常 为显示器的大热源。因此，一些实施方式可利用受限对流系统来冷却显示器的背光单元。受 限对流系统可包括受限对流板，该对流板放置成与背光组件非常靠近以形成间隙。气体被 迫使穿过间隙以有助于更有效地冷却背光组件。在优选实施例中，送气系统的壁可构成受 限对流板。一些实施方式也可使用气帘装置，该气帘装置将(热或冷)空气强加在显示器组 件的外表面上。最后，一些实施方式可使用液体组件，该液体组件使液体接触显示器表面以对其 进行冷却。液体可以是实质上清澈形式的冷却剂液体，该液体通过包括显示器表面的前腔泵入。


通过阅读下面的详细描述及附图可更好地理解本发明的示例性实施方式，其中同 样的附图标记指同样的部分，及其中图1为与示例性电子显示器有关的示例性实施例的立体图。图2为示出隔离气体冷却系统的组件的示例性实施例的分解立体图。图3为冷却室的示例性实施例的俯视平面图。图4为隔离冷却室的实施例尤其是第一气室的透明前表面的前向立体图。图5为隔离冷却室的实施例的后向立体图，示出了放在送气系统中的可选电元 件。图6为隔离冷却室的实施例的后向立体图，示出了可包括在送气系统上的表面部 件。图7为冷却室的示例性实施例的俯视平面图，示出了可包括在送气系统上的表面 部件。图8为隔离冷却室的实施例的前向立体图，其中包括热电模块。图9为冷却室的示例性实施例的俯视平面图，其中包括热电模块。
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图10为示出隔离气体冷却系统的组件的示例性实施例的分解立体图。图11为加热室的示例性实施例的俯视平面图。图12为加热室的实施例的后向立体图，示出了可选电元件和加热元件。图13和14为使用线性起偏器的示例性实施例的截面图，其中具有隔离气体系统 或隔热间隙。图15A和15B为具有受限对流板的受限对流冷却系统的示例性实施例的侧视图。图16为冷却送气系统用作受限对流板的示例性实施例的俯视平面图。图17A-17C为冷却送气系统用作受限对流板的实施例的截面图。图18为使用气帘装置的显示器的正视平面图。图19为使用气帘装置的显示器的截面图。图20为用于液体冷却的显示器的组件的图示。
具体实施例方式应当理解，所公开实施例的精神和范围包括热控制包括但不限于IXD的显示器。 为简单阐述的目的，实施例均结合LCD显示器的组件进行描述。作为例子但非意于限制，实 施例可连同选自下组的显示器一起使用LCD、发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、 场致发射显示器(FED)、阴极射线管(CRT)、等离子体、及投影显示器。此外，实施例可连同 包括尚未发现的其它类型的显示器一起使用。具体地，可以预见，实施例可很好地适合与全 色、平板OLED显示器一起使用。此外，尤其可以预见的是，实施例可与相当大的、高分辨率 LCD显示器一起使用。在在此描述的实施例很好地适合室外环境的同时，它们也可适合显示 器的热稳定性处于危险中的室内应用(如工厂环境、冷却器/冷冻箱等)。隔离气体冷却系统如图1中所示，当显示器10暴露在室外自然环境中时，在没有某些种类的冷却装 置的情况下显示器10内的温度变化很大。这样，显示器10可能不能正常运行或可能具有 降低很多的寿命。在导致显示器10的内部温度升高方面直接日光尤其有问题。在图1中，所示的电子显示器的显示区包括在电子显示器表面前面并与之同延的 狭窄气室。所示显示器还装备有可选的气帘装置114。气帘装置114将在下面详细描述。 可选地，显示器可具有反射屏119，以减少日光反射在显示器表面上。另外，在室外环境中， 外壳70优选为反射日光的颜色。如图2中所示，电子显示器10的示例性实施例包括包含在显示器外壳70内的隔 离气体冷却室20。透明的第一气室由隔离片100和透明前板90形成。第二透明的前板130 可层叠到前板90上以有助于防止前板90破裂及保护显示器的内部。冷却室20包围显示 器组80及相关背光组件140。显示器10可包括用于冷却包含在第二气室内的气体的装置。该装置可包括一个 或多个风扇60，风扇60可位于显示器外壳70的底部。风扇60可吸入冷空气并将冷却器吸 入的空气强加在后面冷却送气系统45的至少一外表面上。如果需要，空调设备(未示出) 也可用于冷却接触送气系统45的外表面的空气。作为备选，风扇60可简单地吸入周围的空气。参考图3，隔离气体冷却室20的实施例可包括具有第一气室30和第二气室40的
6闭合回路。第一气室包括透明板90。第二气室包括冷却送气系统45。术语“隔离气体”指 隔离气体冷却室20内的气体与显示器外壳中的外部空气实质上隔离。由于第一气室30位 于电子显示器表面85的前面，因此气体应实质上不含可能负面影响显示器图像的灰尘或 其它污物。可选的过滤器(未示出)可用于帮助防止污物及灰尘进入第一气室30。隔离气体几乎可以是任何透明气体，例如普通空气、氮气、氦气或任何其它透明气 体。气体优选无色以不影响图像质量。此外，隔离气体冷却室20不必须密封于外部空气。 该室中的气体隔离到灰尘和污物不可实质上进入第一气室的程度即足够了。在图3所示的闭合回路结构中，第一气室30与第二气室40气体连通。冷却室风 扇50可提供在冷却送气系统45内并用于绕隔离气体冷却室20推进气体。第一气室30包 括安装在电子显示器表面85前面的至少一前玻璃90。参考图4，前板90通过间隔件100固定在电子显示器表面85的前面。间隔件100 形成在电子显示器表面85前面通过的狭窄通道的深度。间隔件100可以是独立组件或者 可与装置的一些其它组件一体(如与前板90 —体)。电子显示器表面85、间隔件100和透 明前板90形成第一气室30。气室30通过入口开口 110和出口开口 120与送气系统45气 体连通。如图3中所示，第一气室30的后表面优选包括显示器组80的电子显示器表面85。 随着第一气室30中的隔离气体经过显示器，其接触电子显示器表面85。使冷却气体直接接 触电子显示器表面85增强远离电子显示器表面85的对流热传递。在示例性实施例中，电 子显示器表面85包括第一气室30的后表面。因此，术语“电子显示器表面”(不在于此公 开的实施例的情况下)指典型的电子显示器的前表面。在示例性实施例中，电子显示器表面85、前板90和可选的第二前板130可由玻璃 衬底组成。然而，显示器表面85、透明前板90或可选的第二透明前板130均不必须是玻璃。 因此，术语“玻璃”在此可与术语“板”互换地使用，但并不是要求玻璃材料。此外，电子显 示器表面85不必须包括前气室30的后表面壁。可使用另外的板。然而，通过将电子显示 器表面85用作气室30的后表面壁，可以有较少的表面影响穿过显示器传播的可见光。此 外，本发明装置将更轻及制作成本更低。尽管所示实施例利用电子显示器表面85，但某些修改和/或涂层(如抗反射涂 层)可添加到电子显示器表面85或系统的其它组件以适应冷却剂气体或提高装置的光学 性能。在所示实施例中，电子显示器表面85可以是液晶显示器(LCD)堆的前玻璃板。然而， 几乎任何显示器表面均适合本发明冷却系统的各种实施方式。尽管不要求，但优选使第一 气室30中的冷却气体能直接接触电子显示器表面85。这样，从显示器组件到循环气体的对 流传热将最大化。参考图4，第一气室30的前板90透明且位于电子显示器表面85的前面。所示箭 头表示隔离气体移动穿过第一气室30。如图所示，隔离气体以水平方向经过第一气室30。 尽管冷却系统20可设计成以水平或垂直方向移动气体，但优选以水平方向推进气体。这 样，如果灰尘或污物进入第一气室30，它们将趋于落到气室30的底部即显示器的看得见的 区域之外。本发明系统可从左到右移动空气，或从右到左移动空气。在气体经过第一气室 30之后，其通过出口开口 120退出。出口开口 120形成连接到后面冷却送气系统45的入
图5示出了后面冷却送气系统的示意图(为了说明，示为透明形式)。送气系统内 的一个或多个风扇50可提供使隔离气体移动穿过隔离气体冷却室所需要的力。在第一气 室30设计成从显示器的表面85收集热量的同时，第二气室40设计成从气体提取热量并从 冷却室20去除热量。第二气室40可具有各种轮廓和特征以适应给定电子显示器应用内的 内部结构。如果需要，各个电子元件200可放在第二气室40的任何地方。电子元件200可包 括但不限于变压器、电路板、处理器、电阻器、电容器、电池、电机、电源、照明装置、接线和 线束、及开关。这些元件可直接安装在室壁上或支撑在杆或柱209上。因此，冷却送气系统 可设计成不仅从第一气室30提取热量而且冷却这些不同的电子元件200 (另外，如下所述， 如果隔离气体系统用于加热显示器，这些电子元件可帮助加热隔离气体)。现在参考图6和7，可增加各种表面部件150以改善送气系统45的热耗散。这些 表面部件150提供更大的表面积以辐射热量远离第二气室40内的气体。这些部件150可 位于送气系统45的表面上的多个位置处。现在参考图8和9，一个或多个热电模块160可位于送气系统45的至少一表面上 以进一步冷却第二气室40中包含的气体。热电模块160可独立使用或结合表面部件150 使用。作为备选，如果隔离气体系统用于在冷环境下加热显示器，热电模块160可用于加热 送气系统中的气体。图10示出了消除后面送气系统45包含的气体中的热量的示例性方法。风扇60 可定位成吸入空气并跨送气系统45的前面和后表面吹送该空气。再次说明，风扇60可将 空调空气吸入显示器外壳70或可简单地吸入周围环境空气。此外，在该结构中，风扇60也 可迫使空气通过电子显示器的发热部件(如显示器组80和背光组件140)以进一步提高冷 却整个显示器的能力。应注意，该实施例可与下面详细讨论的受限对流冷却方法结合。加 热后的排气可通过位于显示器外壳70上的一个或多个孔179退出。隔离气体加热系统如上所述，隔离气体系统也可用于加热电子显示器。参考图11和12，加热元件220 可位于第二气室40内并用于在气体通过第二气室40时加热气体。这些加热元件可以是许 多通常可得到的加热元件或热电模块中的任何一种。许多时候，这些元件简单地为包含高 电阻的材料，因此当电流流过其时产生热量。加热元件可以是但不限于下述之一镍铬合金 丝或带、沉积在陶瓷隔离的金属(通常为钢)板上的丝网印刷金属/陶瓷迹线、CalRod(通 常为陶瓷结合剂中的镍铬合金丝细线圈，密封在硬金属壳内)、热灯、及正热系数(PTC)的 电阻陶瓷。如上所述，送气系统45可包含对电子显示器进行供电和控制的电元件200。该电 元件可以是下述的任意一个变压器、微处理器、印刷电路板、电源、电阻器、电容器、电机、 接线线束、及连接器。电元件200的电连接可穿过送气系统45的壁。电元件200可位于送 气系统45内的任何地方。电元件200可安装在送气系统的后面或前表面上及可直接安装 在送气系统的表面上或可通过安装柱悬置使得气体可绕元件通过。在显示器运行的同时，隔离气体冷却系统可连续运行。然而，如果需要，温度传感 器(未示出)和开关(未示出)可组合在电子显示器内。因此，恒温器可用于检测温度已 达到预定阈值的时间及当显示器中的温度达到预定值时可有选择地使用隔离气体系统。预
8定温度阈值可进行选择及系统可配置成加热、冷却或既加热又冷却显示器以有利地将显示 器保持在可接受的温度范围内。具有可选的隔热间隙的线性起偏器图13为另一热控制部件的另一示例性实施例的截面图。在所示方案中，前板90 和第二前板130可由玻璃组成并可叠在一起。第一和第二前板90和130可用一层指数匹 配的光学粘合剂201而彼此固定以形成前玻璃单元206。显示器组80可包括夹在前起偏器 216和后起偏器214之间的液晶组件212。在其它实施例中，显示器组80可以是任何其它 类型的电子显示器的任何其它类型的组件。显示器组80和前玻璃单元206之间的空间形 成隔热间隙300。隔热间隙300用于使前玻璃单元206与LCD堆80热分隔。该热分隔使热 量停留在前玻璃单元上而不是允许日光加载在LCD堆上。如果结合隔离气体系统使用，隔 热间隙300可包括第一气室30。在其它实施例中，在没有隔离气体系统的情况下，隔热间隙 300可简单地用作隔离周围空气和日光加载的绝热层。第二前板可具有第一表面202和第二表面208。第一表面202可暴露给元件，而 第二表面208可通过指数匹配的光学粘合剂201安装到第一前板90上。第一前板90可具 有第三表面209和第四表面204。第三表面209可通过指数匹配的光学粘合剂201安装到 第二前板130上，而第四表面可直接与隔热间隙300相邻。在一些实施例中，为减少显示器 组80的日光加载及提高看得见的图像质量，抗反射涂层可施加到第一表面202和第四表面 204。在其它实施例中，抗反射涂层仅可施加到第一、第二、第三或第四表面202、208、209和 204中的至少一表面。图14为前玻璃单元206的另一示例性实施例的截面图。在所示方案中，前玻璃单 元206包括第二前板130、一层指数匹配的光学粘合剂201、线性起偏器400和第一前板90。 线性起偏器400可分别与第一、第二、第三或第四表面202、208、209和204中的至少一表面 结合。再次说明，抗反射涂层可施加到第一、第二、第三或第四表面202、208、209和204中 的至少一表面。线性起偏器400可与IXD堆85中的前起偏器209对准。在前玻璃单元206 中包括线性起偏器400进一步减少日光加载在显示器组80上。日光加载的减少可大大降 低电子显示器的内部温度。线性起偏器400也可导致前玻璃单元206和显示器组80的镜 面反射减少。如上所述，如果结合隔离气体系统使用，隔热间隙300可包括第一气室30。在 其它实施例中，在没有隔离气体系统的情况下，隔热间隙300可简单地用作隔离周围空气 和日光加载的绝热层。应再次注意，显示器组80可以是LCD堆，但其也可以是任何其它类 型的电子显示器。还应注意，不必须需要第二前板130。实施例可仅使用第一前板90，同时线性起偏 器附着到前板90的后面或前表面。抗反射涂层也可附着到前板90的前面或后表面。如果 仅使用前板90而没有第二前板130，可对前板90进行回火以具有另外的强度。受限对流一些类型的电子显示器需要背光组件以在看得见的屏幕上产生图像。IXD是一种 类型的需要背光组件的显示器。其它类型的显示器如等离子体显示器和OLED不需要背光 组件，因为它们自己产生光。然而，这些类型的显示器仍然产生大量热量。因此，在下面的描 述中，受限对流系统将结合背光组件进行描述，但应注意，这些实施例可使用其它类型的显 示器实施。因此，当讨论背光或背光组件时，这些组件也可以是其它发热显示器的后表面，及受限对流系统有助于更有效地冷却这些备选显示器。还应注意，图15A-15B和图17A-17C 不必然按比例绘制。为说明目的，可能夸大元件之间的关系。图15A示出了具有受限对流板300的背光140的截面图，两个部件之间的空间形 成狭窄间隙305。间隙的尺寸可根据下述几个因素改变，包括显示器的大小、其工作条件、 背光组件的类型及其后表面材料、及数量和施加到各个受限对流扇的功率。一些示例性实 施例可使用约0.25-3. 5英寸的间距。其它实施例可使用稍微更大的间隙。已发现，迫使空 气穿过该间隙305增加冷却背光140的能力。一个或多个受限对流扇310可用于吸引空气 穿过间隙305。图15B示出了受限对流系统的另一实施例的截面图，其中一个或多个受限对 流扇310推动空气穿过间隙305。图16示出了如上所述的隔离气体系统的俯视图。示出了穿过隔离气体系统的截 面线17-17。图17A-17C示出了图16中所示的17-17截面的截面图。首先参考图17A，朝向显 示器前面的是第一气室30，该气室紧靠电子显示器80。第一气室30的前面是前板90。朝 向显示器的后面，背光140紧邻第二气室40放置。在该结构中，第二气室40的外壁可用作 受限对流板。该实施例不使用受限对流扇，而是使用从显示器外壳外面吸入空气并将其强 加在第二气室40的表面上的风扇60。如上所述，该空气可简单地为周围环境空气或者该空 气可来自调节单元(未示出)。为有助于背光140和冷却室40之间的空气流动，可使用引 导装置320。现在参考图17B，冷却室40包含引导部件41，其结合引导装置320使用以有助于 背光和冷却室之间的空气流动。图17C示出了另一实施例，其中同时使用外部风扇60和受 限对流扇310。该实施例也可使用图17A和17B中所示版本的引导装置。背光140可包括印刷电路板(PCB)，具有安装到面向电子显示器80那一侧的多 个灯。背光中的灯可以是下述任何一个LED、有机发光二极管(OLED)、场致发射显示器 (FED)、发光聚合物(LEP)或有机电致发光(OEL)灯。在示例性实施例中，背光140在面向电 子显示器80的那一侧和面向第二气室的那一侧之间理想地具有低水平的热阻。为实现该 低水平的热阻，背光140可使用金属印刷电路板(PCB)技术建立以进一步传递热量远离灯。 背光140的后表面也可以是金属，或一些其它导热材料，以进一步增强对流热传递性质。表 面甚至可具有多个表面部件如散热片以进一步增强对流热传递性质。之后，受限对流扇310 可将热空气送出排气装置179(图2中所示)使得其完全退出显示器外壳。在显示器运行的同时，外部风扇60和受限对流扇310可连续运行。然而，如果需 要，温度传感器(未示出)和开关(未示出)可组合在电子显示器内。该有效的恒温器可 用于检测温度已达到预定阈值的时间。在这种情形下，当显示器中的温度达到预定值时可 有选择地使用各个风扇。预定阈值可进行选择及系统可配置成具有恒温器(未示出)以有 利地将显示器保持在可接受的温度范围内。这将节约能量成本及装置的有用寿命。气帘除了如上所述的各个热控制部件之外，也可使用气帘装置。气帘装置可单独使用， 或结合如上所述的其它热控制部件中的任何部件使用。图18示出了电子显示器10，具有外壳70和前板90。用于气帘的空气挡板114可 看作图中的断线。在该图中还可看见截面线19-19。
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图19示出了沿图18中所示的线19-19的截面图。该图示出了当风扇60开动时 通过外壳70的空气循环。如上所述，风扇60通过入口 51将空气吸入外壳70。该空气可 以是周围环境空气或可以是空调空气。吸入的空气的流动示作箭头111。一旦在显示器外 壳70内，空气可沿流动箭头121向上流动。该空气可与任何上面提及的热控制部件一起使 用。例如，该空气可用于冷却第二气室(送气系统)内的隔离气体，或可与如上所述的受限 对流系统一起使用。为说明的目的，显示器的内部部件的细节已从该图省略及仅示出了空腔61。应注 意，气帘可与任何类型的电子显示器及上述热控制部件的任何组合一起实施。各个内部部 件(未示出)可放在空腔61内以将空气导向挡板114。吸入的空气可沿箭头121连续穿过 空腔61直到达到挡板114为止，挡板114可靠着外部显示器表面引导空气。该外表面可以 是第一前板90，或者上面详细描述的任何另外的前板(如第二前板130)。因此，气帘可用作用于冷却显示器的内部部件的排气装置。作为备选，来自气帘的 冷空气可用于进一步冷却显示器的、可能遭受大量日光加载或来自周围热空气的传热的外 部前表面。液体冷却系统图20为另一热控制部件的示意性图示。如可从图中意识到的，冷却系统22包括液 体连通的多个部件。优选地，这可通过用一系列管道或管子(概念性地示为虚线)连接部 件实现。冷却系统22的部件包括液体连通的贮存罐37、泵47和冷却室4。优选地，该系统 还包括同样液体连通的过滤器83和散热器72。可选地，该系统还可包括风扇单元94。然 而，可选的风扇单元优选不与其它部件液体连通。贮存罐37保存主要量的冷却剂液体并具有表面积以在液体包含在罐37中的同时 导热远离液体。罐具有至少两个开口，出口 13和返回口 14。可选地，贮存罐包括通风口 66。 泵47使得冷却剂液体移动穿过系统22。如本领域技术人员可意识到的，泵47可位于沿冷 却剂液体通路的多个位置处，具有适当结果。然而，为使板44和128的曲率最小，优选将泵 47定位在冷却室4之后使得泵实际上将液体冷却剂从冷却室4的底部吸拉到顶部。如果 泵这样定位，使用泵将在冷却室4的顶部产生低压力区。这样，液体按箭头所示流过冷却室 4。由于一些冷却剂液体“滑溜”，泵47优选为正位移泵。为调节冷却剂液体穿过冷却室的流动，可提供具有阀634的旁路管线。旁路管线 实现冷却剂液体的旁路传送以绕过冷却室4。阀634适于有助于控制转向穿过旁路管线的 冷却剂液体的量。旁路管线和阀634使冷却剂液体的预定部分能转向而远离导向冷却室4 的流，从而有助于控制通过冷却室本身的流量。这样，可调节通过冷却室的流量。如本领域技术人员将意识到的，其它方法和装置也可用于调节通过冷却室的液体 流。例如，针对给定应用可优化泵47的大小和泵速。作为备选，也可使用变速泵。优选地， 变速泵可与至少一压力传感器(未示出)电连通。优选地，一压力传感器可放在冷却室4 的上游，及另一压力传感器可放在冷却室4的下游。至少一压力传感器提供的压力信息可 用于设置变速泵的运行速度。这样，可调节通过冷却室4的流量以保持装置中适当的压力。 在冷却室4中保持适当的压力对于防止显示器玻璃变形或破裂很重要。可增加可选的过滤器83以去除液体中的污物。优选地，还可包括散热器72和风 扇单元94以提供更好的热稳定性。可选地，可提供塞(未示出)以有助于填充和清空冷却剂液体的过程。在运行时，液体从位于罐37下方的输出口 13退出贮存罐37。在去往冷却室4的 途中，液体通过可选的过滤器83。接着，液体自过滤器83通过歧管59的入口 98进入冷却 室4。液体冷却剂按所示方向(虚线箭头)通过冷却室4的液体室向上移动。冷却剂液体 通过上部歧管60的出口 99退出冷却室4。优选地，液体接下来由可选的散热器72接收。 当移动通过可选的散热器72时，可选的风扇单元94可迫使空气通过散热器72以有助于传 热而使热量远离冷却剂液体。泵47，其可位于散热器72之后，可朝向贮存罐吸引液体。液 体通过返回口 14接收在贮存罐37内。优选地，返回口 14可位于相对远离出口 13的位置 处以使返回的液体在通过出口 13退出贮存罐37之前冷却的机会最大。如果需要，风扇单元可位于刚好在显示器15的冷却室4后面的外壳75的底部处。 风扇单元可提供通过外壳75的内部的空气层流。优选地，空气流将跨贮存罐37的至少一 外部表面进行引导。如上所述，排气流最终可借助于可选的气帘系统114重新引导到冷却 室表面44上。如果需要，温度传感器(未示出)和开关(未示出)可组合在电子显示器内。温 度传感器可用于检测温度已达到预定阈值的时间。在这种情形下，当显示器中的温度达到 预定值时可有选择地使用泵。预定阈值可进行选择及系统可配置成具有恒温器(未示出) 以有利地将显示器保持在相对恒定的温度，或者至少在可接受的温度范围之内。作为备选， 为避免需要恒温器，当电子显示器运行时泵47可连续运行。
权利要求
用于具有显示器表面和背光组件的电子显示器的热控制系统，该系统包括位于电子显示器表面的前面的第一气室，所述第一气室具有入口、出口及外表面；与所述第一气室的入口和出口气体连通并位于电子显示器表面的后面的第二气室，所述第二气室具有内表面和外表面；第二气室内的一个或多个室风扇，用于绕第一和第二气室推进气体；及用于冷却包含在第二气室内的隔离气体的装置。
2.根据权利要求1的系统，其中用于冷却隔离气体的装置包括 适于将空气强加在第二气室的外表面上的一个或多个外部风扇。
3.根据权利要求1的系统，还包括用于操作电子显示器并包含在所述第二气室内的一个或多个电子元件。
4.根据权利要求2的系统，还包括第二气室的外表面上的一个或多个表面部件。
5.根据权利要求1的系统，还包括用于加热包含在第二气室内的气体的装置。
6.根据权利要求5的系统，其中用于加热包含在第二气室内的气体的装置包括第二气室内的一个或多个加热元件。
7.根据权利要求1的系统，其中第二气室的外表面紧邻背光组件，背光组件和外室表面之间的空间形成间隙，所述系 统还包括适于抽吸空气通过所述间隙的一个或多个受限对流扇。
8.根据权利要求1-4和7任一所述的系统，还包括 适于强制空气跨越所述第一气室的外表面的气帘装置。
9.根据权利要求1-4和7-8任一所述的系统，还包括 放在所述第一气室前面的线性起偏器。
10.根据权利要求2-9任一所述的系统，还包括 适于测量显示器表面温度的温度感测装置；与所述温度感测装置及所述室和外部风扇连通的开关；及 其中当显示器表面达到阈值时接通所述风扇。
11.根据权利要求1-10任一所述的系统，还包括 第二气室内的过滤器。
12.根据权利要求2-4和7-11任一所述的系统，其中所述一个或多个外部风扇将已进行空气调节的空气强加在第二气室的外表面上。
13.热控电子显示器，包括 显示器组；位于所述显示器组的后面并具有后表面的背光组件；紧邻所述背光组件的后表面的受限对流板，对流板和背光组件的后表面之间的空间形 成间隙；适于抽吸空气通过所述间隙的一个或多个受限对流扇；位于所述显示器组的前面的第一抗反射玻璃板，所述抗反射玻璃板和所述显示器组之间的空间形成隔热间隙；位于所述第一板的前面的线性起偏器；及 位于所述线性起偏器的前面的第二抗反射玻璃板。
14.根据权利要求13的显示器，还包括适于将空气强加在第二抗反射玻璃板上的气帘装置。
15.根据权利要求13或14的显示器，其中所述背光组件包括 具有前表面和后表面的印刷电路板；附着到所述印刷电路板的前表面的多个发光二极管；及 施加到所述印刷电路板的后表面的金属涂层。
16.根据权利要求13-15任一所述的显示器，还包括 包括所述隔热间隙并具有入口和出口的第一气室；与所述第一气室的入口和出口气体连通并位于电子显示器表面的后面的第二气室，所 述第二气室具有内表面和外表面；所述第二气室内的一个或多个室风扇，用于绕第一和第二气室推进气体；及 用于冷却包含在第二气室内的气体的装置。
17.用于热控制具有显示器表面和背光组件的电子显示器的方法，包括步骤提供包括第一气室和第二气室的隔离气体系统，第一气室与电子显示器表面接触，既 第二气室与所述第一气室气体连通； 将隔离气体迫入第一气室； 将热量从电子显示器表面传到隔离气体； 将隔离气体导入第二气室； 如果需要冷却，则冷却第二气室中的隔离气体；及 将隔离气体重新引入第一气室。
18.根据权利要求17的方法，其中冷却步骤包括下述步骤 将热量从隔离气体传到第二气室的壁；将空气强加在第二气室的壁上；及 将热量从第二气室的壁传到空气中。
19.根据权利要求17的方法，还包括步骤 如果需要加热，则加热第二气室内的隔离气体。
20.根据权利要求17-19任一所述的方法，还包括步骤在背光组件的后面提供受限对流板，受限对流板和背光组件之间的区域形成间隙； 强制空气通过所述间隙以冷却背光组件。
全文摘要
本发明涉及电子显示器的各个热控制部件。一个热部件包括闭合回路隔离气体室，其中第一室与显示器表面接触并在隔离气体和显示器表面之间传热。第二室与第一室气体连通并适于加热或冷却隔离气体及将隔离气体重新引入第一室。另一部件使用受限对流以有助于电子显示器的背光组件的冷却。另一部件使用气帘以进一步加热和冷却显示器的外部观看表面。另一部件使用具有隔热间隙的线性起偏器以减少日光加载在显示器组上并实现与周围空气温度的隔离。另一部件使用液体系统使液体冷却剂与显示器表面接触以冷却显示器。这些部件中的每一个均可独立或结合使用以根据所希望的运行环境提供适当的显示器工作温度。
文档编号G02F1/13357GK101971081SQ200880124923
公开日2011年2月9日 申请日期2008年11月17日 优先权日2007年11月16日
发明者W·R·邓恩 申请人:制造资源国际公司