专利名称：冷却单元和具有该冷却单元的显示设备的制作方法
技术领域：
本发明的总发明构思涉及具有改进冷却效率的冷却单元和具有该冷 却单元的显示器。
背景技术：
通常，诸如电视、计算机监视器或相类似物的显示设备包括显示 面板；发热单元，诸如在驱动显示板时产生热量的印刷电路板；和形成 外观的外壳。目前，数字信息显示器(DID)得到积极开发以满足消费者需求。该 DID公开提供包括字符和运动图片的多种内容，并且因此，通常称作公 众显示器。该DID已开发了多种类型的产品。包括DID的显示设备可安装在多种环境下。特别地，如果显示设备 被安装在外部，该显示设备典型地配置保护盖或安装在类似墙壁的安装 表面。如果显示设备配备保护盖，该保护盖应被安装，使得该保护盖 不会与外壳间隔太远。如果该显示设备被安装在安装表面上，该显示设 备不应从安装表面很大突出。然而，如果显示设备与保护盖或安装表面之间的距离或间隔太窄， 很难提高显示设备的冷却效率，从而降低了其热可靠性。因此，具有相 对高热值的元件会影响其它元件。此外，可能降低诸如显示器面板的亮 度的特性。发明内容本发明的总发明构思提供了 一种冷却单元，其能够有效提供冷却通 路，以提高冷却效率和热可靠性；和具有其的显示设备。本发明的总发明构思还提供了 冷却单元，其能够独立冷却具有相对 高热值的元件，以使对其它元件的热影响最小；和具有其的显示设备。
本发明的总发明构思还提供了冷却单元，其能够提供冷却通路，使得流入冷却通路的空气与流出冷却通路的空气彼此不混合。和具有其的显示设备。本发明的总发明构思还提供了冷却单元，其能够提供纤细的结构； 和具有其的显示设备。在下述描述中将部分地列出本发明的总发明构思的其它方面，并且 将通过描述变得明显，或可以通过总的发明概念学习到。本发明的总发明构思的前述与/或其它方面和效用能够通过提供一种 冷却单元以冷却显示设备实现，包括发热的发热单元；和容纳发热单 元的外壳，该冷却单元包括产生空气流的冷却风扇；导管，其与外壳 连接，并形成冷却通路以连接冷却风扇和发热单元；入口部，其被设置 在外壳的一侧以与导管连通；入口格栅，其被设置在入口部，以沿向外 壳的后表面倾斜的方向引导将吸入的空气；出口部，其被设置在外壳的 另一侧处以与导管连通，与入口部间隔开；和出口格栅，其被设置在出 口部，以沿向外壳的后表面倾斜的方向引导将排出的空气，其中由出 口格栅提供的排出方向与由入口格栅提供的空气吸入方向不同。在入口格栅与外壳的后表面之间的倾斜角可在40°到50°的范围 内，以沿向上倾斜方向将空气从外壳外部吸入内部；并且在出口格栅与 外壳的后表面之间的倾斜角可在40Q到50°的范围内，以沿向上倾斜方向将空气从外壳内部排到外部。该冷却单元可包括热传递单元，其与发热单元和导管连接并将来自 发热单元的热量传递到导管。该热传递单元可包括接触部件，其与发热单元连接以传递来自发 热单元的热量；和热量辐射部件，其与接触部件连接并被设置在导管中以辐射来自接触部件的热量。该导管的冷却通路可垂直于外壳布置，入口部被设置在导管的下 部，并且出口部被设置在导管的上部。该导管的冷却通路可与外壳水平布置，入口部被设置在导管的左和 右侧之一，并且出口部被设置在左和右侧的另一侧。本发明的总发明构思的前述与/或其它方面和效用还能够通过提供一 种显示设备实现，包括发热的发热单元；形成图像的显示面板；容纳 发热单元和显示面板的外壳；和冷却发热单元的冷却单元，该冷却单元 包括产生空气流的冷却风扇；导管，其与外壳连接，并形成冷却通路 以连接冷却风扇和发热单元；入口部，其被设置在外壳的一侧以与导管 连通；入口格栅，其被设置在入口部，以沿向外壳的后表面倾斜的方向 引导将吸入的空气；出口部，其被设置在外壳的另一侧处以与导管连 通，与入口部间隔开；和出口格栅，其被设置在出口部，以沿向外壳的 后表面倾斜的方向引导将排出的空气，其中由出口格栅提供的排出方 向与由入口格栅提供的空气吸入方向不同。该冷却单元还可能包括热传递单元，其与发热单元和导管连接并将 来自发热单元的热量传递到导管。该热传递单元可包括接触部件，其与发热单元连接以传递来自发 热单元的热量；和热量辐射部件，其与接触部件连接，并被设置在导管 中以辐射来自接触部件的热量。该导管的冷却通路可垂直于导管布置，入口部被设置在导管的下 部，并且出口部被设置在导管的上部。该导管的冷却通路可与外壳水平布置，入口部被设置在导管的左和 右侧之一，并且出口部被设置在左和右侧的另一侧。该冷却单元可设置多个。该显示设备可包括具有网络功能的数字信息显示器(DID)。 该发热单元可包括CPU和芯片的至少一个。该发热单元可多个设置在外壳的后表面中；每个具有不同的发热 值；在发热单元中具有相对高发热值的发热单元被设置在显示面板的下 部；和在发热单元中具有相对低发热值的发热单元被设置在显示面板的 上部。本发明的总发明构思的前述与/或其它方面和效用还能够通过提供一 种可与显示设备一起使用的冷却单元实现，包括在显示设备的外壳的 入口格栅和出口格栅之间形成冷却通路的导管；设置在导管中以传递冷 却通路中的热量的热传递单元；和设置在导管中以产生沿冷却通路的空 气流的冷却风扇，其中该出口格栅沿第一方向引导空气，并且该入口
格栅沿与第一方向不平行的第二方向引导空气。该导管可包括开口，并且该热传递单元经开口接收来自显示设备的 发热单元的热量。该入口格栅和出口格栅可沿与外壳的后表面不平行的方向引导空气。当前总的发明概念的前述与/或其它方面和效用还能够通过提供一种 显示设备实现，包括显示面板单元；在显示面板单元上设置的发热单元；并包括中央处理单元、北桥(Northbridge)、 南桥(Sou術idge)和印刷电路板的至少一个;容纳发热单元和显示面板的外壳；和冷却单元，包括在显示设备的外壳的入口格栅和出口格栅之间形成冷却通路 的导管；设置在导管中以传递冷却通路中的热量的热传递单元；和设置 在导管中以产生沿冷却通路的空气流的冷却风扇，其中该出口格栅沿 第一方向引导空气，并且该入口格栅沿与第一方向不平行的第二方向引 导空气。
结合附图，通过对典型实施例的如下描述，本发明的上述与/或其它 方面将会变得更加明显和更易理解，其中图1是根据当前总的发明概念的一个典型实施例的显示设备的透视图；图2是图1中的显示设备的后视图；图3是沿图1中直线Ill-Ill分隔的显示设备的断面视图； 图4是图3中冷却单元的分解透视图； 图5显示了图4中的入口部和出口部；图6是根据当前总的发明概念的一个典型实施例的显示设备的后视图；图7是根据当前总的发明概念的一个典型实施例的显示设备的后视图；图8是根据根据当前总的发明概念的一个典型实施例的热传递过程 的示意图9是显示空气流的显示设备的侧断面视图；图IO是与传统显示设备相比，当前总的发明概念的一个典型实施例 的显示设备的冷却性能的曲线；和现在，将详细描述其实例在附图中显示的本发明的总发明构思的实 施例，其中相似参考号代表类似的单元。该典型实施例在下面进行描述 以通过图说明当前总的发明概念。
具体实施方式
参照图l一7，根据本发明的总发明构思的一个典型实施例的显示设 备100包括显示面板110;外壳120;和冷却单元130。该显示设备100还包括与显示面板110的后部连接在一起的发热 单元125 ，并执行诸如驱动显示面板110或提供网络信息的多种功该显示设备100可如图1所示沿横向方向设置，或可根据需要沿 纵向方向设置。在下文中，为了方便描述，假设该显示设备沿横向方向 设置。该显示设备100可具有网络功能。该显示设备100可提供多个， 其可通过单个管理服务器在网络上连接。为此，具有高容量的CPU，即具有高容量的计算机，需要产生大量 热，并且因此，需要具有高冷却效率的冷却单元。这种显示设备通常被安装在类似壁W的安装表面上(参照图9)， 或配置保护盖。在下文中，显示安装在墙壁W上的外壳将通过实例进行 描述。参照图3，该显示器面板110包括具有开口 123的机架119; 并且容纳在机架119并形成图像的显示部111。该显示面板110还可包括薄膜部113，其被设置在显示部111的后面；光源单元115，其 被设置在膜部113的后面；和反射部117，其被设置邻近光源单元115。该显示部111可包括薄膜晶体管基片(未显示)，薄膜晶体管基 片上；和彩色滤波器基片(未显示)，其与薄膜晶体管基片相反地设置；和液体层(未显示)，其介于它们之间。该显示部111由非发光元件制成，其需要自光源单元115的光用于形成图像。该膜部113可包括漫射膜(未示出)；分光膜(未示出)；和钝化膜(未示出)。该光源单元115可包括平行设置的多个灯(未显示)。该反射部117被设置接近光源单元115，并从光源单元115向膜部113的漫射膜反射光。该机架119容纳并支撑显示部111、膜部113和光源单元115。 该外壳120形成显示设备100的外观。在外壳120形成多个狭槽121，用于空气流以冷却显示面板110。该狭槽121形成在外壳120的侧壁上以输出热量H2。在外壳120的前部形成有曝露开口，显示部111经其曝露出来，并且冷却单元130的入口部141和出口部151形成在外壳120的后部中。开关单元129 (图1)被设置在外壳120的下前部以操作显示面板 110，并且可连接到外部电源或通信用的外部端子的终端部127 (图2) 被设置在其下后部。该显示设备100还包括控制单元以执行多种控制功能。该控制单元 130包括发热单元125，以在其操作期间产生热量。该发热单元125还包括与显示面板110和外壳120连接的 CPU，或作为连接CPU到PCI (外围部件互联)总线的一种类型的系统 控制器的诸如Northbridge和Southbridge的芯片。该发热单元125 还可包括印制电路板(未显示)。该热量可被设置或发送为热量H1或热 量H2。该热量HI可沿通路P传送。参照图9，根据当前实施例的发热单元125可包括产生热量的所有 元件，或可包括一些热量产生元件，以产生比预定值更大的热量。在后 者的情况中，该发热单元包括具有相对高热量值的第一发热单元 125a;和具有相对低热量值的第二发热单元125b。如图9所示，该第一发热单元125a可被设置在显示面板110的
下后部，第二发热单元125b可被设置在其上后部上。该第一发热单元 125a和125b可根据需要对角设置。该第一发热单元125a和125b 可根据需要连接到外壳120。如图3所示，该冷却单元130包括冷却风扇131;导管133;入 口部141;和出口部151。该控制单元130还包括热传递单元160。该冷却风扇131产生空气流P，并经过它，将热量HI从外壳的内 部传送到外壳133c的外部。考虑从发热单元125产生的热量值、热传 递单元160的热传递效率等确定该冷却风扇131的能力。只要冷却风 扇131满足其能力，该冷却风扇131可具有细长外观。该冷却风扇 131可被提供为如图4所示的横断面风扇，但可选地，可根据需要提供 为轴向流风扇。该导管133与外壳120连接，并形成从冷却风扇131产生的空气 的冷却通路C。在导管133中，在其中汉动的空气与从发热单元125 传送的热量之间产生热交换，并且然后，空气流到外部133c。该导管 133具有开口 135，经过它，热传递单元160被连接到发热单元 125，用于热量传递。该导管133可具有矩形断面，但可选地，可根据需要具有多个断 面。考虑从发热单元125产生的热量值、冷却风扇131的能力、安装 空间的尺寸等确定导管的尺寸。该导管133与热传递单元160和外壳120连接，使得:从冷却风 扇131产生的空气可能不会进入由外壳120和显示面板110形成的空 间133b。在外壳120中形成的入口部141与导管133的入口连通。入口格 栅143被连接到入口部141并向外壳120倾斜。在外壳120中形成的出口部151与导管133的出口连通。该出口 部151与入口 141间隔开。出口格栅153被连接到出口部141并向 外壳120倾斜。该入口格栅143和出口格栅153能够使对流入或输出导管133的 空气最小，以从而增加导管133内的冷却效率。如图5所示，入口格栅143和外壳120的后表面之间的入口倾斜
角61可在40°到50°的范围内，以沿向上倾斜方向将来自外壳的外部空气吸入外壳120。可选地，出口格栅153和外壳120的后表面之 间的出口倾斜角62可在40。至'J 50°的范围内，以沿向上倾斜方向将 来自内部的内部空气排出到外壳120。在倾斜角度范围内提高了空气流 和冷却效率。在这里，如果入口倾斜角61为正，出口倾斜角92为 负，并且反之亦然。更确切地说，角度ei和62均具有相反的倾斜方 向。因此，流入空气和流出空气彼此不混合，从而提高冷却效率。在导管133的内部133a，该热传递单元160与发热单元125连 接，以将自热量H1产生单元125的热量传递到导管133的内部 133a。如图4所示，该热传递单元160包括与发热单元125连接的接 触部件161;和热辐射部件163，其与接触部件161连接，并将传递到 接触部件161的热量从发热单元125到导管133的内部133a。参 照图4，该接触部件161可包括有效热传递的两个热量管，但根据需要 热量管的数目会改变。在这里，接近入口部141的热量管可接触高温的发热单元125，而 不是接近出口部151的其它热量管。在这里，该热传递单元160可具 有配置，自发热单元125的热量首先被低温的流入空气冷却。可选地， 多个接触部件161可在冷却通路中平行设置。该热传递单元160可包括热沉。相应地，可以提供独立的冷却系 统，使得具有相对高热值的自诸如类似北桥(Northbridge)和南桥 (Southbridge)的诸如CPU或芯片的发热单元125的热量不会影响 外壳120内的其它元件。如图2所示，该冷却单元130可被垂直设置到外壳120。在这种 情况中，该入口部141可被设置在外壳120的下部，并且出口部151 可被设置在外壳120的上部。相应地，在导管内133，空气从外壳120 的下部流到其上部。更确切地说，空气流入外壳120的下部中的导管 133，并且然后，由热交换加热的热空气流出外壳120的上部的导管。 因此，空气流变得平稳，从而提高冷却效率。可选地，如图6所示，该冷却单元130可平行设置到外壳120。
在这种情况中，该出口部141可设置邻近外壳120的右边缘侧。根据发热单元125的位置，如图7所示，该冷却单元130可设置 多个。在下文中，如上配置的冷却单元130的操作过程将参照图8和9 描述。如果电力被供应到显示设备100，该显示面板110操作以执行多种 功能。在操作期间，该发热单元125如图8所示产生热量。该产生的 热量被传递到热传递单元160 ，并通过导管133被辐射到外部。如图所示9，在安装表面W上安装的显示设备100的外壳120 从安装表面W间隔距离D。如果风扇旋转131操作，外部空气流入入口部141，并经与热交换 单元160热交换，经出口部151流出外部。在这个过程期间，空气能 够经入口格栅143和出口格栅153流入并流出，其中在外壳120和安 装表面W之间的的窄空间中使流阻最小。可选地，如图9所示，在显示面板110的后部上提供的发热单元 125a和125b可被设置在外壳120的侧壁中形成的狭槽121a和 121b形成的分开冷却通路(参照图9中的箭头)。在这种情况中，空气 流可由风扇(未显示)形成，或可由对流形成。更确切地说，空气经下 部狭槽121a流入，并冷却相对高温度的发热单元125a，并且然后， 经过相对低温的发热单元125b，并且经上部狭槽121b流到外部。采 用这种方式，该发热单元125a和125b能够得到有效冷却。图IO显示了与传统显示设备相比，根据当前实施例的显示设备100 的冷却性能。在这里，恒定压力离心风扇用作冷却风扇131，以克服压降并提高 冷却性能。在图10中，横坐标表示外壳120与安装表面W之间的距离D (mm，并且纵坐标表示在发热单元125处CPU的温度(。C)。如所示，在根据当前实施例的显示设备中，根据距离D减小，发 热单元125的温度上升相应地在约6。C内。 相反地，在传统显示设备中，随着距离D减小，温度逐步增加到约 20。C。相应地，在根据当前总的发明概念的显示设备中，与传统的显示设 备相比，该距离D能够显著减小，从而使其外观纤细。如上所述，根据当前总的发明概念的多种实施例，冷却通路能够有 效形成，从而提高冷却效率和热可靠性。此外，具有相对高热值的热量能够得到独立冷却，从而使对其它元 件的热影响最小。此外，冷却通路能够形成，使得流入空气和流出空气不会彼此混合o另外，该显示设备的外观能够变得纤细。 虽然己显示和描述了本发明的多种典型实施例，但是本领域的熟练技术人员将意识到在不背离总的发明构思的原则与精神的情况下，可 以对这些实施例进行改动，本发明的保护范围由权利要求及它们的等价 物限定。
权利要求
1. 一种冷却单元，用于冷却显示设备，该显示设备包括发热的发热单元和容纳所述发热单元的外壳，所述冷却单元包括产生空气流的冷却风扇；导管，其与外壳连接，并形成冷却通路以连接冷却风扇和发热单元；入口部，其被设置在外壳的一侧以与导管连通；入口格栅，其被设置在入口部，以沿向外壳的后表面倾斜的方向引导将吸入的空气；出口部，其被设置在外壳的另一侧处以与导管连通，所述出口部与入口部间隔开；和出口格栅，其被设置在出口部，以沿向外壳的后表面倾斜的方向引导将排出的空气，其中由出口格栅提供的排出方向与由入口格栅提供的空气吸入方向不同。
2. 根据权利要求1所述的冷却单元，其中入口格栅与外壳的 后表面之间的倾斜角在40°到50°的范围内，以沿向上倾斜方向将空 气从外壳外部吸入外壳内部；并且出口格栅与外壳的后表面之间的倾斜角在40°到50°的范围 内，以沿向上倾斜方向将空气从外壳内部排到外壳外部。
3. 根据权利要求1所述的冷却单元，还包括热传递单元，其与发热单元和导管连接并将来自发热单元的热量 传递到导管。
4. 根据权利要求3所述的冷却单元，其中所述热传递单元包括接触部件，其与发热单元连接以传递来自发热单元的热量；和热 量辐射部件，其与接触部件连接，并被设置在导管中以辐射来自接触部 件的热量。
5. 根据权利要求1所述的冷却单元，其中所述导管的冷却通 路垂直于外壳布置，入口部被设置在导管的下部，并且出口部被设置在 导管的上部。
6. 根据权利要求1所述的冷却单元，其中所述导管的冷却通 路与外壳水平布置，入口部被设置在导管的左侧和右侧中的一侧，并且 出口部被设置在导管的左侧和右侧中的另一侧。
7. —种显示设备，包括 发热的发热单元； 形成图像的显示面板； 容纳发热单元和显示面板的外壳；和 冷却发热单元的冷却单元，所述冷却单元包括产生空气流的冷却风扇；导管，其与外壳连接，并形成冷却通路以连接冷却风扇和发热单元；入口部，其被设置在外壳的一侧以与导管连通；入口格栅，其被设置在入口部，以沿向外壳的后表面倾斜的 方向引导将吸入的空气；出口部，其被设置在外壳的另一侧处以与导管连通，所述出 口部与入口部间隔开；禾口出口格栅，其被设置在出口部，以沿向外壳的后表面倾斜的 方向引导将排出的空气，其中由出口格栅提供的排出方向与由入口格栅提供的空气吸入 方向不同。
8. 根据权利要求7所述的显示设备，其中所述冷却单元还包 括热传递单元，其与发热单元和导管连接并将来自发热单元的热量传递 到导管。
9. 根据权利要求8所述的显示设备，其中所述热传递单元包 括接触部件，其与发热单元连接以传递来自发热单元的热量；和热量辐射部件，其与接触部件连接，并被设置在导管中以辐射来自接触部件 的热量。
10. 根据权利要求7所述的显示设备，其中所述导管的冷却 通路垂直于外壳布置，入口部被设置在导管的下部，并且出口部被设置 在导管的上部。
11. 根据权利要求7所述的显示设备，其中所述导管的冷却 通路与外壳水平布置，入口部被设置在导管的左侧和右侧中的一侧，并 且出口部被设置在导管的左侧和右侧中的另一侧。
12. 根据权利要求7所述的显示设备，其中所述冷却单元被 设置多个。
13. 根据权利要求7所述的显示设备，其中所述显示设备包括具有网络功能的数字信息显示器(DID)。
14. 根据权利要求13所述的显示设备，其中所述发热单元 包括CPU和芯片中的至少一个。
15. 根据权利要求7所述的显示设备，其中所述发热单元多个地设置在外壳的后表面中，每个具有不同的发热值；发热单元中具有相对高发热值的发热单元被设置在显示面板的下部；禾口发热单元中具有相对低发热值的发热单元被设置在显示面板的上部。
16. —种可与显示设备一起使用的冷却单元，包括-在显示设备的外壳的入口格栅和出口格栅之间形成冷却通路的导管；设置在导管中以传递冷却通路中的热量的热传递单元；和 设置在导管中以产生沿冷却通路的空气流的冷却风扇， 其中所述出口格栅沿第一方向引导空气，并且所述入口格栅沿 与第一方向不平行的第二方向引导空气。
17. 根据权利要求16所述的冷却单元，其中所述导管包括开口；并且所述热传递单元经开口接收来自显示设备的发热单元的热量。
18. 根据权利要求16所述的冷却单元，其中所述入口格栅和出 口格栅沿与外壳的后表面不平行的方向引导空气。
19.一种显示设备，包括 显示面板单元；在显示面板单元上设置的发热单元，所述发热单元包括中央处理 单元、北桥、南桥和印刷电路板中的至少一个； 容纳发热单元和显示面板的外壳；和 冷却单元，所述冷却单元包括在显示设备的外壳的入口格栅和出口格栅之间形成冷却通路的导管；设置在导管中以传递冷却通路中的热量的热传递单元；和 设置在导管中以产生沿冷却通路的空气流的冷却风扇， 其中所述出口格栅沿第一方向引导空气，并且所述入口格栅沿与第一方向不平行的第二方向引导空气。
全文摘要
一种冷却单元包括发热的发热单元和容纳该发热单元的外壳的显示设备的冷却单元，该冷却单元包括产生空气流的冷却风扇；导管，其与外壳连接，并形成冷却通路以连接冷却风扇和发热单元；入口部，其被设置在外壳的一侧以与导管连通；入口格栅，其被设置在入口部，以沿向外壳的后表面倾斜的方向引导将吸入的空气；出口部，其被设置在外壳的另一侧处以与导管连通，与入口部间隔开；和出口格栅，其被设置在出口部，以沿向外壳的后表面倾斜的方向引导将排出的空气，其中由出口格栅提供的排出方向与由入口格栅提供的空气吸入方向不同。利用这种结构，该冷却通路被有效提供，以提高冷却效率和热可靠性。
文档编号G06F1/20GK101400244SQ20081016578
公开日2009年4月1日 申请日期2008年9月23日 优先权日2007年9月27日
发明者俊 姜, 赵真贤 申请人:三星电子株式会社