CN102326224A - 用于电子显示器的热控制*** - Google Patents

Abstract

用于电子图像组件的冷却组件和包含该冷却组件的显示组件。一些实施例使用外界气体冷却功率模块和/或图像组件(有时为背光灯)。其他实施例使用封闭环路的循环气体，其通过图像组件的前表面并通过热交换器。开放环路穿过热交换器并从循环气体提取热量。外界空气可以用作外界气体。可以使用可选的额外通道冷却图像组件的后部或背光灯。一些实施例还使用导热板和肋片分散热量及避免显示器的热点。该冷却组件可以用于任何类型的用于产生图像的电子组件。

Description

用于电子显示器的热控制***

技术领域

示例实施例一般地涉及冷却***，特别是用于电子显示器的冷却***。

背景技术

用于电子显示器的传导和对流热传递***通常试图通过尽可能多的显示器侧壁将热量从电子部件带走。为了实现它，过去的***主要依靠风扇将外壳内的内部气体吹过要散热的组件并排到显示器外。这些组件典型地是电源。一些情况下，受热的气体移动与鳍片进行对流热交换。

尽管这样的热传递***过去取得了很大成功，但是显示器的改进和新的显示器应用需要更强大的冷却性能。特别是，过去的电子显示器的散热设备通常采用对流热消散***，仅仅能够冷却显示器内部的后面部分。当在室外或是其他温暖的环境中使用时，这种散热将是不能胜任的，特别是通过前显示器表面来自太阳的辐射热传递变为主要因素时。在许多应用中，经过前显示器表面的200瓦特或者更高的功率是普遍的。而且，市场需要更大屏幕尺寸的显示器。随着电子显示器屏幕尺寸和相应的前显示器表面尺寸的增大，将会产生更多的热量，并且更多的热量将会被传递到显示器。而且，当显示器被用在室外环境中时，环境气体可能会包含污染物(灰尘、污垢、花粉、水蒸气、粉尘、沙砾、烟雾等)，它们如果进入显示器内冷却显示器内部，很可能导致显示器内部组件的损坏。

现代的显示器(特别是那些用在室外的)变得更加明亮，其中一些背光灯灯可能产生1000-2000尼特或更大亮度。为了产生这个等级的亮度，照明装置(例如CCFL组件、LED、有机LED和等离子组件等)会产生相对更大量的热量。而且，照明装置需要相对更大的功率以产生需要的亮度水平。这样的大功率典型地通过显示器的一个或多个电源提供。这些电源也可能变成显示器的重要热量源。

当过去的设备用在室外环境、直接阳光、或其他困难热环境中时，大温度波动是普遍的。这样的温度波动不利地影响了这些设备中电子元件的寿命和性能。

发明内容

虽然过去的***尝试仅仅通过电子显示器的非显示侧和后部组件来转移热量，本发明的优选实施例还可以从图像组件的前侧(面对观看者地一侧)进行对流热传递。这些优选实施例可以包括两个独立的穿过电子电子器的气流通路。第一气流通路可以是封闭的环路，第二气流通路可以是开放的环路。封闭环路穿过图像组件的前表面，延续到显示器的后部，在此可以进入到热交换器中，最后回到图像组件的前表面。开放环路通过显示器的后部(可以是通过热交换器)抽取气体(例如，环境气体)，然后排出显示器外壳。热交换器可以用于从封闭环路向开放环路传递热量，并排出显示器。可选的，开放环路还可以强制(force)在图像组件(有时是背光灯，还可能是OLED或其他类型的图像生成组件)之后，以便冷却图像组件和/或背光灯组件(如果对于所使用的特定类型的显示器，背光灯是必需的)。示例实施例中可以使用叉流式热交换器。

其他实施例涉及用于冷却电子显示器的以下部分的***，以下各单独的部分或者它们的组合：(1)功率模块，(2)背光灯，(3)前显示器表面。具有散热组件(例如冷却板和/或热沉)的功率模块，可以用于某些实施例中，其中功率模块包含散热组件的一侧设置在周围气体的通路上，而功率模块包含敏感电子元件的一侧保持在单独环境中。一隔离结构可以提供功率模块两侧之间必要的气体(有时是颗粒物/污染物)隔离。当以开放环路的外界气体冷却功率模块时可以使用封闭环路或者不使用。

具有前侧和后侧的背光灯可以用于某些LCD显示器的实施例，其中前侧包含照明装置，后侧包含用于从照明装置散热的热传导面。理想的，背光灯的前侧和后侧之间应该有低等级的热敏电阻。

其他实施例可以将功率模块设置为与多个热传导肋片(rib)相热流通，其中这些肋片设置在冷却气体(有时是外界气体)的通路中。来自功率模块的热量通过肋片分散并通过冷却气体消除。已经发现，穿过上述肋片限定的相对狭窄的通道的强制气流能够改进从功率模块消除热量的能力。

在其他实施例中，功率模块和显示器背光灯(或图像组件)都与肋片热流通。以此方式，可以使用单通道的冷却气体(有时是环境气体)来冷却典型电子显示器两个最热的组件。例如，但并不作为限制，LED阵列普遍用作LCD显示器的照明装置。已经发现，LED(以及其他的照明装置)的光学性能可以根据温度改变。因此，当LED暴露在室温时，它可以以一定的亮度、波长、和/或色温发出光。但是，当相同的LED暴露在高温时，亮度、波长、色温和其他性能可能改变。因此，当跨越LED背光灯发生温度变化(一些区域处于比其他区域更高的温度)时，背光灯上可能发生视觉不一致，这可被观看者看到。通过使用此处的实施例，热量累积可以平均地分散在肋片上并从显示器消除。这可以防止任何潜在的背光灯上的“热点”，它可以因为照明装置(有时为LED，但并不总是)的光学特性改变而变得能够被观看者看到。在其他实施例中，图像组件(而非背光灯)与肋片热流通。图像组件可以包括任何形式的用于产生图像的电子元件，包括但不限于：LCD、发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、场致发光显示器(FED)、发光高分子材料(LEP)、等离子显示器、和任何其他平板/薄板显示器。

肋片可以通过与显示器其余部分隔离的腔，从而可以吸入外界气体并用于冷却肋片。这对于显示器用在室外环境而吸入的气体可能含有污染物(花粉、污垢、灰尘、水、烟雾等等)将会损坏显示器的敏感电子元件的情形将非常有利。

如果背光灯用于特定显示器应用，可以使用具有前侧和后侧的背光灯，其中前侧包含照明装置，后侧包含用于从照明装置驱散热量的热传导面。理想的，背光灯的前侧和后侧之间应该有低等级的热敏电阻。示例实施例具有金属芯PCB，前侧具有LED，后侧具有金属表面。

通过以下描述的各方面，此处的示例实施例对于大电子显示器已经能够进行始终如一的冷却，即使在炎热气候下或置于直接阳光中。而且，实施例不需要任何形式的空调器(尽管如果需要可以使用)，这减小了显示器的空间和能耗需求。

实施例的前述和其他特征及优点将从以下如同附图所示的更加具体的特定实施例的描述变得清楚。

附图说明

从以下详细描述和所附附图的阅读可以获得对示例实施例更佳的理解，附图中相同的附图标记指示相同的部件，其中：

图1是典型功率模块的立体图。

图2是安装在隔离结构中的两个功率模块的立体图。

图3是使用冷却气体来冷却功率模块和背光组件的实施例的立体图。

图4是类似于图3的实施例的立体图，不同在于该实施例中使用热沉用于功率模块。

图5示出了在背光组件和隔离结构之间创建多个通道的实施例的立体图。

图7示出了另一个使用热传导板和热传导肋片的实施例的立体图。

图8示出了另一个使用肋片从背光组件分散热量并冷却背光组件的实施例的立体图。

图9是去除了显示器后盖的实施例的后视图。

图10A是示出了封闭回路和开放回路通道的另一实施例的透视截面图。

图10B是类似于图10A所示但去除了前盖和后盖的透视截面图。

图11是另一实施例的透视截面图，示出了用于外界气体的入口和排气孔，其只用在热交换器内，而不用在其他可选通道内。

图12是使用叉式热交换器分隔高功率和低功率电子元件的示例实施例的透视截面图。

具体实施方式

图1示出了典型功率模块7的一个实施例，它可以用于此处描述的一些实施例。印刷电路板6可以附接到功率模块7，并且包含操作和控制功率模块7必需的多个电子元件5。这些电子元件5可以包括但不限于晶体管、电容器、运算放大器、束线、连接器和电感器。基板8可以附接到功率模块7，并且可以作为功率模块7的散热组件，从而功率模块7产生的热量可被传递到基板8。在一些实施例中，可以使用更多的组件，例如功率模块和基板8之间设置的传导焊盘。而且，如同以下进一步讨论的，任何类型的热沉或鳍片组件都可与基板8一起使用以进一步增强它的热力性质。基板8和热沉组件之间也可以设置传导焊盘。

图2示出了安装在隔离结构9中的两个功率模块，它们实质上阻止了功率模块两侧的气体和污染物流通。功率模块的基板8示出在隔离结构9的两侧，其中周围环境冷却气体4设计为流过基板8。衬垫11可以用于提供功率模块和隔离结构9之间的气体(和/或污染物)密封。冷却气体4有时从显示器周围的环境吸取。该环境可能包含有害的污染物，可能损坏显示器的各种电子元件。这些有害的污染物包括但不限于，灰尘、烟雾、花粉、水蒸气、其他有害颗粒和其他有害气体。因此，隔离结构9的一个目的是防止周围环境冷却气体4接触显示器的一些敏感电子元件，包括但不限于操作和控制功率模块所需的电子元件5(图1所示)。通过在隔离结构9内安装功率模块，周围环境冷却气体4能够被吸入到显示器外壳并强制通过基板8(以及可选的热沉和鳍片)上从而冷却功率模块。这可以不必将敏感电子元件暴露于可能的有害周围环境冷却气体4而实现。

图3和4示出了冷却气体4用于冷却功率模块和背光组件140的实施例。这些实施例示出了背光组件130，其包含安装在印刷电路板(PCB)上的多个照明设备(例如LED)141。示例实施例将使用金属芯PCB或者任何其他的具有相对低热敏电阻的安装结构，以便热量可以从照明设备141传递到背光组件140的后表面，在此可通过冷却气体4消除热量。照明设备141可以是LED、卤灯、CCFL或任何其他能发光的设备。背光组件甚至对于一些实施例是不必需的，例如等离子、OLED、LEP或FED显示器。然而，这些显示器类型也已知会产生热量，并且本申请描述的背光灯冷却的地方，这些方法也被用于这些电子图像组件的后表面的冷却。因此，在示出背光组件的地方，等离子、OLED、LEP或FED图像组件可被替换。电子元件5可以通过使用隔离结构9与冷却气体4分隔。

图4示出了类似于图3所示的实施例，除了热沉12与功率模块热流通，以便促进热量从功率模块传递走。当然应当注意到很多类型的热沉都可用，它们可由不同材料制成，具有不同几何类型。各个实施例可以预期到任意形式的热沉，并且任意形式的热沉可用于满足不同的操作条件。

图5示出了背光组件140和隔离结构9之间创建了多个通道15的另一实施例。通道隔离器16可以用于分隔每个通道15并对整个组件提供结构刚性。通道隔离器16可以优选地由导热材料制成，从而它们能在背光组件140和隔离结构9之间传递热量。导热通道隔离器16还可以从背光组件140或者隔离结构9提取热量，并将热量消散到通过通道15的气体中。因此，一些通道隔离器16可以包含鳍片或热沉从而促进向移动过通道15的气体传递热量。

图6示出了单个通道15，包含用于功率模块的热沉12，其安装在隔离结构9内。一些通道15可能包含功率模块，其他的可能没有。通道风扇17可以用于从通道15吸取气体以便冷却热沉12(如果使用了)和通道隔离器16(如果导热的话)以及背光灯140(或者LED显示器的LED组件)。每个通道15可以包含一个或多个通道风扇17。一些通道可以不包含通道风扇，而仅仅依赖自然对流而允许热量在通道中产生并排出。如同以下描述的，风扇可以设置在显示器组件中的任意位置，可以用于经过通道吸取气体，使气体穿过通道，或者进行以上的组合。

当显示器工作时，通道风扇17可以持续运转。或者，可以在每个通道中设置温度感应装置(未示出)用于测量通道内的、或是任何通道组件(背光或显示组件、隔离结构或者通道隔离器)的温度。基于从温度感应装置接收到的数据，可以根据哪个通道需要冷却选择各个风扇开始工作。因此，从包含功率模块的通道15吸取气体的风扇17，由于功率模块产生更大量的热量，可以更频繁的工作或者以更高的速度工作。而且，包含功率模块的通道还可以包含更大的风扇或者多个风扇以便冷却通道。

图7示出了使用导热板10和肋片18的另一实施例。在实施例中，功率模块的基板8将与导热版10热沟通。在其他实施例中，可以不使用基板8，替代的，功率模块7将直接与导热板10热沟通。由于板10和肋片18的导热性质及它们之间的热相通，功率模块产生的热量将通过板10和肋片18分散出去。在实施例中，冷却气体20(外界气体)用于消除聚集在板10和肋片18上的热量。或者，自然的对流过程可以使得热量从板10和肋片18消散。

可以使用多个安装柱用于安装电子组件，例如PCB、硬盘、计时和控制板、感应器、甚至是功率模块，如果需要的话。安装柱还可以是导热的，以便这些电子组件产生的热量可以传递到板10和肋片18并由冷却气体20去除。

在示例实施例中，板10可以提供包含肋片18的一侧和包含安装柱的一侧、功率模块与任何其他电子组件之间的气体和污染物屏障。如果板10提供了足够的屏障，外界气体可被吸入作为冷却气体20，并可减少或消除污染物进入板10包含敏感电子组件一侧的危险。入口孔25可以用于接收冷却气体20并将其沿着肋片18引导。

实施例中所示的肋片18包含中空矩形截面，但这不是必须的。其他实施例可以包含I型标截面、中空正方形截面、实体矩形或实体正方形截面、T截面、Z截面、波纹或蜂巢截面、或者这些结构的组合、混合的肋片。优选的，肋片18是导热的。某些实施例中可以使用金属制成肋片18。

图8示出了另一实施例，其中肋片18用于分散来自背光组件的热量并冷却。该实施例中，背光组件包括安装在导热基板上的多个照明装置32。在示例实施例中，照明装置32可以是LED，导热基板30可以是PCB或者更优选的金属芯PCB。在导热基板30面向肋片18的表面，是导热面35。在示例实施例中，导热面35可以是金属的，更优选的铝的。优选，肋片18与后表面35热沟通，并且后表面35与导热基板30热相通。在有些实施例中，导热基板30可以包括传统的PCB材料而不是金属芯PCB或者任何高导热的材料。最优选的，在照明装置32和肋片18之间有低热敏电阻。冷却气体20可被强制沿着肋片18以去除来自背光组件的热量。当然，也可以通过自然对流进行，通过强制对流可以更有效的冷却。还可以使用图像组件(例如不使用背光的OLED显示器)代替背光组件，从而冷却图像组件。

如以上注意到的，许多照明装置(特别是LED和OLED)可能具有随温度变化的工作性能。当“热点”存在于背光或照明组件中时，这些热点可能导致最终用户能够观看到的图像谬误。因此，在此处描述的实施例，背光组件可能产生的热量可以在各个肋片和导热表面分散以去除热点、冷却背光。

在示例实施例中，肋片18可以用于冷却背光组件和功率模块。在进一步的实施例中，肋片18通过设置为与导热板10热沟通，还可以用于冷却任何其他的电子组件。由此，通过使肋片18设置在特定位置，“前”将是朝向显示器的有意观察者，而“后”是观察者的相反一侧。因此，肋片18的前侧将与背光组件(或者其他照明或图像生成组件)热沟通，后侧将与后板(即，导热板10)热沟通。然后可以使用单通道的冷却气体冷却显示器的内部，而各个热点可以在肋片和其他导热面分散热量从而提供最有效的冷却。这可以在不使敏感电子部件暴露于外界气体的污染物和/或颗粒的情况下完成。

图9示出了示例电子显示器100的后面，显示器外壳的后盖已去除从而显示出内部组件。在此实施例中，用于循环气体的封闭回路的风扇组件102和103可以沿着热交换器101的两个相对边沿设置。优选的，风扇组件102是热交换器的入口，风扇组件103是热交换器101的出口。这些组件可以颠倒，风扇组件103是热交换器的入口，风扇组件102是出口。进而，组件102和103都不需要。一些实施例可以仅仅使用一个风扇组件用于循环气体的闭合环路。如果仅使用一个风扇组件，优选将其设置在热交换器101的入口，以便循环气体被“拉”过图像组件的前面并推过热交换器101。但是，这并不是必须的，其他实施例可以将隔离气体拉过热交换器101。其他实施例还可以将隔离气体拖过图像组件的前面。用于外界气体开放环路的风扇组件104和105可以沿着显示器外壳的两个相对的边缘设置。同样，组件104和105都不是必须的，一些实施例仅使用一个组件，可以用推或拉的设计使用开放环路风扇组件。因此，当提及各个风扇组件的设置时，术语“推”、“拉”、“强制”和“吸取”可以替换使用，此处的各个实施例可以使用任意的情况。

被闭合环路风扇组件强制的循环气体主要环绕显示器循环。例如，循环气体穿过将接触图像组件(见图10A-10B)的前表面并将热量从图像组件传递到循环气体的环路行进。然后优选的，循环气体导(或强制、拉等)入热交换器101，从而将热量从循环气体传递到外界气体。然后，循环气体离开热交换器101，可以回到图像组件的前表面。循环气体还可以通过几个电子元件110之上以将热量从这些元件带走。电子元件110可以是用于操作显示器的任意元件或组件，包括但不限于：变压器、电路板、晶体管、电容器、电池、功率模块、电机、电感器、照明装置、配线和束线、灯、热电装置和开关。在一些实施例中，电子元件110还可以包括加热器，当显示组件可能用在寒冷气候环境时。

为了冷却循环气体(以及可选地冷却背光组件或图像组件，如上所述的)，通过开放环路风扇组件104和/或105吸入外界气体到显示器外壳中。外界气体可以简单的是显示器100周围的环境气体。在一些实施例中，外界气体可以是在被吸入显示器之前由一个或多个空调组件(未示出)空调过的。一旦外界气体被吸入显示器，会被引导(或强制)通过热交换器101以及可选地通过背光组件或图像组件的后表面(见图10A-10B)或者通过如上所示的肋片/通道或通过如上所示的功率模块。通过使用热交换器101，热量从循环气体传递到外界气体。被加热的外界气体随后被排出显示器外壳。

尽管不必须，优选循环气体和外界气体不混合。在优选实施例中，热交换器101是叉流热交换器。但是，此处任何的实施例都还可以使用许多其他已知类型的热交换器。热交换器可以是叉流、层流、或对流式(管内管或相反)热交换器。在示例实施例中，热交换器101是叉流式，包括多个薄板层叠层。这些板可以具有波纹或蜂巢设计，其中有多个通道或通路穿行在板的纵长方向。板可以堆叠是的相邻板的通路的方向交替，从而每个板的通路实质上与相邻板的通路垂直。由此，气体仅通过其通道或通路与气体通路平行的那些板进入热交换器。因为板是交替的，闭合环路和外界气体可以在彼此相邻的板中行进，热量可以在两气体之间传递但是不会将气体本身相混合(如果热交换器足够密封，这是优选的但不是必须的)。

在替换设计中，在通道板或蜂巢板的对之间设置开放间隙。开放间隙可以在垂直于板的通道的方向上行进。这些开放间隙可以通过在垂直于相邻板通道的方向上在板的两个相对边沿之间设置两个金属条或胶带(特别是高粘性(VHB)胶带)来形成。由此，气体可以通过开放间隙(平行于条或带)但是不会穿过垂直于条或带方向的开放间隙(平行于相邻板的通道)。

其他类型的叉流热交换器可以包括多个管，其包含第一气体并垂直于第二气体的通路行进。随着第二气体流过包含第一气体的管，热量在两气体之间交换。显然，此处的实施例可以使用很多类型的叉流热交换器及其他热交换器。

示例的热交换器可以具有侧壁相对薄的板，从而热量可以在两个其他通道之间容易地交换。多种材料可以用于生成热交换器。优选的，使用的材料应当抗腐蚀、抗腐烂、重量轻且廉价。典型的，使用金属用于热交换器，因为它们的高导热性。但是，也发现塑料和复合物也可以满足电子显示器的热条件。示例的实施例将使用聚丙烯作为构建热交换器板的材料。已发现，尽管聚丙烯可以似乎是不良的热导体，但是大的表面积相对小的材料厚度，可以带来低的整体热阻抗。因此，示例的热交换器由塑料制成，并且由此可以制成薄且轻的显示组件。特别是每个板层可以使用波纹或蜂巢状塑料。

如上提及的，对于实施例，入口和出口风扇组件都不是必须的。或者，仅单个风扇组件可以用于每个环路。由此，闭合环路仅使用入口风扇组件，而开放环路仅使用出口风扇组件。或者，一个环路都使用入口和出口风扇组件，而另一个环路仅使用入口或者出口组件。

两个环路中使用的气体可以是任意数量的气态物质。在一些实施例中，空气可以用作两个环路的气体。优选的，闭合环路的气体应当是基本清洁的，由此当它通过图像组件的前部时，不会影响观看者看到的图像。闭合环路中的气体也应该基本是无污染物和/或颗粒物(例如，灰尘、污垢、花粉、水蒸气、烟雾等)以便防止对图像质量的不利影响及损坏内部电子元件。优选，防止开放环路内的气体具有污染物。可以使用可选的过滤器(未示出)以保证空气(不管是闭合环路或开放环路)无污染物。但是，在一示例实施例中，开放环路可以设计为外界气体中可以含有污染物但是不会损害显示器。在这些实施例中，热交换器(以及可选的图像组件或背光灯之后的通道或通过肋片的通道)被恰当的密封从而外界气体中的任何污染物都不会进入到显示器的敏感部分。由此，在这些示例实施例中，作为外界气体的被吸入的外界空气，即使包含污染物，也不会损坏显示器。在显示器用在室外环境或者外界空气含有污染物的室内环境中时，这将特别有利。

图10A示出了显示器200另一实施例的截面图。在该图中，后盖250和侧盖251和252被示出以说明密封整个显示器200的一个方法。图像组件220显示在显示器200前面的附近。如上讨论的，图像组件220可以包括任何形式的用于产生图像的电子组件，包括但不限于：LCD、发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、场致发光显示器(FED)、发光高分子材料(LEP)、等离子显示器、和任何其他平板/薄板显示器。前显示器表面221位于图像组件220的前面，限定了循环气体将通过的通道290。前显示器表面221可以是任何透明的材料(玻璃、塑料或复合物)，可以包括用于极化光、减小眩光或反射及保护内部电子元件的几个层。在示例实施例中，前显示器表面221包括以光学粘合剂(优选的折射率匹配)层叠在一起的两个玻璃片。极化层可以附加到一个玻璃片上从而减小图像组件的内部反射和阳光载荷。最优选，极化层附加到前显示器表面221的内表面(面向封闭环路通道290的)并且还包括抗反射(AR)涂层。

对于图10A所示的实施例，图像组件220可以是具有背光组件222的LCD。一些背光灯可以使用冷阴极荧光灯(CCFL)，以产生形成图像所需的照明。在示例实施例中，背光组件222可以包括印刷电路板(PCB)，其前表面有多个LED(发光二极管)。如上讨论的，示例实施例可以包括背光组件222前表面和背光灯后表面223之间的低级热敏电阻。为此目的，可以使用金属PCB。背光灯的后表面223可以包括导热材料，例如金属。铝是后表面223的示例材料。第二表面(或板)224可以位于非常接近背光组件222的后表面223的后面。背光灯的后表面223和第二表面224之间的空间可以定义额外的可选开放环路通道225，其中通过外界气体从而冷却背光组件222。该开放环路通道225可以类似于以上所示的通道15，除了该开放环路通道225更窄。

图10B示出了与图10A相同的截面，其中为了示意地目的，后盖250和侧盖251和252被去除，并显示了闭合和开放环路空气流。闭合环路风扇组件202用于推动闭合环路周围的循环气体210。第一开放环路风扇组件203可以用于通过热交换器201吸取外界气体211。可选的，第二开放环路风扇204可以用于通过可选通道225吸取外界气体212用于冷却背光组件222。可选的第二开放环路风扇组件204还能够用于排出已经穿行过热交换器201和通道225的外界气体。如果第二开放环路风扇组件204不使用，可以使用第一开放环路风扇组件203来排出已通过热交换器201的外界气体211。

如上注意到的，在示例实施例中，外界气体不与循环气体混合。对于图像质量，循环气体保持无颗粒物和污染物是非常重要的，因为该气体将行过图像组件220的前面。由于开放环路的气体可能含有各种污染物，优选的实施例应当被充分密封以防止两个环路气体混合。但是这并不是必须的，因为可以使用过滤器(可拆除的或者是固定的)以最小化颗粒物对开放和封闭环路的影响。

图11是另一实施例显示组件600的立体截面图，示出了外界气体20的入口60和出孔65。入口60可以包括网式过滤器(可拆除或固定的)以去除任何颗粒物(尽管这并不是必须的)。一个或多个风扇50可以用于将外界气体20吸入入口60并通过热交换器201。在该实施例中，外界气体20仅通过热交换器201，不通过任何额外的可选的通道或肋片。该实施例可以在显示组件80(或背光组件)不需要额外通道的额外冷却时使用。例如，但并不限于，该实施例600可以在LCD背光灯因不需要特别亮(可能因为在直接日光下使用)而不产生大量热量时使用。还有，该实施例可以在外界气体20包含会损害显示器的颗粒物或污染物的情况使用。在这些情形下，不需要限制显示器暴露于外界气体20。因此，在这些情况下，希望吸入的外界气体20仅进入热交换器201而不用通过额外的冷却通道。

在一些实施例中，外界气体20可以是在被导入热交换器201之前被空调过的(或者被冷却过)。前显示器表面221可以用于生成通道290的前壁和/或防止图像组件80受损害。示例的前显示器表面221可以是玻璃的。前显示器表面的另一实施例是使用光学粘合剂层叠在一起的两个玻璃片。日光载荷(从太阳穿过前显示表面221的辐射热量)可能导致图像组件80(例如OLED或LCD组件)上的热量累积。这些热量可以传递到循环气体，然后被传递到外界气体20并排出显示器。图像组件可以以下的任意一个：LCD、等离子显示组件、OLED、发光高分子材料(LEP)组件、有机电致发光(OEL)组件或LED显示组件。

图12示出了示例的实施例，其中循环气体400强制流过前显示器表面221和图像组件80之间，然后通过热交换器201，以消除图像组件80和前显示器表面221吸收的至少部分热量。循环气体400可以由封闭环路风扇组件410推动。热交换器201可以在一个方向上接收循环气体400，而在基本垂直方向上接收外界气体310，从而热量可以在两气体之间传递。

在该实施例中，可选的额外外界气体300流可通过入口350并沿着通道225流过，从而冷却图像组件80(也可以是背光灯)的后面部分。该实施例使用一组肋片18，类似于以上图7和8的设计。该实施例还使用导热板10，类似于图7所示的。当该可选的额外外界气体300流被使用时，优选通道225的前表面500可导热并优选与图像组件80的至少部分(优选后部)热沟通。入口350可以接收外界气体310和300，或者每个气体流310和300有单独的入口。

类似于前述的实施例，循环气体400也通过电子组件以便吸收这些组件的热量。在该示例实施例中，电子组件被热交换器210分隔成两个组。第一组电子组件900可以被认为是高功率组件，可以包括但不限于：功率模块、电感器、变压器和其他电源相关的装置。第二组电子组件910可被认为是低功率组件，可以包括但不限于：计时和控制板、硬盘驱动器和其他存储设备、视频卡、软件驱动器、微处理器、和其他控制设备。本领域技术人员已知一些高功率电子组件可能导致与其他对电干扰敏感的电子组件的电干扰。因此，在示例实施例中，热交换器201用于分隔低功率电子组件910和高功率电子组件900以保证两者之间最小化的干扰。有些高功率电子组件900还已知会产生热量。这些热量可以传递到循环气体400，在它被引入热交换器201之前。在示例实施例中，外界气体可被吸入作为外界气体310，损害电子组件900和910的危险很小，因为外界气体310优选从未接触这些电子组件。但是，电子组件900和910也会因来自循环气体400的叉流而将保持冷却(以及清洁和干燥)。

此处描述的冷却***可以持续运行。但是，如果需要，可以在电子显示器内整合温度感应装置(未示出)以检测温度达到预定阈值。在这样的情况下，当显示器内温度达到预定值时可以选择冷却风扇工作。可以选择预定阈值，***可以配置为有利的保持显示器在可接受的温度范围内。典型的恒温器组件可以完成该任务。热电偶可以用作温度感应装置。各个风扇组件的速度还可以根据显示器内的温度改变。

应该特别注意公开的实施例的精神和范围用于任何类型显示器的冷却。通过举例的方式，但并不作为限定，实施例可以与下述类型结合使用：LCD(各种类型)、发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、场致发光显示器(FED)、发光高分子材料(LEP)、等离子显示器、和任何其他平板/薄板显示器。进而，实施例可以用于其他类型的显示器，包括未发现的。特别是，可以预见该***特别适合于用于大LED背光灯、高清(1080i或1080p或更高)液晶显示器(LCD)。尽管此处描述的实施例特别适于室外环境，它们也适于室内应用(例如，工厂/工业环境、矿泉、衣帽间、厨房、浴室)，这些环境下显示器的热稳定性存在危险。

应当注意附图中示出的各种冷却通道可能是水平或垂直设置，但可以很清楚的预见可这可以颠倒或者根据具体实施例改变。因此，封闭环路可以水平或垂直，或顺时针或逆时针方向。进而，开放环路也可以是水平或垂直、从左到右、从右到左、从上到下、或者从下到上。

已经示出或描述了优选实施例，本领域技术人员应当认识到可以进行各种变形和改变以影响本发明但仍在权利要求中的发明范围内。另外，以上所指的许多元件都可改变或替换为将提供相同效果的不同元件，这将落入本发明的精神内。因此，意图仅由权利要求的范围限定本发明。

Claims (15)

1.一种用于电子图像组件的冷却***，该电子图像组件具有前部和后部，所述***包括：

与所述电子图像组件的前部相隔的前显示器表面；

由所述前显示器表面和所述电子图像组件的前部之间的空间限定的通道；

与所述通道气体流通的热交换器，该热交换器具有第一和第二气体通路，其中第一气体通路与所述通道相互气体流通；

第一风扇组件，其定位使得循环气体强制通过所述通道和第一气体通路；以及

第二风扇组件，被定位使得外界气体强制通过第二气体通路。

2.如权利要求1的冷却***，其中：

热交换器是叉流热交换器。

3.如权利要求1的冷却***，还包括：

与电子图像组件的后部相隔的板；

由所述板和电子图像组件的后部之间的空间限定的第二通道；

其中，第二风扇组件被进一步定位使得外界气体强制通过第二通道。

4.如权利要求3的冷却***，还包括：

功率模块，与所述电子图像组件电通信；和

热沉，与功率模块热流通并且位于第二通道内。

5.如权利要求3或4的冷却***，还包括：

位于第二通道内的多个肋片。

6.一种电子显示组件，包括：

电子图像组件；

与电子图像组件相隔的隔离结构；

由隔离结构和电子图像组件之间的空间限定的通道；

功率模块，具有在第一侧的电子元件和在第二侧的热沉，功率模块连接到隔离结构使得热沉处于所述通道内且所述电子元件处于所述通道外；和

风扇，被定为从而通过所述通道吸取外界气体。

7.如权利要求6的电子显示组件，还包括：

肋片，位于所述通道内，并且与所述隔离结构热相通。

8.如权利要求7的电子显示组件，还包括：

位于所述通道内的表面，该表面与所述电子图像组件和肋片热相通。

9.如权利要求6、7或8所述的电子显示组件，其中：

所述电子图像组件是液晶显示器。

10.如权利要求6、7或8所述的电子显示组件，其中：

所述电子图像组件是OLED显示器。

11.一种电子显示组件，包括：

具有前部和后部的电子图像组件；

在所述电子图像组件后部上的表面，该表面与电子图像组件热相通；

与所述表面相隔的板；

由所述板和表面之间的空间限定的第一通道；

功率模块，与电子图像组件电通信，并与所述板热相通；以及

第一风扇，被定为使得通过第一通道吸取外界气体。

12.如权利要求11的电子显示组件，还包括：

肋片，位于所述第一通道内，并且与所述板和表面热相通。

13.如权利要求12的电子显示组件，还包括：

与所述电子图像组件的前部相隔的前显示器表面；

由所述前显示器表面和所述电子图像组件的前部之间的空间限定的第二通道；

与所述第二通道气体流通的热交换器，该热交换器具有第一和第二气体通路，其中第一气体通路与所述第二通道相气体流通；

第二风扇组件，其定位使得循环气体强制通过所述第二气体通路；以及

第三风扇组件，被定位使得外界气体强制通过所述第二通道和第一气体通路。

14.如权利要求11-13中任一权利要求所述的电子显示组件，其中：

所述电子图像组件是液晶显示器。

15.如权利要求11-13中任一权利要求所述的电子显示组件，其中：

所述电子图像组件是OLED显示器。

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