KR101958375B1

KR101958375B1 - 전자 디스플레이 장치의 열 제어 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR101958375B1
Application number: KR1020187011272A
Authority: KR
Inventors: 윌리엄 알. 던
Original assignee: 매뉴팩처링 리소시스 인터내셔널 인코포레이티드
Priority date: 2007-11-16
Filing date: 2008-11-17
Publication date: 2019-03-14
Also published as: WO2009065125A2; KR102306650B1; EP2225603A2; KR20190026976A; EP2225603B1; CA2705814A1; KR102165778B1; KR102067751B1; KR20180043849A; KR101573505B1; KR20200006639A; KR20100119746A; KR102400990B1; JP2011503663A; KR20150139625A; CA2705814C; ES2493592T3; KR20200118254A; KR20210072141A; KR101764381B1

Abstract

실시형태들은 일반적으로 전자 디스플레이 장치용의 여러 열 제어 피쳐들에 관한 것이다. 하나의 피쳐는 폐루프 고립 가스 챔버를 포함하며, 여기서 제1 챔버는 상기 디스플레이 표면과 접촉하고, 고립 가스와 디스플레이 표면 사이에서 열을 전달한다. 제2 챔버는 상기 제1 챔버와 가스 연통하며, 상기 고립 가스를 가열하거나 냉각하며, 고립 가스를 제1 챔버로 재도입한다. 다른 피쳐는 전자 디스플레이 장치용 백라이트 어셈블리를 냉각하기 위해 수축 대류를 사용한다. 다른 피쳐는 디스플레이 장치의 외부 가시면을 추가로 가열 또는 냉각하기 위해 에어 커튼을 사용한다. 다른 피쳐는 상기 디스플레이 스택의 태양광 부하를 줄이고 주위 공기 온도와 절연하기 위한 절연 갭을 구비하는 선형 편광판을 사용한다. 다른 피쳐는 디스플레이 장치를 냉각하기 위해 디스플레이 표면과 유체 냉각제가 접촉하는 유체 시스템을 사용한다. 소망하는 작동 환경에 따라 디스플레이 장치에 적당한 작동 온도를 제공하기 위해 각 피쳐들은 단독으로 사용될 수 있고, 서로 조합되어 사용될 수도 있다.

Description

전자 디스플레이 장치의 열 제어 방법 및 시스템{SYSTEM AND METHOD FOR THERMALLY CONTROLLING AN ELECTRONIC DISPLAY}

예시적 실시형태들은 일반적으로 전자 디스플레이 장치를 가열/냉각하는 시스템에 관한 것이다.

전자 디스플레이 장치는 온도가 조절되는 실내에서 사용되는 것이 일반적이다. 디스플레이 장치 주위의 온도는 비교적 안정적(실내 온도 근방)이기는 하지만, 디스플레이 장치의 부품들은 다량의 열을 발생시킬 수 있다. 이러한 열이 적절하게 배출되지 않으면, 디스플레이 장치에 손상을 입히거나, 수명을 단축시키게 된다. 통상적으로 디스플레이 장치 내의 전자부품들에서 발생한 열을 디스플레이 장치의 측벽을 통해 방출하기 위해, 전도 및 대류 열전달 시스템이 사용되고 있다. 이러한 열전달 시스템이 과거에는 성공적으로 사용되었지만, 오늘날 전자 디스플레이 장치는 더 큰 냉각 능력(일부 경우에는 가열 능력)을 필요로 한다.

현대의 전자 디스플레이 장치는 실외 환경과 주변 온도가 실내 온도보다 높거나 낮은 상황에서도 사용되고 있다. 주위 공기로부터 열이 전달되는 외에도, 디스플레이 장치 표면을 통한 태양으로부터의 복사 열전달도 주요 요인이 될 수 있다. 일부 응용분야 및 사용 위치에서, 그러한 디스플레이 장치 표면을 통해 200 와트 또는 그 이상의 전력이 사용되는 것이 일반적이다. 또한, 시장에서는 보다 대형의 그리고 보다 밝은 디스플레이 장치를, 때로는 고해상도 디스플레이 장치를 요구한다. 전자 디스플레이 장치가 대형화함에 따라, 태양으로부터 다량의 열을 흡수하게 되고, 다량의 열이 디스플레이 장치 내로 전달되게 된다. 태양으로부터 나오는 주변 빛과 주위 표면에서 반사되는 빛과 경쟁하여, 디스플레이 장치들은 더 많은 양의 빛을 발생시켜야 하며, 이는 디스플레이 장치 및/또는 백라이트 어셈블리로부터 더 많은 열이 발생되게 한다.

또한, 일부 응용 분야에서, 온도는 실온보다 상당히 밑으로 떨어질 수도 있다. 전자 디스플레이 장치가 저온에 노출됨으로써, 일부 부품들이 오작동하거나 영구적으로 손상될 수 있다. 예를 들어, 액정 디스플레이(LCD) 내의 액정 소재의 성능이 저온에 의한 영향을 받을 수 있다.

예시적 실시형태들은 본 명세서에 기재되어 있는 하나 또는 그 이상의 열 제어 피쳐(feature)들을 구비할 수 있다. 복수의 열 제어 피쳐들이 기재되어 있으며, 이들 피쳐들은 개별적으로 사용되거나, 임의로 서로 조합되어 사용될 수 있다. 이들 피쳐들의 특정한 조합은 대상으로 하는 디스플레이 장치의 냉각/가열 수요에 따라 달라질 수 있고, 디스플레이 장치의 종류, 크기 및 특히 사용 환경에 따라 달라질 수 있다. 예시적 실시형태들은 LCD, 발광 다이오드(LED), 유기발광 다이오드(OLED), 전계 방출형 디스플레이(FED), 음극선관(CRT), 플라즈마 및 프로젝션 디스플레이를 포함하는 어떠한 형태의 전자 디스플레이 장치에서 실시될 수 있다. 다만, 이들 디스플레이 장치만으로 한정되는 것은 아니다.

하나의 열 피쳐(thermal feature)는 고립 가스 냉각 시스템에 관한 것이다. 가스 냉각 시스템은 투명 전방판을 포함하는 제1 가스 챔버와 냉각 플레넘을 포함하는 제2 가스 챔버를 포함하여 구성되는 폐쇄형 루프인 것이 바람직하다. 상기 제1 가스 챔버가 앞쪽에 있으며, 전자 디스플레이 장치의 가시 화면과 동연(同延)한다. 상기 투명 전방판은 상기 제1 가스 챔버의 깊이를 획정하는 전자 디스플레이 장치 표면의 앞에 설치될 수 있다. 냉각 챔버 팬 또는 이와 균등한 수단이 냉각 플레넘 안에 위치하여, 가스가 고립 가스 냉각 챔버 루프 주위를 돌게 하는 데에 사용될 수 있다. 가스가 제1 가스 챔버를 지나감에 따라, 가스는 전자 디스플레이 장치 표면과 접촉하여 그 표면으로부터 열을 흡수하게 된다. 가스와 상기 제1 가스 챔버의 관계된 표면은 투명하기 때문에, 화질은 여전히 탁월한 상태를 유지한다. 가스가 상기 투명 제1 가스 챔버를 통과한 후, 그 가스는 가스가 냉각되는 후방의 냉각 플레넘을 향하게 된다.

다른 열적 피쳐는 그 냉각 능력을 대신하거나 그 냉각 능력에 추가하여, 고립 가스 시스템을 가열 장치로서 사용한다. 고립 가스 가열 시스템은 상기 디스플레이 표면의 전방에 있는 제1 가스 챔버와 가열 플레넘 또는 냉각/가열 플레넘을 포함하는 제2 챔버를 구비하는 폐쇄형 루프 시스템일 수 있다. 가열 요소들은 제2 챔버 내의 가스를 가열하기 위해, 상기 플레넘 안쪽에 배치될 수 있다. 가스가 제1 챔버 내로 강제로 넣어짐에 따라, 가스의 열이 디스플레이 표면으로 전달될 수 있다. 그런 다음, 다른 가열 사이클을 수행하기 위해, 가스는 상기 플레넘으로 복귀한다. 특정 디스플레이 장치와 그 특정 작동 환경에 따라, 상기 플레넘은 냉각 플레넘만으로 또는 가열 플레넘만으로 기능하거나 또는 가열/냉각 플레넘의 조합으로 기능한다.

일부 실시형태들은 상기 전자 디스플레이 장치를 작동하는 데에 사용되는 전자 부품들을 상기 고립 가스 챔버의 플레넘 내에 배치시킬 수 있다. 상기 전자 부품들은 변압기, 회로판, 프로세서, 레지스터, 커패시터, 배터리, 모터, 전원 장치, 조명 장치, 배선과 배선 하니스, 및 스위치를 포함할 수 있다. 다만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 플레넘이 냉각 플레넘으로 사용되는 경우, 상기 플레넘 내의 냉각 가스는 작동 중에 자연적으로 열을 발생시키는 전자 부품들을 냉각시키는 데에 추가로 사용될 수 있다. 또한, 플레넘이 디스플레이 장치용 열원으로 사용되는 경우, 전자 부품들로부터 나오는 자연 열이 플레넘 내의 가스를 가열하여 가열 요소에 공급되어야 하는 에너지 양을 줄여주게 된다.

일부 실시형태에서, 전자 디스플레이 장치 위에 가해지는 태양에너지를 추가로 줄이기 위해 선형 편광판(linear polarizer)이 사용될 수 있다. 이 편광판은 고립 가스 챔버와 조합되어 사용되거나, 단순히 그 편광판과 디스플레이 장치 사이에 절연 갭을 구비하는 전자 디스플레이 장치의 전방에 위치하여 사용될 수 있다. 상기 절연 갭은 편광판과 디스플레이 장치 사이에 전달되는 열의 양을 줄여준다.

일례로 LCD와 같은 일부 전자 디스플레이 장치들은 디스플레이 표면에 이미지를 형성하기 위해 백라이트 어셈블리를 필요로 한다. 상기 백라이트 어셈블리들은 일반적으로 디스플레이 장치에 있어 대형의 열 발생원이다. 따라서, 일부 실시형태들은 수축 대류 시스템(constricted convection system)을 사용하여 디스플레이 장치용 백라이트 유닛을 냉각한다. 상기 수축 대류 시스템은 상기 백라이트 어셈블리에 근접되게 위치하여 갭을 형성하는 수축 대류판을 포함할 수 있다. 백라이트 어셈블리를 보다 용이하고 효율적으로 냉각하기 위해, 가스가 상기 갭을 통해 강제 유동한다. 일부 실시형태에서, 플레넘의 벽은 수축 대류판을 구성한다.

일부 실시형태들은 또한 상기 디스플레이 어셈블리의 외부 표면 위로 공기(찬 공기 또는 더운 공기)를 강제 송풍시키는 에어커튼 장치를 사용할 수 있다.

마지막으로, 일부 실시형태들은 디스플레이 표면을 냉각하기 위해 유체가 디스플레이 표면과 접촉하는 유체 어셈블리를 사용할 수도 있다. 유체는 실질적으로 투명한 형태의 냉각 유체로, 유체는 디스플레이 표면에 포함되어 있는 전방 캐비티를 통해 펌핑된다.

아래의 발명의 상세한 설명과 첨부된 도면들을 통해 예시적 실시형태를 보다 잘 이해될 것이다. 도면에서 동일한 도면부호는 동일한 부분을 지칭한다.

본 발명에 의한 전자 디스플레이 장치의 열 제어 장치는 비교적 대형, 고화질의 LCD 디스플레이 장치에 사용될 수 있으며, 또한 태양이 강렬한 옥외 환경에 사용되기에 적합할 수도 있으며, 디스플레이 장치의 열적 안정성이 문제가 되는 실내 장치(일례로, 공장 환경, 쿨러/냉동고 등)에 적합할 수도 있다.

도 1은 예시적 전자 디스플레이 장치와 결합된 예시적 실시형태의 사시도이다.
도 2는 고립 가스 냉각 시스템의 구성부품들을 보여주는, 예시적 실시형태의 분해 사시도이다.
도 3은 상기 냉각 챔버의 예시적 실시형태의 평면도이다.
도 4는 고립 냉각 챔버, 특히 제1 가스 챔버의 전방면이 투명한 일 실시형태의 전방 사시도이다.
도 5는 플레넘 내에 배치된 선택적인 전자 구성부품들을 보여주는, 고립 냉각 챔버의 일 실시형태의 후방 사시도이다.
도 6은 상기 플레넘에 포함될 수 있는 면 피쳐들을 보여주는, 고립 냉각 챔버의 일 실시형태의 후방 사시도이다.
도 7은 상기 플레넘에 포함될 수 있는 면 피쳐들을 보여주는, 고립 냉각 챔버의 일 실시형태의 평면도이다.
도 8은 열전기 모듈을 포함하는 고립 냉각 챔버의 일 실시형태의 전방 사시도이다.
도 9는 열전기 모듈을 포함하는 고립 냉각 챔버의 예시적 실시형태의 평면도이다.
도 10은 고립 가스 냉각 시스템의 구성부품들을 보여주는, 예시적 실시형태의 분해 사시도이다.
도 11은 가열 챔버의 예시적 실시형태의 평면도이다.
도 12는 가열 요소들과 선택적인 전기 구성부품들을 보여주는, 가열 챔버의 일 실시형태의 후방 사시도이다.
도 13 및 도 14는 고립 가스 시스템 또는 절연 갭을 구비하는 선형 편광판을 사용하는 예시적 실시형태의 단면도이다.
도 15a 및 도 15b는 수축 대류판을 구비하는 수축 대류 냉각 시스템의 예시적 실시형태의 측면도이다.
도 16은 냉각 플레넘이 수축 대류판으로 사용되는, 예시적 실시형태의 평면도이다.
도 17a 내지 도 17c는 냉각 플레넘이 수축 대류판으로 사용되는, 실시형태의 단면도이다.
도 18은 에어커튼 장치를 사용하는 디스플레이 장치의 정면도이다.
도 19는 에어커튼 장치를 사용하는 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 20은 액체 냉각 디스플레이 장치용 구성부품들을 보여주는 도면이다.

개시된 실시형태들의 기술사상과 범위는 LCD를 포함하는 디스플레이 장치의 열 제어 디스플레이 장치를 포함하지만, LCD만으로 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다. 설명을 간단하게 할 목적으로 LCD 디스플레이용 부품과 연계하여 실시형태들을 개시할 것이다. 일례로 실시형태들은 LCD, 발광 다이오드(LED), 유기발광 다이오드(OLED), 전계 방출형 디스플레이(FED), 음극선관(CRT), 플라즈마 및 프로젝션 디스플레이 중에서 선택된 디스플레이 장치와 결합될 수 있다. 다만, 이들만으로 한정하는 것은 아니다. 또한, 실시형태들은 아직 개발되지 않은 유형의 디스플레이 장치에 사용될 수도 있다. 특히, 실시형태들이 완전 칼라, 평면 판넬 OLED 디스플레이 장치에 꽤 적합한 것으로 생각될 수 있다. 또한, 실시형태들이 비교적 대형, 고화질의 LCD 디스플레이 장치에 사용될 수 있는 것도 생각할 수 있다. 본 명세서에 개시된 실시형태들이 옥외 환경에 사용되기에 적합할 수도 있는 반면, 실시형태들이 디스플레이 장치의 열적 안정성이 문제가 되는 실내 장치(일례로, 공장 환경, 쿨러/냉동고 등)에 적합할 수도 있다.

고립 가스 냉각 시스템(isolated gas cooling system)

도 1에 도시한 바와 같이, 디스플레이 장치(10)가 실외 환경에 노출되어 있는 경우에 냉각 장치를 사용하지 않으면, 디스플레이 장치(10) 내부의 온도는 상당히 변화할 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 장치(10)는 제대로 작동하지 않거나, 사용 수명이 상당히 감소하게 된다. 디스플레이 장치(10)의 내부 온도를 증가시키는 요인으로, 태양 직사광이 특히 문제가 된다.

도 1에서, 도시되어 있는 전자 디스플레이 장치의 디스플레이 영역은 좁은 가스 챔버를 포함하는데, 상기 가스 챔버는 전자 디스플레이 장치 표면의 전방에 그리고 디스플레이 장치 표면과 동연(coextensive)되어 있다. 도시된 디스플레이 장치에는 옵션으로 에어커튼 장치(114)가 부착되어 있다. 에어커튼 장치(114)는 아래에서 상세하게 논의된다. 선택적으로, 상기 디스플레이 표면 상에서 태양광의 반사를 줄이기 위해, 상기 디스플레이 장치는 반사 실드(119)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 실외 환경에서, 하우징(70)은 태양광을 반사하는 색상인 것이 바람직하다.

도 2에 도시한 바와 같이, 디스플레이 장치(10)의 예시적 실시형태는 디스플레이 하우징(70) 내에 수용되는 고립 가스 냉각 챔버(20)를 포함한다. 스페이서(100)와 투명 전방판(90)에 의해, 투명 제1 가스 챔버가 획정된다. 제2 투명 전방판(130)이 전방판(90)에 라미네이트되어 전방판(90)이 파손되는 것을 방지하고 디스플레이 장치의 내부를 보호할 수 있다. 냉각 챔버(20)는 디스플레이 스택(80)과 이와 연계된 백라이트 어셈블리(140)를 둘러싼다.

디스플레이 장치(10)는 상기 제2 가스 챔버 내에 수용되는 냉각 가스를 위한 수단을 포함할 수 있다. 이 수단은 디스플레이 하우징(70)의 베이스에 위치할 수 있는 하나 또는 그 이상의 팬(60)을 포함할 수 있다. 팬(60)은 차가운 공기를 빨아들이고, 빨아들인 더 차가운 공기를 후방 냉각 플레넘(45)의 적어도 하나의 외부 표면 위로 강제 송풍시킨다. 필요하다면, 플레넘(45)의 외부 표면과 접촉하는 공기를 냉각시키기 위해, 공기조화기(미도시)가 사용될 수도 있다. 선택적으로, 팬(60)은 단순히 주위 공기를 빨아들일 수 있다.

도 3을 참조하면, 고립 가스 냉각 챔버(20)의 실시형태들은 제1 가스 챔버(30)와 제2 가스 챔버(40)를 포함하는 폐쇄형 루프를 포함할 수 있다. 상기 제1 가스 챔버는 투명판(90)을 포함한다. 상기 제2 가스 챔버는 냉각 플레넘(45)을 포함한다. "고립 가스"(isolated gas)란 용어는 고립 가스 냉각 챔버(20) 내의 가스가 본래 디스플레이 장치의 하우징 내의 외부 공기와 격리(isolation)되어 있다는 것을 의미한다. 제1 가스 챔버(30)가 전자 디스플레이 표면(85)의 전방에 위치하기 때문에, 가스에는 디스플레이 화질에 악영향을 줄 수 있는, 먼지 또는 다른 오염물질이 실질적으로 없어야 한다. 오염을 방지하고 먼지가 제1 가스 챔버(30) 내로 들어오는 것을 방지하기 위해, 선택적 필터(미도시)가 사용될 수 있다.

상기 고립 가스는 거의 투명한 가스로, 그 예로는 보통의 공기, 질소, 헬륨 또는 기타의 다른 투명 가스가 있다. 상기 가스는 화질에 영향을 주지 않도록 무색인 것이 바람직하다. 또한, 고립 가스 냉각 챔버(20)는 외부 공기에 대해 반드시 긴밀하게 밀봉될 필요는 없다. 챔버 내의 가스는 먼지와 오염물질들이 실질적으로 제1 가스 챔버 내로 유입되는 것이 실질적으로 방지될 수 있을 정도로 격리되는 것만으로 충분하다.

도 3에 도시된 폐쇄형 루프 장치에서, 제1 가스 챔버(30)는 제2 가스 챔버(40)와 가스 연통하고 있다. 냉각 플레넘(45) 내에 냉각 챔버 팬(50)이 제공되어서 고립 가스 냉각 챔버(20) 주위로 가스를 추진시키는 데에 사용될 수 있다. 제1 가스 챔버(30)는 전자 디스플레이 표면(85)의 전방에 장착되어 있는 적어도 하나의 전방 유리(90)를 포함한다.

도 4를 참조하면, 전방판(90)은 이격 부재(spacing member)(100)에 의해 전자 디스플레이 표면(85)으로부터 앞쪽으로 나와 있다. 이격 부재(100)는 전자 디스플레이 표면(85)의 전방을 통과하는 협폭 채널의 깊이를 정의한다. 이격 부재(100)는 장치의 다른 구성부품들과 독립된 별개의 부재일 수 있고, 선택적으로는 이들 부품들과 일체로 통합 구성될 수도 있다(일례로 전방판(90)과 일체로 구성). 전자 디스플레이 표면(85), 이격 부재(100) 및 투명 전방판(90)은 제1 가스 챔버(30)를 형성한다. 챔버(30)는 인입 개구(110)와 인출 개구(120)를 통해 플레넘(45)과 가스 연통하고 있다.

도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 가스 챔버(30)의 후방면은 디스플레이 스택(80)의 전자 디스플레이 표면(85)을 포함하는 것이 바람직하다. 제1 가스 챔버(30) 내의 고립 가스가 디스플레이 장치를 지나감에 따라, 고립 가스는 전자 디스플레이 표면(85)과 접촉한다. 냉각 가스가 전자 디스플레이 표면(85)과 직접 접촉함으로써, 전자 디스플레이 표면(85)으로부터 대류 열전달 방출이 향상된다. 예시적 실시형태에서, 전자 디스플레이 표면(85)은 제1 가스 챔버(30)의 후방면을 포함한다. 이에 따라, "전자 디스플레이 표면"(electronic display surface)이란 용어는 (본 명세서에 기재된 실시형태에는 없는) 일반적인 전자 디스플레이 장치의 전방 표면을 의미하는 것이다.

예시적 실시형태에서, 전자 디스플레이 표면(85), 전방판(90) 및 선택적 제2 전방판(130)은 유리 기판으로 구성될 수 있다. 그러나, 전자 디스플레이 표면(85), 투명 전방판(90), 선택적 제2 전방판(130)이 반드시 유리일 필요는 없다. 따라서 본 명세서에서, "유리"(glass)란 용어는 판(plate)이란 용어로 혼용될 수도 있으며, 유리 소재만이 필요한 것은 아니다. 또한, 전자 디스플레이 표면(85)이 반드시 전방 가스 격실(30)의 전방면 벽을 포함할 필요는 없다. 추가의 판이 사용될 수도 있다. 그러나, 가스 격실(30)의 후방면 벽으로 전자 디스플레이 표면(85)을 사용함으로써, 디스플레이 장치를 관통하는 가시광이 더 작은 면과 충돌할 수 있다. 또한, 장치가 더 경량화되며 제조 비용이 낮아질 수 있다.

도시된 실시형태들이 전자 디스플레이 표면(85)을 사용하고 있지만, 장치의 광학 성능을 향상시키거나 가스 냉각제를 수용하기 위해, 어느 변형물 및/또는 코팅(일례로, 반사 방지 코팅)이 전자 디스플레이 표면(85)에 또는 본 시스템의 다른 구성부품들에 부가될 수 있다. 도시된 실시형태에서, 전자 디스플레이 표면(85)은 액정 디스플레이(LCD) 스택의 전방 유리판일 수 있다. 그러나, 본 냉각 시스템의 실시형태들에 적합한 임의의 다른 디스플레이 표면일 수도 있다. 필수적인 것은 아니지만, 전자 디스플레이 표면(85)과 접촉하도록 제1 가스 챔버(30) 내에 냉각 가스를 흐르게 하는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 디스플레이 부품으로부터 순환하는 가스로의 대류 열전달이 극대화될 수 있다.

도 4를 참조하면, 제1 가스 챔버(30)의 전방판(90)은 투명하고, 전자 디스플레이 표면(85)의 앞쪽에 위치하고 있다. 도시되어 있는 화살표는 제1 가스 챔버(30)를 통한 고립 가스의 이동방향을 나타낸다. 도시되어 있는 바와 같이, 고립 가스는 제1 가스 챔버(30) 내에서 수평방향으로 이동한다. 가스가 수평방향 또는 수직방향 중 어느 한 방향으로 이동하는 것으로 냉각 시스템(20)이 구성될 수 있지만, 수평방향으로 추진시키는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 먼지 또는 오염물들이 제1 가스 챔버(30)로 유입되는 경우, 먼지 또는 오염물들은 디스플레이 장치의 가시 영역의 외부로 챔버(30)의 바닥으로 떨어지게 된다. 본 시스템은 공기를 좌측에서 우측으로, 또는 선택적으로는 우측에서 좌측으로 이동시킬 수 있다. 가스가 제1 가스 챔버(30)를 지나간 후, 가스는 인출 개구(120)를 통해 빠져나간다. 인출 개구(120)는 후방 냉각 플레넘(45)에 대해서는 입구부를 형성한다.

도 5는 후방 냉각 플레넘(설명을 위해 투명하게 도시)을 개략적으로 도시하고 있다. 플레넘 내의 하나 또는 그 이상의 팬(50)은 고립 가스가 고립 가스 냉각 챔버를 관통하는 데에 필요한 힘을 제공한다. 제1 가스 챔버(30)는 디스플레이 장치의 전자 디스플레이 표면(85)으로부터 열을 수집하도록 설계되는 반면, 제2 가스 챔버(40)는 가스로부터 열을 추출하여 상기 냉각 챔버(20)로부터 열을 제거하도록 설계된다. 제2 가스 챔버(40)는 주어진 전자 디스플레이 장치 내에서 내부 구조물들을 수용하기 위한 다양한 윤곽과 피쳐들을 구비할 수 있다.

필요하다면, 제2 가스 챔버(40) 전체의 어느 곳에도 다양한 전자 부품들(200)이 배치될 수 있다. 전자 부품들(200)은 변압기, 회로판, 프로세서, 레지스터, 커패시터, 배터리, 모터, 전원 장치, 조명 장치, 배선과 배선 하니스, 및 스위치를 포함할 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 이들 부품들은 챔버의 벽 위에 직접 장착될 수도 있고, 막대 또는 포스트(209) 상에 지지될 수도 있다. 이에 따라, 냉각 플레넘은 제1 가스 챔버(30)로부터 열을 빼앗으면서도 이들 각종 전자 부품들(200)을 냉각시키도록 설계될 수 있다(추가적으로 아래에서 논의하고 있는 바와 같이, 고립 가스 시스템이 디스플레이 장치를 가열하는 데에 사용되는 경우, 전자 부품들은 고립 가스의 가열을 조장할 수 있음).

도 6 및 도 7을 참조하면, 플레넘(45)으로부터의 열 방출을 개선하기 위해, 다양한 면 피쳐들(150)이 부가될 수 있다. 이들 면 피쳐들(150)은 큰 표면적을 형성하여, 제2 가스 챔버(40) 내의 가스로부터 열을 방출시키도록 한다. 이들 피쳐들(150)은 플레넘(45) 표면 위의 많은 지점에 위치할 수 있다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 제2 가스 챔버(40) 내에 포함되어 있는 가스를 추가로 냉각하기 위해, 적어도 하나의 플레넘(45) 표면 위에 하나 또는 그 이상의 열전기 모듈(160)이 위치할 수 있다. 열전기 모듈(160)은 면 피쳐들(150)과 독립하여 또는 면 피쳐들과 결합하여 사용될 수 있다. 선택적으로, 추운 환경에서 고립 가스 시스템이 디스플레이 장치를 가열하는 데에 사용되는 경우, 열전기 모듈(160)은 플레넘 내에서 가스를 가열하는 데에 사용될 수 있다.

도 10은 후방 플레넘(45)에 포함되어 있는 가스에서 열을 제거하는 예시적 방법을 나타낸다. 공기를 빨아들이고, 그 공기를 플레넘(45)의 전방면과 후방면으로 불어넣기 위해 팬(60)이 위치할 수 있다. 팬(60)은 공기 조화된 공기를 디스플레이 장치 하우징(70) 내로 빨아들이거나 단순히 주위 공기를 빨아들일 수 있다. 또한, 본 장치에서, 팬(60)은 공기가 전자 디스플레이 장치의 열 발생 부품(일례로, 디스플레이 스택(80)과 백라이트 어셈블리(140))를 강제로 통과하도록 하여 디스플레이 장치 전체의 냉각 능력을 추가로 개선할 수 있다. 본 실시형태는 아래에서 상세하게 논의되는 수축 대류 냉각 방법과 조합될 수 있음에 주목해야 한다. 가열된 배기 공기는 디스플레이 하우징(70) 상에 위치하는 하나 또는 그 이상의 작은구멍(aperture)(179)을 통해 빠져나갈 수 있다.

고립 가스 가열 시스템(isolated gas heating system)

전술한 바와 같이, 고립 가스 시스템은 전자 디스플레이 장치를 가열하는 데에도 사용될 수 있다. 도 11 및 도 12를 참조하면, 가열 요소들(220)이 제2 가스 챔버(40) 내에 위치할 수 있으며, 가스가 제2 가스 챔버(40)를 통과할 때에 가스를 데우도록 작동한다. 이들 가열 요소들은 관용될 수 있는 많은 가열 요소들 또는 열전기 모듈들 중 어느 하나일 수 있다. 여러 번, 이들 요소들은 단순히 전기 저항이 큰 소재일 수 있으며, 이에 따라 전류가 이들 요소들을 흐를 때에 열을 발생하게 된다. 가열 요소들은 다음의 요소들 중 어느 하나일 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다: 니크롬 와이어 또는 리본, 세라믹 절연 금속(일반적으로 강) 플레이트 상에 적층된 스크린 프린트 금속/세라믹 트랙, CalRod(일반적으로 터프 금속 쉘 내에 세라믹 바인더가 밀봉되어 있는 니크롬 미세 코일), 히트 램프 및 저항 세라믹 PTC(positive thermal coefficient).

전술한 바와 같이, 플레넘(45)은 전자 디스플레이 장치에 전원을 공급하고 제어하는 전기 부품들(200)을 포함할 수 있다. 상기 전기 부품들은 변압기, 마이크로프로세서, 인쇄회로기판, 전원장치, 레지스터, 커패시터, 모터, 와이어 하니스 및 커넥터들 중 어느 하나일 수 있다. 전기 부품들(200)용 전기 연결은 플레넘(45) 벽을 관통할 수 있다. 상기 전기 부품들(200)은 플레넘(45) 내의 어느 곳에도 위치할 수 있다. 전기 부품들(200)은 상기 플레넘의 전방면 또는 후방면 상에 장착될 수 있고, 플레넘 표면 위에 바로 장착되거나 마운팅 포스트에 의해 현가되어 가스가 상기 부품의 모든 둘레부위를 지나갈 수 있게 할 수도 있다.

디스플레이 장치가 작동하는 동안, 고립 가스 냉각 시스템이 연속적으로 작동할 수 있다. 그러나, 필요하다면, 온도 센서(미도시)와 스위치(미도시)가 전자 디스플레이 장치 내에 통합될 수 있다. 이에 따라, 온도가 사전에 결정된 문턱값에 도달했는지를 감지하고, 디스플레이 장치 내의 온도가 사전에 결정된 온도에 도달한 경우에 고립 가스 시스템이 선택적으로 작동하도록, 서모스탯(thermostat)이 사용될 수 있다. 사전에 미리 결정된 문턱 온도(threshold temperature)가 선택되고, 고립 가스 시스템이 디스플레이 장치를 가열, 냉각 또는 가열과 냉각 모두를 수행하도록 구성되는 것이 디스플레이 장치를 용인할 수 있는 온도 범위 내에서 유지하는 데에 유리하다.

선택적 절연체 갭을 구비한 선형 편광판(linear polarizer with optional insulator gap)

도 13은 다른 열 제어 피쳐를 위한 다른 예시적 실시형태의 단면도이다. 도시된 장치에서, 전방판(90)과 제2 전방판(130)은 유리로 이루어질 수 있으며, 서로 라미네이트되어 있다. 제1 및 제2 전방 패널(90, 130)은 인덱스 정합형 광학 접착제(201) 층에 의해 서로가 고정되어 전방 글라스 유닛(206)을 형성할 수 있다. 디스플레이 스택(80)은 전방 편광판(216)과 후방 편광판(214) 사이에 개재되어 있는 액정 어셈블리(212)를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 상기 디스플레이 스택(80)은 다른 유형의 전자 디스플레이 장치용의 다른 종류의 어셈블리일 수 있다. 디스플레이 스택(80)과 전방 글라스 유닛(206) 사이의 공간은 절연체 갭(300)을 획정한다. 상기 절연체 갭(300)은 상기 LCD 스택(80)과 상기 전방 글라스 유닛(206)을 열 격리시킨다. 이러한 열 격리는 태양광이 LCD 스택에 부하를 가하기보다는 열이 전방 글라스 유닛 위로만 국한되도록 한다. 고립 가스 시스템과 조합하여 사용되는 경우, 상기 절연체 갭(300)은 제1 가스 챔버(30)를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 절연체 갭(300)은 고립 가스 시스템을 사용하지 않으면서 단순히 태양광 부하와 주위 공기 모두로부터 절연시키는 절연층으로 사용될 수 있다.

제2 전방 패널은 제1 표면(202)과 제2 표면(208)을 구비할 수 있다. 상기 제1 표면(202)은 요소들에 노출될 수 있는 반면, 제2 표면(208)은 상기 인덱스 정합형 광학 접착제(201)에 의해 제1 전방판(90)에 고정될 수 있다. 상기 제1 전방판(90)은 제3 표면(209)과 제4 표면(204)을 구비할 수 있다. 제3 표면(209)은 상기 인덱스 정합형 광학 접착제(201)에 의해 제2 전방판(130)에 고정될 수 있는 반면, 제4 표면은 절연체 갭(300)에 직접적으로 인접할 수 있다. 일부 실시형태에서, 디스플레이 스택(80)에 대한 태양광 부하를 줄이고 영상 화질을 개선하기 위해, 상기 제1 표면(202)과 제4 표면(204) 위에 반사방지 코팅이 부착될 수 있다. 다른 실시형태에서, 반사방지 코팅은 상기 제1, 제2, 제3 또는 제4 표면(202, 208, 209, 204)들 중 적어도 어느 하나의 표면에만 부착될 수도 있다.

도 14는 전방 글라스 유닛(206)의 다른 예시적 실시형태의 단면도이다. 도시된 장치에서, 전방 글라스 유닛(206)은 제2 전방판(130), 인덱스 정합형 광학 접착제 층(201), 선형 편광판(400) 및 제1 전방판(90)을 포함한다. 상기 선형 편광판(400)은 적어도 하나의 제1, 제2, 제3 또는 제4 표면(202, 208, 209, 204) 각각에 접착될 수 있다. 반사방지 층들이 적어도 하나의 제1, 제2, 제3 또는 제4 표면(202, 208, 209, 204) 각각에 부착될 수 있다. 전방 글라스 유닛(206)에 선형 편광판(400)을 포함시키면, 디스플레이 스택(80)에 대한 태양광 부하를 추가로 줄일 수 있다. 태양광 부하의 감소는 전자 디스플레이 장치 내부 온도를 상당히 감소시킬 수 있다. 선형 편광판(300)은 또한 전방 글라스 유닛(206)과 디스플레이 스택(80)의 거울 반사도 감소시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, 고립 가스 시스템과 조합하여 사용되는 경우, 절연체 갭(300)은 제1 가스 챔버(30)를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 절연체 갭(300)은 상기 고립 가스 시스템을 사용하지 않고 단순히 태양광 부하와 주위 공기 모두로부터 격리시키는 절연층으로 사용될 수 있다. 상기 디스플레이 스택(80)은 LCD 스택일 수 있고, 또한 디스플레이 스택(80)은 다른 유형의 전자 디스플레이 장치일 수도 있다는 점을 인지해야 한다.

또한 제2 전방판(130)이 사용되지 않을 수도 있다는 점을 인식해야 한다. 실시형태들은 전방판(90)의 전방면 또는 후방면에 선형 편광판이 부착되어 있는 제1 전방판(90)만을 사용할 수도 있다. 반사방지 층이 상기 전방판(90)의 전방면 또는 후방면에 부착될 수도 있다. 제2 전방판(130)없이 전방판(90)만을 사용하는 경우, 강도를 추가로 증가시키기 위해 전방판(90)을 템퍼링할 수 있다.

수축 대류(constricted convection)

가시 스크린 상에 화상을 형성하기 위해, 일부 종류의 전자 디스플레이 장치는 백라이트 어셈블리를 필요로 한다. LCD는 백라이트 어셈블리를 필요로 하는 디스플레이 장치 중의 하나이다. 플라즈마 디스플레이 및 OLED와 같은 다른 유형의 디스플레이 장치는 이들 자체가 발광하기 때문에, 백라이트 어셈블리를 필요로 하지 않는다. 그러나, 이러한 종류의 디스플레이 장치는 여전히 상당한 양의 열을 발생한다. 따라서, 전술한 사항에서, 백라이트 어셈블리와 관련하여 수축 대류 시스템을 기재하지만, 상기 실시형태들이 다른 종류의 디스플레이 장치에서도 사용될 수 있다는 점을 인식해야 한다. 따라서, 백라이트 또는 백라이트 어셈블리에 대해 논의할 때, 이들 어셈블리들은 다른 열-발생 디스플레이 장치의 후방면일 수도 있고, 상기 수축 대류 시스템은 이들 다른 디스플레이 장치를 보다 효율적으로 냉각시킬 수도 있다. 도 15a 및 도 15b와 도 17a 내지 도 17c는 축척에 맞추어 도시된 것이 아님을 알아야 한다. 요소들 간의 관계는 설명의 목적으로 과장되어 있을 수 있다.

도 15a는 수축 대류판(300)과 백라이트(140)의 단면도로, 이들 물체들 사이의 공간은 좁은 갭(305)을 획정한다. 상기 갭의 크기는 디스플레이 장치의 크기, 디스플레이 장치의 작동 조건, 백라이트 어셈블리와 그 후방면 소재의 종류, 및 다양한 수축 대류 팬의 수량과 이들에 공급되는 전력량을 포함하는 여러 요인들에 따라 변할 수 있다. 일부 예시적 실시형태들은 약 0.25-3.5 인치의 갭 거리를 사용할 수 있다. 다른 실시형태들은 이보다 좀 더 큰 갭을 사용할 수 있다. 상기 갭(305)을 통한 공기의 강제 송풍은 백라이트(140)의 냉각 능력을 증가시킨다는 것을 알 수 있었다. 상기 갭(305)을 통해 공기를 빨아들이기 위해 하나 또는 그 이상의 수축 대류 팬(310)이 사용될 수 있다. 도 15b는 상기 갭(305)을 통해 공기를 밀어 넣기 위해 하나 또는 그 이상의 수축 대류 팬(310)이 사용되는 수축 대류 시스템에 대한 다른 실시형태의 단면도이다.

도 16은 전술한 고립 가스 시스템의 평면도이다. 상기 고립 가스 시스템을 관통하는 단면라인 17-17이 도시되어 있다.

도 17a 내지 도 17c는 도 16에 도시되어 있는 17-17 부분의 단면을 도시한다. 먼저 도 17a를 참조하면, 전자 디스플레이 장치(80)와 인접하고 있는 제1 가스 챔버(30)가 디스플레이 장치의 전방을 향하고 있다. 상기 제1 가스 챔버(30)의 앞쪽에는 전방판(90)이 있다. 디스플레이 장치의 후방부에서, 백라이트(140)가 제2 가스 챔버(40)와 근접하게 배치되어 있다. 본 장치에서, 제2 가스 챔버(40)의 외벽은 수축 대류판으로 기능한다. 본 실시형태는 수축 대류 팬을 사용하지 않는 대신에 상기 디스플레이 장치 하우징의 외부로부터 공기를 빨아들여 그 공기를 제2 가스 챔버(40)의 표면으로 강제 송풍시키는 팬(60)을 사용하고 있다. 전술한 바와 같이, 이 공기는 단순히 주위 공기이거나 선택적으로는 공기조화 장치(미도시)에서 나온 공기일 수 있다. 백라이트(140)와 냉각 챔버(40) 사이에서의 공기 흐름을 용이하게 하기 위해, 가이드 장치(320)가 사용될 수 있다.

도 17b를 참조하면, 냉각 챔버(40)는 가이드 피쳐(41)를 포함한다. 가이드 피쳐(41)는 상기 가이드 장치(320)와 함께 조합되어 백라이트와 냉각 챔버 사이에서의 공기 흐름을 용이하게 한다. 도 17c는 외부 팬(60)과 수축 대류 팬(310) 모두가 사용되는 선택적 실시형태를 나타낸다. 이 실시형태는 또한 도 17a 및 도 17b에 도시된 가이드 장치들을 사용할 수도 있다.

백라이트(140)는 전자 디스플레이 장치(80)와 대면하는 사이드에 장착되는 복수의 라이트를 구비한 인쇄회로기판(PCB)을 포함할 수 있다. 상기 백라이트 내의 상기 라이트들은 LED, 유기발광 다이오드(OLED), 전계 방출형 디스플레이(FED), 발광 폴리머(LEP: light emitting polymer) 또는 유기 전계 발광(OEL) 라이트 중 어느 하나일 수 있다. 예시적 실시형태에서, 백라이트(140)는 전자 디스플레이 장치(80)와 대면하는 사이드와 제2 가스 챔버와 대면하는 사이드 사이의 열 저항이 작은 것이 이상적이다. 이와 같이 낮은 레벨의 열 저항을 달성하기 위해, 금속 인쇄회로기판(PCB) 기술로 백라이트(140)를 구성하여 상기 라이트들로부터 더 많은 열을 방출시킬 수 있다. 대류 열전달 특성을 추가로 향상시키기 위해, 백라이트(140)의 후방면은 금소 또는 다른 열전도성 소재일 수 있다. 상기 표면은 대류 열전달 특성을 추가로 개선하기 위해 핀(fin)과 같은 복수의 표면 피쳐들을 구비할 수 있다. 수축 대류 팬(310)은 더운 공기를 배출구(179)(도 2에 도시)를 통해 내보냄으로써 공기가 디스플레이 장치를 완전히 빠져나가게 된다.

디스플레이 장치가 작동하는 중에, 외부 팬(60)과 수축 대류 팬(310)도 연속적으로 작동할 수 있다. 그러나, 원하는 경우, 온도 센서(미도시)와 스위치(미도시)가 전자 디스플레이 장치 내에 통합되어 있을 수 있다. 온도가 사전에 결정된 문턱값에 도달했는지를 감지하기 위해 효과적인 서모스탯이 사용될 수 있다. 이러한 경우, 디스플레이 장치 내의 온도가 사전에 결정된 값에 도달했을 때에, 여러 팬들이 선택적으로 작동할 수 있다. 디스플레이 장치가 용인가능한 온도 영역 내에 유지되도록 하기 위해, 문턱값이 사전에 선택되고, 시스템은 서모스탯(미도시)을 구비하여 구성되는 것이 유리하다. 이는 장치의 사용 수명에 유용할 뿐만 아니라, 에너지 비용도 절감시킨다.

에어 커튼(air curtain)

전술한 다양한 열 조절 피쳐들 외에도, 에어 커튼이 사용될 수도 있다. 에어 커튼 장치는 장치 단독으로 사용되거나, 전술한 다른 임의의 열 제어 피쳐들과 조합하여 사용될 수 있다.

도 18은 하우징(70)과 전방판(90)을 구비하는 전자 디스플레이 장치(10)를 도시한다. 에어 커튼용 에어 배플(air baffle)(114)이 상기 도면에서 파선으로 도시되어 있다. 단면 라인 19-19도 도시되어 있다.

도 19는 도 18에 도시되어 있는 라인 19-19를 따르는 단면도이다. 이 도면은 팬(60)이 기동할 때에 이루어지는 하우징(70)을 통한 공기의 순환을 보여주고 있다. 전술한 바와 같이, 팬(60)은 인입구(51)를 통해 공기를 하우징(70) 내로 빨아들인다. 이 공기는 주위 공기일 수 있으며, 선택적으로는 공기 조화된 공기일 수 있다. 빨아들여진 공기의 유동 방향이 화살표 121로 표시되어 있다. 상기 디스플레이 하우징(70) 내에서, 공기는 화살표(121)를 따라 위쪽으로 유동한다. 이 공기는 전술한 열 제어 피쳐들 중 어느 하나와 함께 사용될 수 있다. 일례로, 공기는 제2 챔버(플레넘) 내의 고립 가스를 냉각하는 데에 사용되거나 전술한 수축 대류 시스템에서 사용될 수도 있다.

설명의 목적으로, 디스플레이 장치의 내부 부품들에 대한 상세한 사항은 도면에 기재하지 않았으며, 단지 캐비티(61)만을 도시하였다. 에어 커튼이 다른 어떠한 유형의 전자 디스플레이 장치에서 실시될 수 있으며, 전술한 열 제어 피쳐들과 조합되어서도 실시될 수 있다는 점을 주목해야 한다. 공기가 배플(114)을 향해 흐르도록 하기 위해, 캐비티(61) 내에 여러 내부 피쳐들(미도시)이 배치될 수 있다. 빨아들여진 공기는 화살표(121)를 따라 캐비티(61)를 관통해 연속 유동해서 배플(114)에 도달한다. 배플(114)은 공기를 디스플레이 장치의 외부면 쪽으로 지향시킨다. 이 외부면은 제1 전방판(90)일 수 있으며, 선택적으로는 위에서 상술한 추가적인 전방판(일례로 제2 전방판(130))일 수 있다.

이에 따라, 에어 커튼은 디스플레이 장치의 내부 부품들을 냉각하기 위한 배출구로 사용될 수 있다. 선택적으로, 에어 커튼으로부터 나오는 차가운 공기는 상당한 태양광 부하를 받거나 또는 주위의 뜨거운 공기로부터 열을 전달받는 디스플레이 장치의 외부 전방면을 추가로 식히는 데에 사용될 수 있다.

유체 냉각 시스템(fluid cooling system)

도 20은 다른 열 제어 피쳐를 설명하는 예시적 개략도이다. 도면으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 냉각 시스템(22)은 유체 연통하는 여러 부품들을 포함한다. 바람직하기로는, 유체 연통은 부품들을 일련의 튜브들 또는 파이프들(개념적으로 설명하기 위해 점선으로 표시)로 연결함으로써 달성된다. 냉각 시스템(22) 부품들은 유체 연통하는 저장 탱크(37), 펌프(47) 및 냉각 챔버(4)를 포함한다. 바람직하기로는, 상기 시스템은 역시 유체 연통하는 필터(83)와 라디에이터(72)도 포함한다. 선택적으로, 상기 시스템은 팬 유닛(94)을 포함한다. 그러나, 선택적 팬 유닛은 다른 부품들과는 유체 연통하지 않는 것이 바람직하다.

저장 탱크(37)는 냉각 유체의 대부분의 양을 보유하며, 냉각 유체가 탱크(37) 내에 저장되어 있는 동안에 유체로부터 열 방출을 수행하는 표면을 제공한다. 상기 탱크는 출구포트(3)와 복귀포트(14)의 적어도 2개의 개구부를 구비한다. 선택적으로, 저장 탱크는 환기포트(66)를 포함한다. 펌프(47)는 냉각 유체가 시스템(22)을 관통해서 이동하도록 한다. 통상의 기술자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 펌프(47)는 적당한 성과를 얻기 위해 냉각 유체 통로를 따라 복수의 지점에 위치할 수 있다. 그러나 플레이트들(44, 128)의 곡률을 최소화하기 위해서는, 냉각 챔버(4) 뒤에 펌프(47)를 배치하여, 펌프가 냉각 챔버(4)의 바닥에서 상부로 액상 냉각제를 끌어올리도록 하는 것이 바람직하다. 펌프가 이와 같이 배치되면 상기 펌프는 냉각 챔버(4)의 상부에 저기압 영역을 생성할 수 있다. 이러한 방식으로, 유체는 화살표를 따라 냉각 챔버(4)를 통해 유동한다. 일부 냉각 유체들은 "미끄러짐성"(slipperiness)이 있기 때문에, 펌프(47)는 용적식 펌프(positive displacement pump)인 것이 바람직하다.

냉각 챔버를 통과하는 냉각 유체의 유량을 조절하기 위해, 밸브(634)를 구비하는 바이패스 라인이 제공될 수 있다. 상기 바이패스 라인은 냉각 유체가 냉각 챔버(4)를 우회하도록 하는 우회루트를 제공한다. 밸브(634)는 바이패스 라인을 통과하여 우회하는 냉각 유체의 양을 용이하게 조절할 수 있다. 바이패스 라인과 밸브(634)는 냉각 챔버(4)를 향해 유동하는 유체로부터 사전에 결정된 양의 냉각 유체가 우회하도록 하여 냉각 챔버 자체를 관통하는 유량을 용이하게 조절할 수 있게 된다. 이러한 방식으로, 냉각 챔버를 통과하는 유량이 조절된다.

통상의 기술자라면 냉각 챔버를 통과하는 유동을 조절하기 위해 다른 방법 및 장치들이 사용될 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 일례로, 펌프(47)의 크기와 펌프 속도는 주어진 환경에 따라 최적화될 수 있다. 선택적으로, 가변 속도 펌프가 사용될 수도 있다. 바람직하기로는, 가변 속도 펌프는 적어도 하나의 압력 트랜스듀서(미도시)와 전기적으로 연통되어 있다. 바람직하기로는, 압력 트랜스듀서는 냉각 챔버(4)의 상류부에 위치할 수 있고, 다른 압력 트랜스듀서는 냉각 챔버(4)의 하류부에 위치할 수 있다. 상기 적어도 하나의 압력 트랜스듀서에 의해 제공되는 압력 정보는 가변 속도 펌프의 작동 속도를 설정하는 데에 사용될 수 있다. 이러한 방식에 따라, 냉각 챔버(4)를 통과하는 유량이 조절되어, 장치 내에서 적절한 압력이 유지될 수 있다. 냉각 챔버(4) 내에서 적절한 압력을 유지하는 것은 디스플레이 글라스의 변형이나 파손을 방지하는 데에 중요하다.

유체 내의 오염물질을 제거하기 위해 선택적 필터(83)가 추가될 수 있다. 바람직하기로는, 보다 큰 열적 안정성을 제공하기 위해 라디에이터(72)와 팬 유닛(94)이 포함될 수도 있다. 선택적으로, 시스템에 냉각 유체를 채우고 시스템에서 냉각 유체를 비우는 작업을 용이하게 하기 위해 수도꼭지(spigot)(미도시)가 제공될 수 있다.

작동하는 중에, 유체는 저장 탱크(37)의 아래쪽에 위치하는 출구포트(13)를 통해 저장 탱크(36)를 빠져나간다. 냉각 챔버(4)로 가는 중에, 유체는 선택적 필터(83)를 지나간다. 필터(83)로부터 나온 유체는 매니폴드(59)의 인입구(98)를 통해 다시 냉각 챔버(4)로 들어간다. 냉각 유체는 점선으로 표시된 방향을 따라 냉각 챔버(4)의 유체 격실을 통해 이동한다. 냉각 유체는 상부 매니폴드(60)의 유출구(99)를 통해 냉각 챔버(4)를 빠져나간다. 바람직하기로는, 유체는 선택적 라디에이터(72)에 의해 인입된다. 선택적 라디에이터(72)를 통해 이동하는 중에, 냉각 유체로부터 열을 빼앗는 것을 보조하기 위해, 선택적 팬 유닛(94)이 유체가 라디에이터(72)를 통과하도록 강제한다. 라디에이터(72) 뒤쪽에 위치할 수 있는 펌프(72)가 저장 탱크를 향해 유체를 빨아들인다. 유체는 복귀포트(14)를 통해 저장 탱크(37) 내로 들어간다. 바람직하기로는, 복귀하는 유체가 출구포트(13)를 통해 저장 탱크(37)를 빠져나가기 전에 최대로 냉각될 수 있도록 하기 위해, 복귀포트(14)는 출구포트(13)와 상당히 떨어진 곳에 위치할 수 있다.

필요에 따라, 팬 유닛이 디스플레이 장치(15)의 냉각 챔버(4) 바로 뒤의 하우징(75)의 베이스에 위치할 수 있다. 팬 유닛은 공기 층류가 하우징(75)의 내부를 통과하도록 할 수 있다. 바람직하기로는, 공기유동은 저장 탱크(37)의 적어도 하나의 외부 표면 위로 지향될 수 있다. 전술한 바와 같이, 배기되는 공기 유동은 궁극적으로는 선택적 에어 커튼 시스템(114)에 의해 냉각 챔버 표면(44) 위로 다시 보내질 수 있다.

필요하다면, 온도 센서(미도시)와 스위치(미도시)가 전자 디스플레이 장치 내에 통합될 수 있다. 온도가 사전에 결정된 문턱값에 도달했는지를 감지하기 위해 온도 센서가 사용될 수 있다. 이러한 경우, 디스플레이 장치 내의 온도가 사전에 결정된 온도에 도달한 때에 펌프가 선택적으로 작동될 수 있다. 디스플레이 장치가 비교적 일정한 온도로 유지하거나 적어도 용인할 수 있는 온도 범위 내에서 유지하도록 하기 위해, 소정의 문턱 온도가 사전에 선택되고, 시스템은 서모스탯(미도시)과 함께 구성되는 것이 유리하다. 선택적으로, 서모스탯을 사용하지 않기 위해, 전자 디스플레이 장치가 작동하는 중에 펌프(47)가 연속적으로 작동할 수 있다.

Claims

디스플레이의 후방 표면을 구비하고 하우징 내에 수용되어 있는 전자 디스플레이용 수축 대류 냉각 시스템으로, 상기 시스템은
전자 디스플레이를 둘러싸는 순환 냉각 가스의 폐쇄된 루프;
디스플레이의 후방 표면에 근접하게 위치하는 수축 대류판;
수축 대류판과 디스플레이의 후방 표면 사이에 형성되는 갭으로, 갭과 하우징이 디스플레이의 후방 표면을 따라 수축 대류 냉각 채널을 형성하는, 갭; 및
하우징의 외측으로부터 갭을 통해 공기를 이동시키게 구성 및 위치하는 적어도 하나의 팬;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수축 대류 냉각 시스템.
제1항에 있어서,
전자 디스플레이가 LCD 디스플레이이고, 디스플레이의 후방 표면은 LED 백라이트 어셈블리의 후방 표면인 것을 특징으로 하는 수축 대류 냉각 시스템.
제2항에 있어서,
LED 백라이트 어셈블리가 열 저항 레벨이 낮은 금속 인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 수축 대류 냉각 시스템.
제2항에 있어서,
LED 백라이트 어셈블리의 후방 표면이 열전도성 소재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 수축 대류 냉각 시스템.
제4항에 있어서,
열전도성 소재가 금속판인 것을 특징으로 하는 수축 대류 냉각 시스템.
제1항에 있어서,
전자 디스플레이가 OLED 디스플레이 또는 플라즈마 디스플레이인 것을 특징으로 하는 수축 대류 냉각 시스템.
제1항에 있어서,
순환 가스의 폐쇄된 루프가 전자 디스플레이의 전방에 위치하는 제1 가스 챔버 및 전자 디스플레이의 후방에 위치하는 제2 가스 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 수축 대류 냉각 시스템.
제7항에 있어서,
수축 대류판이 제2 가스 챔버의 전방 벽인 것을 특징으로 하는 수축 대류 냉각 시스템.
제1항에 있어서,
외부 공기를 갭 안으로 향하게 구성되며, 상기 갭의 유입 측에 또는 유입 측 근방에 위치하는 가이드 장치를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수축 대류 냉각 시스템.
제1항에 있어서,
수축 대류판과 디스플레이의 후방 표면 사이의 갭이 0.25 인치 내지 3.5 인치 사이인 것을 특징으로 하는 수축 대류 냉각 시스템.
수축 대류 냉각되는 전자 디스플레이 어셈블리로,
디스플레이의 후방 표면을 구비하는 전자 디스플레이;
전자 디스플레이를 수용하는 하우징;
전자 디스플레이를 둘러싸는 순환 냉각 가스의 폐쇄된 루프;
디스플레이의 후방 표면에 근접하여 위치하는 수축 대류판;
수축 대류판과 디스플레이의 후방 표면 사이에 획정되는 갭으로, 상기 갭과 하우징이 디스플레이의 후방 표면을 따라 수축 대류 냉각 채널을 형성하는 갭; 및
하우징의 외측으로부터 갭을 통해 공기를 이동시키게 구성 및 위치하는 적어도 하나의 팬;을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 어셈블리.
제11항에 있어서,
전자 디스플레이가 LCD 디스플레이이고, 디스플레이의 후방 표면은 LED 백라이트 어셈블리의 후방 표면인 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 어셈블리.
제11항에 있어서,
LED 백라이트 어셈블리가 열 저항 레벨이 낮은 금속 인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 어셈블리.
제11항에 있어서,
LED 백라이트 어셈블리의 후방 표면이 열전도성 소재로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 어셈블리.
제14항에 있어서,
열전도성 소재가 금속판인 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 어셈블리.
제11항에 있어서,
전자 디스플레이가 OLED 디스플레이 또는 플라즈마 디스플레이인 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 어셈블리.
제11항에 있어서,
순환 가스의 폐쇄된 루프가 전자 디스플레이의 전방에 위치하는 제1 가스 챔버 및 전자 디스플레이의 후방에 위치하는 제2 가스 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 어셈블리.
제17항에 있어서,
수축 대류판이 제2 가스 챔버의 전방 벽인 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 어셈블리.
제11항에 있어서,
수축 대류판과 디스플레이의 후방 표면 사이의 갭이 0.25 인치 내지 3.5 인치 사이인 것을 특징으로 하는 전자 디스플레이 어셈블리.
수축 대류 냉각되는 액정 디스플레이로,
액정 스택;
액정 스택 후방에 위치하며 후방 표면을 구비하는 백라이트 어셈블리;
액정 스택과 백라이트 어셈블리를 수용하는 하우징;
액정 스택과 백라이트 어셈블리를 둘러싸는 순환 냉각 가스의 폐쇄된 루프;
백라이트 어셈블리의 후방 표면에 근접하게 위치하는 수축 대류판;
수축 대류판과 백라이트 어셈블리의 후방 표면 사이에 획정되는 갭으로, 갭과 하우징이 디스플레이 후방 표면을 따라 수축 대류 냉각 채널을 형성하는, 갭; 및
하우징의 외측으로부터 갭을 통해 공기를 이동시키게 구성 및 위치하는 적어도 하나의 팬;을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이.
제20항에 있어서,
백라이트 어셈블리가 복수의 LED들이 장착되어 있는 전방 표면을 구비하는 금속 코어 인쇄회로기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이.
제20항에 있어서,
백라이트 어셈블리의 후방 표면이 열전도성 금속판으로 덮여 있는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이.
제20항에 있어서,
냉각 가스의 폐쇄된 루프가 액정 스택의 전방에 위치하는 제1 가스 챔버 및 백라이트 어셈블리의 후방에 위치하는 제2 가스 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이.
제23항에 있어서,
수축 대류판이 제2 가스 챔버의 후방 벽인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이.
제20항에 있어서,
수축 대류판과 백라이트 어셈블리의 후방 표면 사이의 갭이 0.25 인치 내지 3.5 인치 사이인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이.