CN104919513B - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

一种显示装置，包括在液体密封罩(11)内的导热液体(46)，液体密封罩(11)具有透明窗(13)。具有用于显示信息的前部区域的直观显示面板(12)被设置在液体密封罩(11)内、相对于透明窗(13)的位置，以致可通过透明窗(13)观看信息。直观显示面板(12)被浸于导热液体(46)中。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及一种显示装置、包括该显示装置的数字户外广告系统以及包括该显示装置的乘客信息系统。
背景技术
美国2012/0255721公开了具有改进的构造以有效防止其中包括的面板退化的户外显示装置。该户外显示装置包括：具有空气入口和空气出口的壳体；在壳体中的第一和第二显示面板模块，其各自用于在壳体的前表面和后表面显示图像；透明构件，其各自被安装到壳体的前表面和后表面以保护第一和第二显示面板模块；空气抽吸单元，其包括风扇，以通过空气过滤器经由入口将空气抽吸到壳体中并且经由出口将空气排出；以及空气分配单元，用于将从空气抽吸单元排出的空气分配到第一显示模块和第二显示模块中至少一个。
因为空气过滤器需要被清洁或替换并且内部的透明构件有时候需要被清洁，这样的户外显示装置需要定期维护。户外显示装置的维护成本很高。由于杂质粒子造成的光的反射以及可能的污染，在透明构件和显示面板之间的空气间隙导致能见度较差并且将减小视角。进而，风扇将消耗电能并且产生噪音。如果环境温度在零摄氏度左右，装置将面临内部湿气凝结，并且尤其是如果为了省电装置在夜晚不供电，甚至对显示面板玻璃层造成霜冻损坏。装置需要连续运作或者甚至加热，并且因而将具有较高的电能消耗。在公共场所，透明构件容易受到恶意破坏，通过增加厚度以及层压透明元件，此潜在的损坏风险可以被减少，玻璃将会昂贵、沉重并且将显著地削弱显示装置的光输出从而降低在白天的可见度。整个设施十分笨重。
发明内容
本发明的目的在于提供一种显示装置，其具有以下至少一个优点：显示装置不需要定期维护，具有在所有天气状况下的改进的可视性，不用一天24小时供电，没有霜冻损坏的风险，具有较低的电能消耗(是“绿色设计”)，不易受到恶意破坏，产生噪音较小，较不笨重，寿命较长，具有改进的平均故障间隔时间和较低的总拥有成本。
本发明的第一方面提供如权利要求1所要求的显示装置。本发明的第二方面提供一种如权利要求12所要求的户外广告系统。本发明的第三方面提供一种如权利要求13所要求的包含显示装置的乘客信息系统(PIDS)。有利的实施方式在从属权利要求中被限定。
根据本发明的第一方面的显示装置，包括其中设置有直观显示面板的液体密封罩。液体密封罩被填充有导热液体，以致直观显示面板被浸于液体中。液体密封罩包括透明窗，以使观众能够通过透明窗看到直观显示面板的前部区域。直观显示面板的前部区域是显示信息的区域。显示的信息可以是被传达到观众的任意种类的信息，例如，静态图像、一系列图像、电影或任意其他动态信息、文本、公共运输车辆的出发和到达时间、滚动广告、政府公布信息或者其任意组合。
要求权利的显示装置提供至少一个以下优点。
液体密封罩的使用防止任何灰尘或湿气进入系统。湿气将尤其在用以在晚上节约电能的非加热壳体中、在较冷的气候中产生，湿气将腐蚀电子零件并且可以进入易损的显示玻璃层而造成严重的冻裂，并且湿气将在透明窗上呈现为雾，使得装置在这些环境中失效。
导热液体将由存在于液体密封罩内的组件产生的热量传导到液体密封罩的壁或多个壁，该壁将热量散发到周围环境中。例如，导热液体可以是矿物油或硅油。风扇和空气入口及出口不是必要的，并且因此可以实现非常紧凑的构造。在实施方式中，液体密封罩的壁和多个壁具有高导热性。例如，该壁或这些壁由金属制成。该壁或多个壁可以在内侧(在导热液体中)或在外侧(例如，在外界空气中)或两侧都具有突起件，以改进从导热液体到液体密封罩的周围环境的热传递。
相比于通过(强制)空气冷却，液体冷却的背光可以在很低的温度下运行。这低温可以增加背光元件的寿命或可以被用于增大背光电流以实现较高的显示亮度而不添加背光元件。
液体吸收来自外部的冲击、震动、颤动，比如蓄意破坏攻击、碰撞以及车辆运动。
保护透明窗可以更薄或非层压，并且因此显示信息的亮度和可视性将在相同电能消耗的条件下改进。透明窗在内侧不需要产生漫散射光并且降低亮度的抗反射表面。本发明将降低窗的成本并且进一步增加亮度、可视性。
液体吸收来自太阳的紫外线，并且因此保护和增加了显示器的寿命。
液体有效地将从太阳吸收的热量从装置的易损的前侧传输到冷却侧和后部。因为温室效应和电子的自加热，在不用强制空气冷却或新出现的液体冷却的情况下，罩内的温度可以达到90摄氏度，造成大多数标准显示面板模块的过热和永久性损坏。
在实施方式中，液体密封罩完全填满导热液体，并且不包括任何空气。装置和密封罩内没有空气将防止火花，使产品适用于防爆应用，比如石油和天然气工业中所需的那样。
在本发明的实施方式中，需要操作直观显示面板的电子电路的子集至少被设置在液体密封罩内，并且被浸于液体中。现在液体也冷却被浸入的电子电路。液体可以电绝缘。可选地，电子电路可以被密封以致液体不需要是电绝缘的。这样的密封应该是热传导的。电子电路的浸入具有优点：除了已经存在的用于直观显示面板的冷却系统之外，电子电路的冷却不需要任意其他的冷却系统。同样对于电子电路，不需要添加风扇或空气过滤器。
在本发明关于电源操作的装置的实施方式中，电子电路包括用于驱动直观显示面板的处理电路和用于将交流电源电压转换为用于显示处理电路的供电电压的交流到直流电能转换器。
在本发明关于电池操作的装置的实施方式中，电子电路包括电池、用于驱动直观显示装置的处理电路以及用于将供给电池的直流电压转换为用于处理电路的供电电压的直流到直流电能转换器。不论装置是电源或电池操作，所有组件可以被浸入液体密封罩内的液体中，以致单个冷却系统就足够。
在本发明的实施方式中，直观显示面板的前部区域与透明窗间隔开以允许液体在前部区域和透明窗之间流动。这允许也在前部区域处冷却显示面板。
在本发明的实施方式中，液体的折射率、透明窗材料的折射率和覆盖直观显示面板的前部区域的透明材料的折射率匹配。匹配的折射率具有优点：最小的反射发生在所有视角下的光路中，导致高亮度并且因此改进可视性。在现有技术中，显示面板和透明窗通过光学匹配的永久性胶水粘合。该已知技术在技术上复杂且成本高。该已知技术的进一步的缺点是窗和显示面板不能分开，破碎的窗总是意味着破碎的显示器。在本领域中，由于窗(以及其中的液体)仍能够被替换，本发明将节约制造成本以及操作成本。
在本发明的实施方式中，液体密封罩包括用于将热量散发到液体密封罩周围的散热片区域。这样的散热片区域可以与液体密封罩的壁整体形成，或者可以是被安装在液体密封罩的壁上的单独的散热片。
在本发明的实施方式中，液体泵可以被设置在液体密封罩内以改进液体密封罩内的液体流动。
本发明这些或其他的方面从以下描述的实施方式显而易见，并且将参考以下描述的实施方式被说明。
附图说明
在附图中：
图1A和1B示意性示出根据本发明的第一实施方式，以及
图2示意性示出根据本发明的第二实施方式。
应该注意的是，在不同附图中具有相同附图标记的构件具有相同的结构特征以及相同的功能，或相同的标志。其中这样的部件的功能和/或结构已被说明，就没有必要对其进行重复的详细说明。
具体实施方式
图1A和1B示意性示出根据本发明的第一实施方式。图1A示出具有模块45的显示装置。该显示装置是适于显示面板的像素的直接观看并且不旨在覆盖投影系统的类型，在本发明的上下文中，无论如何该投影系统被认为是太笨重。术语“直观显示面板”因此表示观众能够通过透明窗13直接地观看显示面板上的信息。
图1B示出单独的模块45。模块45包括具有透明窗13的液体密封罩11。液体密封罩被填充有导热液体46。直观显示面板12被设置在液体密封罩11内，并且被浸于导热液体46中。对于本发明而言，导热液体46存在于直观显示面板12的所有侧面是没有必要的。液体密封罩11的壁可以由金属制成。透明窗13可以由玻璃或塑料制成。直观显示面板12可以使用任意适合的直观显示技术，例如：LCD、TFT、LCM、LED或者OLED。如果存在背光，背光可以是任意适合的类型，例如：白色的LED、彩色的LED、CCFL灯或TL灯，并且可以相对于显示区域被设置在任意适合的位置，例如，在显示面板的侧面、角落或后面。显示面板可以是反射式或透射式，或其组合。
在图1A中，模块45被设置在壳体49内部，壳体49例如是金属壳。由1表示的虚线内的部分被称为电子信息显示器，并且现在将在以下也被简称为缩写EID。可选的支撑结构2可以将EID保持在特定位置。EID可以在特定位置移动到需要的方向。EID可以是另一个设备的整体部分，例如，在摄影机内部或者可以被携带在移动设备中。该EID可以被使用在建筑物、棚所、陆地上的车辆内、海洋、水中、空气中、地球大气层之外，或者可以是手提或织物悬挂的。液体密封的模块45将直观显示面板12密封免于周围环境的影响，该影响比如湿气(例如凝结)、霜、灰尘、爆炸性和腐蚀性材料(例如：盐水、化学制品、油、爆炸性气体)。
电子处理电路14驱动显示面板12。处理电路14可以是标准显示控制器，或者可以是适宜地编程的嵌入式计算机，或者两者的组合。电能转换器15将交流电源电压、或外部直流电压、或者可选的电池16的直流电压转换为处理电路14所需要的供电电压。外部直流电压可以来自使用显示装置的车辆。处理电路14可以产生被显示在显示面板12上的信息，以及产生驱动信号来驱动显示面板12以致该信息被实际上显示出来。可选的，例如，通过网络或者任意其他的有线或无线通信信道，处理电路14可以从远程位置接收被显示的信息。
可选的散热片42被设置在显示装置的后侧，并且可以具有突出件以扩大冷却区域。散热片42可以被附接到显示装置的其他的壁或者显示装置的除了显示区域的所有侧面。散热片42可以被附接到壳体49或者是壳体49的集成部分。可选的，散热片42可以被附接到液体密封罩11或者可以是液体密封罩11的集成部分。可选的遮阳装置43可以防止太阳直接照射散热片42。遮阳装置可以仅仅遮挡部分散热片42。遮阳装置43可以具有通风孔。可选地，遮阳装置43可以具有沿着水平或竖直方向或者以类似阵列的方式向后延伸的突起件，以防止太阳通过通风孔照射到散热片42上。
在实施方式中，在透明窗13的内侧和显示面板12的前侧之间存在间隙44，以致在透明窗13和显示面板12之间存在导热液体46。这允许导热液体46沿着显示面板12的前侧流动以冷却此前侧。可选的导热桥48可以是壳体49的部分，并且具有改进从液体密封罩11到散热片42的热传导的功能。在实施方式中，导热桥48由实心金属制成，例如铝，或者可以是导热管。
可选地，风扇20可以被添加以冷却散热片42。可选地，触摸屏21可以被设置在窗13的前部或者可以被集成到窗13中。触摸屏21可以覆盖整个窗13或者只覆盖其部分。
图2示意性示出根据本发明的第二实施方式。与图1A和1B中所示部件具有相同附图标记的部件不再说明。图2中所示的实施方式与图1A和1B中所示的实施方式的不同之处在于壳体49在此是液体密封罩11。导热液体46现在填充图1A和1B的整个壳体49。因此，电子电路14、电能转换器15以及可选的电池16也被嵌入导热液体46中。对于本发明而言，电池16被嵌入导热液体不是必要的。术语“嵌入”不表示部件的所有侧都被液体46包围。可以设置可选的液体泵39以改进液体密封罩11内的导热液体46的流动。泵可以由恒温开关或者电子温度控制设备控制。导热液体46的流动由箭头48表示。该流动可以是由导热液体中的温差造成的对流。该流动可以通过添加液体泵39被扩大。
本发明提供对于由直接照射阳光(1000W每平方米)导致的过热的保护而不需要昂贵的维护(空气过滤器每年清洁1到2次)。由于改进的冷却性能，获得较长的寿命或者增加背光电能而不减少寿命进一步成为可能。
本发明可以在设置有显示器的系统中具有许多应用，其中一些在以下提及：包括所述权利要求任一项的显示装置的户外数字广告系统；户外或车内乘客信息系统；自动取款机或者信息服务亭(Kiosk)显示单元；户外移动显示设备；例如红外、电阻、电容等任意技术的触摸屏；超声装置；任意暴露在阳光下或白天的显示装置；任意防水显示装置；任意生命维持或医疗显示装置；任意航空航天显示装置；任意汽车显示装置；任意专业或消费者AV显示装置；任意军用显示装置；任意普通运输工具，比如铁路、电车、公共汽车；任意室内应用；任意船舶系统；任意游戏、俱乐部或娱乐系统；任意加油站应用；任意工业应用；任意移动电话或掌上电脑；任意数字信号系统；任意销售点；任意支付卡读卡装置；任意数字货架广告系统；包括显示装置的任意透明屏幕；任意户外监视系统。本发明不排除具有附加风扇的外壳。
需要注意的是，上述实施方式不限制本发明，并且本领域的技术人员将能够设计许多替换实施方式而不脱离从属权利要求的范围。
为了抵消导热液体(例如，油)在温度改变时的体积变化，柜体的材料可以具有补偿的温度系数。可选地，膨胀体积可以存在。这样的膨胀体积可以是罩内的气泡(比如空气或氮气)、漂浮在导热液体中的填充有气体(比如，空气)的袋或者可以是填充有气体的体积，该体积通过柔性膜与导热液体分离。可选地，栓塞可以被使用来代替膜。膨胀体积可以完全在柜体内部或外部，或者部分在柜体内部或外部。重要的是，存在任意适宜的方法以允许导热液体的体积随温度变化而变化。在特定的实施中，呈现出足以覆盖操作温度范围内的导热液体的体积变化的2％。可选地，壳体可以在顶部(一半)打开(如同鱼缸)，从而液体可以膨胀到环境大气(气体)中。
本发明也可以只有窄间隙44，用于光学粘合目的。窄间隙44可以防止液体流动及冷却，但是可以改进户外显示器的光学性能，该户外显示器比如户外广告系统和数字户外广告系统。
根据显示面板的构造和是否存在背光，需要注意液体密封这种构造，以致导热液体不会改变该构造的光学性能。例如，在包括LCD显示面板和传统背光的构造中，背光应该是液体密封的，以防止导热液体进入背光的不同元件(例如，扩散层)之间，其中导热液体将导致该构造的光学性质变化。可选地，专用背光可以被使用，其被设计为充满导热液体。
在权利要求中，被置于括号之间的任意附图标记不被解释为限制权利要求。动词“包括”及其结合的使用不排除那些在权利要求中陈述之外的元件或步骤的存在。元件前述的冠词“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。本发明可以通过包括几个不同的元件的硬件和通过适宜编程的计算机被实施。在装置权利要求中列举了多个机构，这些机构中的多个机构可以通过硬件的一个和相同的部件体现。特定措施在互相不同的从属权利要求中叙述的情况并不表示这些措施的组合不能被有益使用。

Claims (13)

1.一种显示装置，包括：
导热液体(46)，
液体密封罩(11)，其被填充有导热液体(46)并且包括透明窗(13)，
直观显示面板(12)，其具有用于显示信息的前部区域，并且被设置在液体密封罩(11)内相对于透明窗(13)的位置，以允许通过透明窗(13)观看信息，以及
背光，其被设置在液体密封罩的内部，
其中，直观显示面板(12)和背光均被浸于导热液体(46)中。
2.根据权利要求1所述的显示装置，进一步包括用于操作直观显示面板(12)的电子电路。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，电子电路被设置在液体密封罩(11)内，并且被浸于导热液体(46)中。
4.根据权利要求2或3所述的显示装置，其中，电子电路包括用于驱动直观显示面板(12)的视频处理电路(14)，以及用于将电源电压转换为用于视频处理电路(14)的供电电压的交流到直流电能转换器(15)。
5.根据权利要求2或3所述的显示装置，其中，电子电路包括电池(16)、用于驱动直观显示面板(12)的视频处理电路(14)以及用于将电池(16)的电压或者外部直流电压转换为用于视频处理电路(14)的供电电压的直流到直流电能转换器(15)。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其中，电池(16)被设置在液体密封罩(11)内，并且被浸于导热液体(46)中。
7.根据权利要求1-3中任意一项所述的显示装置，其中，直观显示面板(12)的前部区域与透明窗(13)隔开，以允许导热液体(46)在前部区域和透明窗(13)之间流动。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的显示装置，其中，导热液体(46)的折射率、透明窗(13)的材料的折射率和覆盖直观显示面板(12)的前部区域的透明材料的折射率匹配。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其中，液体密封罩(11)包括用于将热量散发到液体密封罩(11)周围的散热片区域(42)。
10.根据权利要求1-3中任意一项所述的显示装置，进一步包括被设置在液体密封罩(11)内的液体泵(39)，以用于在液体密封罩(11)内实现导热液体(46)的液体流动。
11.根据权利要求1-3中任意一项所述的显示装置，其中，导热液体(46)电绝缘。
12.一种数字户外广告系统，包括权利要求1-11中任意一项所述的显示装置。
13.一种乘客信息系统，包括权利要求1-11中任意一项所述的显示装置。
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EP13152626.1 2013-01-25
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