CN102112906B - 带有散热结构的lcd设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供带有散热结构的LCD设备(100)。该LCD设备包括：LCD屏；用于向该LCD屏提供背部照明的背光结构(134)；视频处理电路和空气移动装置(152，154，156)；其特征在于，该空气移动装置(152，154，156)被设置为移动空气以调节LCD屏的图像显示表面。

Description

带有散热结构的LCD设备
技术领域
本发明涉及LCD设备，尤其涉及用于户外显示图像的背光LCD设备。 
背景技术
LCD板在平板显示器中被广泛使用，并且由于其诸多优点，如重量轻、分辨率高且功耗低，因而比阴极射线管(CRT)或LED板更为普及。已知的LCD板通常是反射型或透射型的。反射型LCD板利用反射来照明LCD板，其运转取决于外部光源的可用性。透射型LCD利用内部光源来照明，而内部光源通常被称为背光。透射型LCD(一般也称为背光LCD)的一个优点是由于其背光强度可以根据户外环境的周围光条件来调节而可用于户外工作，而户外环境的周围光条件在一天中的不同时刻并且随着天气状况而变化很大。 
尽管背光LCD显示器是一种户外使用的适当候选，但是苛刻的户外工作条件可能对LCD显示器的工作不利。例如，当LCD板直接暴露在日光下时，LCD盒的表面温度会升高到80℃以上，持续暴露在这种高温下会导致LCD屏的过早变光(premature darkening)，从而导致LCD板的过早损坏。另一项要面临的挑战是使背光LCD能够具有商业意义，因为需要户外图像显示来提供足够的背光从而提供观看公众的适当对比度。然而，额外的背光会导致设备的额外发热，这与LSD的优选工作条件是不相容的。另一方面，当户外条件变得极端寒冷时，LCD显示器可能无法适当地工作。 
因此，如果能够提供一种消除了传统LCD设备的不足的改进型LCD设备，将是非常有利的。 
发明内容
本发明提供了一种LCD设备，其包括：LCD屏；用于向LCD屏提供背部照明的背光结构；视频处理电路和空气移动(air moving)装置；其特征在于，空气移动装置被设置为移动空气以调节(condition)LCD屏的图像显示表面。该空气移动装置可以被设置为形成空气帘以促成对LCD屏的更均匀的调节。 
在一个实施方式中，该设备包括与LCD屏的图像显示表面间隔开的透明屏，其特征在于，该空气移动装置被设置为使空气在透明屏与LCD屏之间的空间内移动以调节LCD屏。 
一种包括通风装置以调节LCD显示表面的表面温度的LCD设备可以显著缓解与苛刻的户外应用相关联的LCD显示器过热的问题。根据本发明的LCD图像显示设备可以工作在1000nit以上甚至3000nit的亮度级，从而在户外环境下提供了令人震惊的视觉效果。 
本发明的另一方面提供了一种LCD设备的背光模块，其包括安装在两面涂覆了金属的板的一面上的LED矩阵以及安装在该两面涂覆了金属的板的另一面上的散热片，其特征在于，设置了将该板的涂覆了金属的两个面连接起来的金属化通孔，以将热从LED传递到散热片从而使背光结构所产生的热散去。该背光模块提供了有效的散热从而实现了适用于户外应用的特亮的LCD板。 
该背光模块的散热片可以包括多个大体上平行且细长的散热鳍，它们一起形成了空气移动通道用以引导空气的移动从而使来自散热片的热散去。这种通道的优点在于促成了LCD设备内的通畅的通风流动。 
下面将进一步详细描述本发明的这个以及其他特征。 
附图说明
参照附图以示例的方式说明了本发明的示例性实施方式，图中： 
图1是本发明的户外LCD设备的实施方式的立体前视图； 
图2是展示了图1的内部的局部截面图； 
图3是图1的设备的暴露后视图； 
图4是图3的暴露立体后视图； 
图5A和图5B分别是图1的设备沿中心截取的描述第一和第二工作模式的纵向截面图； 
图6A和图6B分别是图1的沿线A-A和B-B截取的截面图； 
图7A是图1的设备的背光模块的立体图； 
图7B是图7A的截面图。 
具体实施方式
参照图1到图6B，例示了本发明第一实施方式的用于显示移动图像的LCD设备100包括壳体110，该壳体110上安装有前部透明屏120、包括液晶显示盒132的LCD板130、背光模块134、视频和电子电路136以及空气移动装置。LCD板以其图像显示表面面对前部透明屏并与之间隔开的方式来安装，以便从前侧进行观看。LCD板、背光模块和该电路构成了LCD板组件，其安装在设备的壳体上。该壳体主要是金属壳体，其被支撑在架子上并包括用来遮蔽各个部件的后盖(未示出)。透明屏提供了LCD板对于苛刻天气条件(如暴风雨、沙尘暴)的物理防护，同时允许对显示在LCD板的前部观看表面上的图像进行无障碍观看。然而，透明屏还充当了玻璃室或温室，提高了透明屏与LCD板的图像显示表面之间的空间内的温度。 
LCD板的背面安装有图7A到图7D中具体示出的多个背光模块，以提供对LCD屏的背部照明。这些背光模块被布置成，使得LCD屏的整个图像显示表面都被背部照明，从而可以在不同的周围光照条件下从前侧观看图像。一般来讲，当显示设备工作在强烈的日光下时，为了显示具有良好观看效果的图像，背光结构必须产生非常强的照明以提供1000nit以上的亮度，尽管当显示设备工作在无日光的条件下时对背光照明的强度的要求会降低。这种高亮度要求与设备由于直接暴露在日光下而导致的高温一起，导致了严重的散热问题，如果 LCD设备要在户外应用中有实际性的效用，就必须解决这个问题。 
每个背光模块都包括LED矩阵142，其安装在双面印刷电路板的一面上，并且受到背光控制电路的控制，该背光控制电路提供了动态背光控制。该印刷电路板包括在两面上都涂覆了一层金属(例如，铜)的绝缘板。双面印刷电路板的安装了LED的一面包括印刷电路，该印刷电路上安装有诸如LED驱动器和电源电路的关联电路。该印刷电路板上形成有多个金属化通孔，分配这些通孔以提供热连接从而将LED所产生的热传递到该印刷电路板的另一面(背面)上的金属涂覆表面。为了进一步提高散热效率，在该印刷电路板的背面安装了散热片，通过在散热片与印刷电路板的涂覆了金属的背面之间的接触表面上涂覆热导电胶，散热片与涂覆了金属的印刷电路板的背面之间的热接触得到了增强。为了提高散热效率，散热片是例如由铝或铝合金制成的单次模制的金属片。散热片的背面(远离LCD板)包括多个细长且平行的散热鳍，它们一起限定了通道，而这些鳍形成了通道的壁。为了进一步增强散热，这些散热片的通道被对准到强迫空气流的方向，如下面说明的那样。 
为了满足严格的户外工作要求，尤其是工作在明亮的日光下的高亮度要求，在这种设备中设置了强迫通风结构。参照图1到图4，LCD板子组件和壳体110的布置限定了前室112和后室114。前室112由LCD屏与透明屏之间的空间限定，而后室114限定在子组件与壳体背面之间。为了向LCD板提供冷却空气，以成行的方式在壳体的底部沿该壳体的宽度方向分布了第一组空气移动装置152，例如旋转风扇。这第一组风扇紧挨着前室和位于LCD板子组件下面的空室116布置。在图5A所示的第一工作模式下，第一组风扇被设置为开动起来后经由位于壳体底部的空气入口将来自壳体外部的冷却空气抽入到空室内。在该工作模式下，冷却空气直接作用于LCD屏的前部观看表面，以通过强迫通风来实现冷却。为了促成平缓的气流，在该设备的顶部设置了第二组空气移动装置154。更具体来讲，包括多个电机风扇的第二组风扇以成行的方式水平地分布在LCD子组件的宽度方向上。第二组风扇布置在壳 体与LCD子组件的顶部之间的空间内，该空间与前室是连通的。为了与第一组风扇协作，第二组风扇被设置为开动后从前室抽取空气并将留在前室的空气移至后室。被第二组风扇移动的空气随后用于冷却背光模块的散热片。为了促成后室内的平缓，或者说无漩涡的气流，在该设备的后室的下游端设置了第三组空气移动装置156。第三组风扇被设置为将来自第二组风扇的空气朝向位于后室底部的空气出口移动。为了促成后室中的有效空气通路(passage)，散热片被布置成，使得由散热鳍形成的通道在由第二组和第三组风扇限定的气流方向上延伸。该方向大体上平行于风扇的旋转轴或者该设备的纵向方向。横向分布的这些空气移动装置被整体布置使得能够产生气帘，该气帘穿过LCD屏而移动以对LCD屏进行调节。 
在图5B所示的第二工作模式(优选在极端寒冷的环境下运行)下，这三组风扇的工作方向被颠倒，在该工作模式下，空气首先通过第三组风扇被移入后室并与背光模块的散热片相遇。穿过散热片且变暖的空气随后通过第二组风扇被移入前室以使LCD屏变暖，从而LCD板可以工作在其额定温度条件下。随后第一组风扇开动以将空气移到前室的外部。 
为了对该设备的内部部件提供风雨和灰尘遮挡，受保护的空气入口位于壳体底部并且设置有安装在格型盖子118上的空气过滤器122。该遮盖物和过滤器缓解了内部部件的灰尘污染和风化的问题，从而在苛刻的户外环境中延长了服务寿命。就此而言，应该理解的是，术语“空气入口”和“空气出口”的叫法取决于工作模式并且应该适应性地命名。 
尽管参照这里描述的实施方式对本发明进行了说明，但是本领域技术人员应该理解，这些实施方式仅是非限定性示例，本发明与任意特定类型的风扇、背光模块或散热片无关，并不丧失普遍性。例如，尽管在以上实施方式中空气移动装置被设置为使气流在前室与后室之间移动，但是应当理解，也可以仅使空气流动而调节LCD屏。另外或另选地，气流可以从前室的一个横向侧面到另一个横向侧面，然后经由壳体上的侧面孔径从该另一侧面离开，或者从LCD屏的底部移动到其顶部然后在位于壳体顶部的孔径处离开，而不丧失普遍性。
数字列表：LCD设备100，LCD盒132，壳体110，背光模块134，前室112，外围电路136，后室114，LED142，空室116，散热片144，格型盖子118，鳍146，透明屏120，第一组风扇152，空气过滤器122，第二组风扇154，LCD板130，第三组风扇156。 

Claims (9)

1.一种LCD设备，该LCD设备包括：LCD屏及透明屏；用于向该LCD屏提供背部照明的背光结构；视频处理电路和空气移动装置；其中，所述背光结构包括安装在两面涂覆了金属的板的一面上的散热片；该空气移动装置被设置为移动空气以调节所述LCD屏的图像显示表面；其特征在于，经由LCD屏的底部将外部冷却空气移入该显示器内，使该冷却空气移过所述散热片以冷却所述背光结构，然后将从所述散热片移出的暖空气移入所述LCD屏与所述透明屏之间的空间内，使得所述LCD屏变暖。
2.根据权利要求1所述的LCD设备，其中，所述透明屏与所述LCD屏的图像显示表面间隔开，其特征在于，所述空气移动装置被设置为使空气在所述透明屏与所述LCD屏之间的空间内移动以调节所述LCD屏。
3.根据权利要求1所述的LCD设备，其中，所述背光结构包括安装在所述两面涂覆了金属的板的另一面上的LED矩阵，其特征在于，设置了连接该涂覆后的板的两个金属涂覆面的金属化通孔，以将热从LED传递到散热片。
4.根据权利要求1所述的LCD设备，其中，所述散热片附接在所述背光结构的背部，并且包括多个大体平行且细长的散热鳍，其特征在于，这些细长的散热鳍大体上平行于气流方向延伸，并且一起限定了气流通道以引导由于所述空气移动装置导致的空气移动。
5.根据权利要求1所述的LCD设备，其中，所述空气移动装置被设置为经由位于所述LCD屏的底部的入口将外部冷却空气移入所述LCD设备中然后将该冷却空气移至所述LCD屏与所述透明屏之间的空间中来冷却所述LCD屏。
6.根据权利要求5所述的LCD设备，其中，所述空气移动装置进一步被设置为将留在所述LCD屏与所述透明屏之间的空间内的空气移入所述背光结构的背部，来冷却所述散热片。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的LCD设备，其中，所述空气移动装置能够使空气的移动方向在从所述LCD屏移至所述散热片和从所述散热片移至所述LCD屏之间改变。
8.根据权利要求1-6中任意一项所述的LCD设备，其中，所述LCD屏、所述背光结构以及所述透明屏安装在壳体上，其特征在于，所述壳体和所述散热片一起限定了室，该室可经由位于所述LCD屏的顶部与所述壳体之间的通道，与所述LCD屏和所述透明屏之间的空间连通，其特征在于，在该通道处分布有多个空气移动装置，以使空气在该室与所述LCD屏与所述透明屏之间的空间之间移动。
9.根据权利要求1-6中任意一项所述的LCD设备，其中，所述空气移动装置被设置为使得空气在所述LCD屏的底部经由带过滤的入口进入，并且朝着所述散热片向上移动以使来自所述散热片的热散去。
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