TWI768854B - 散熱機構及其顯示設備 - Google Patents

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Abstract

一種散熱機構針對顯示設備之顯示模組以及發熱模組進行散熱，散熱機構包含框體結構、第一風扇及包含第一、第二、第三蓋體之導熱蓋體結構。第一蓋體連接於框體結構以形成第一空間容置顯示模組，第二蓋體具有進風口及出風口且連接於第一蓋體以形成空氣流道，第三蓋體連接於第二蓋體以形成第二空間容置發熱模組。第一風扇設置於進風口以引導空氣進入空氣流道且從出風口離開以形成散熱氣流而對顯示模組及發熱模組進行散熱。

Description

散熱機構及其顯示設備
本發明關於一種散熱機構及其顯示設備，尤指一種使用蓋體形成空氣流道且使用風扇在空氣流道中產生散熱氣流以對顯示模組以及發熱模組進行散熱的散熱機構及其顯示設備。
由於架設於戶外環境的顯示設備通常具有防水防塵功能以確保顯示設備能夠正常運作，因此，一般用於戶外顯示的顯示設備係採用封閉式外殼設計，也就是將顯示設備的主要電子元件(如顯示面板模組、控制電路板模組等)設置在由前框、透光玻璃與蓋體所形成的封閉空間中，藉以確實地防止異物(如水氣或灰塵等)進入顯示設備內部而造成電路短路或元件鏽蝕等問題。
然而，就上述採用封閉式外殼設計的顯示設備而言，由於其內部各個電子元件所產生的熱能會疊加累積在封閉空間中且無法快速地從封閉空間向外排出，因此往往容易出現因內部過熱導致顯示設備內部電子元件當機甚至燒毀的情況，從而大大地影響顯示設備在戶外環境下的使用安全性、運作穩定性，以及使用壽命。
本發明之目的之一在於提供一種使用蓋體形成空氣流道且使用風扇在空氣流道中產生散熱氣流以對顯示模組以及發熱模組進行散熱的散熱機構及其顯示設備，以解決上述問題。
根據一實施例，本發明之散熱機構針對一顯示設備之一顯示模組以 及一發熱模組進行散熱，該散熱機構包含一框體結構、一導熱蓋體結構，以及一第一風扇。該導熱蓋體結構包含一第一蓋體、一第二蓋體，以及一第三蓋體，該第一蓋體連接於該框體結構以共同形成一第一空間，該顯示模組容置於該第一空間，該第二蓋體具有一進風口以及一出風口且連接於該第一蓋體以共同形成一空氣流道，該第三蓋體連接於該第二蓋體以共同形成一第二空間，該發熱模組容置於該第二空間。該第一風扇設置於該進風口以及該出風口之其中之一，用來引導空氣經由該進風口進入該空氣流道且從該出風口離開以形成一散熱氣流而對該顯示模組以及該發熱模組進行散熱。
根據另一實施例，本發明之顯示設備包含一顯示模組、一發熱模組，以及一散熱機構。該發熱模組電連接於該顯示模組。該散熱機構包含一框體結構、一導熱蓋體結構，以及一第一風扇。該導熱蓋體結構包含一第一蓋體、一第二蓋體，以及一第三蓋體，該第一蓋體連接於該框體結構以共同形成一第一空間，該顯示模組容置於該第一空間，該第二蓋體具有一進風口以及一出風口且連接於該第一蓋體以共同形成一空氣流道，該第三蓋體連接於該第二蓋體以共同形成一第二空間，該發熱模組容置於該第二空間。該第一風扇設置於該進風口以及該出風口之其中之一，用來引導空氣經由該進風口進入該空氣流道且從該出風口離開以形成一散熱氣流而對該顯示模組以及該發熱模組進行散熱。
綜上所述，透過將在運作時會產生高熱能的顯示模組以及發熱模組分別隔開設置在由蓋體與前框所形成的不同空間內的設計以及蓋體之間形成空氣流道以經由風扇轉動產生散熱氣流的設計，本發明不僅可改善顯示設備內部各個電子元件所產生的熱能會疊加累積的情況，同時亦可有效地解決先前技術中所提到的熱能無法快速地從封閉空間向外排出的問題，藉以確實地避免因內部過熱導致顯示設備內部電子元件當機甚至燒毀的情況發生，從而大大地提升顯示設備在戶外環境下的使用安全性、運作穩定性以及使用壽命。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
10:顯示設備
12:顯示模組
14:發熱模組
16:散熱機構
18:框體結構
20:導熱蓋體結構
22:第一風扇
24:第一蓋體
26:第二蓋體
28:第三蓋體
30:前框
32:透光玻璃
34:第一空間
36:空氣流道
38:第二空間
40:進風口
42:出風口
44:散熱氣流
46、48、52:導熱墊片
50:熱管結構
54:熱管
56:散熱鰭片
58:熱源
60:第二風扇
第1圖為根據本發明之一實施例所提出之顯示設備之立體示意圖。
第2圖為第1圖之顯示設備之背面視圖。
第3圖為第2圖之顯示設備沿剖面線A-A之剖面簡示圖。
第4圖為第3圖之發熱模組之局部放大簡示圖。
請參閱第1圖、第2圖，以及第3圖，第1圖為根據本發明之一實施例所提出之一顯示設備10之立體示意圖，第2圖為第1圖之顯示設備10之背面視圖，第3圖為第2圖之顯示設備10沿剖面線A-A之剖面簡示圖，如第1圖、第2圖，以及第3圖所示，顯示設備10包含一顯示模組12、一發熱模組14，以及一散熱機構16，其中為了清楚地呈現顯示設備10之散熱設計，顯示設備10之殼體結構與相關模組配置在第3圖中均以簡單線條示意之，其實際應用並不以此為限。顯示模組12係可為一般常見應用在影像顯示的面板裝置(如液晶顯示模組(Liquid Crystal Display Module,LCM)，但不以此為限)且可包含影像顯示相關元件(如光源、陣列玻璃基板、液晶層等)，發熱模組14可較佳地為一般常見應用於影像顯示控制的電路板模組(但不受此限)且電連接於顯示模組12，上述電路板模組可包含影像顯示相關元件(主機板、中央處理器、電源供應器、電源適配器等)以用來進行顯示模組12之影像顯示控制，至於針對顯示模組12以及發熱模組14之相關描述(如電線連接配置、顯示控制電路設計等)，其係常見於先前技術中，於此不再贅述。
在散熱機構16與顯示模組12以及發熱模組14之容置設計方面，由第2 圖以及第3圖可知，散熱機構16包含一框體結構18、一導熱蓋體結構20(較佳地由鋁板材質所組成，但不以此導熱材質為限)，以及至少一第一風扇22(於第2圖中顯示二個，但不受此限)，導熱蓋體結構20包含一第一蓋體24、一第二蓋體26，以及一第三蓋體28。框體結構18係可較佳地採用常見應用在顯示設備上的邊框設計以與第一蓋體24、第二蓋體26，以及第三蓋體28分別容置顯示模組12以及發熱模組14，舉例來說，在此實施例中，框體結構18可包含一前框30以及一透光玻璃32，前框30連接於第一蓋體24且透光玻璃32接合於前框30，使得第一蓋體24、前框30以及透光玻璃32可共同形成第一空間34以用來容置顯示模組12，其中第一空間34係可較佳地為密閉空間，舉例來說，前框30與第一蓋體24以及透光玻璃32之間的連接方式係可較佳地採用黏膠密封接合方式(但不受此限)以進一步地對容置於第一空間34內之顯示模組12提供防水防塵的封閉保護功能。
相似地，第二蓋體26連接於第一蓋體24以及第三蓋體28之間，藉此，第二蓋體26係可與第一蓋體24共同形成一空氣流道36以允許散熱氣流通過，並且第二蓋體26係可與第三蓋體28共同形成一第二空間38以用來容置發熱模組14，其中空氣流道36可較佳地隔開第一空間34以及第二空間38以避免熱能疊加效應，且第二空間38係可較佳地為密閉空間，舉例來說，第二蓋體26與第三蓋體28之間的連接方式係可較佳地採用黏膠密封接合方式(但不受此限)以進一步地對容置於第二空間38內之發熱模組14提供防水防塵的封閉保護功能。另外，在此實施例中，由第3圖可知，第一蓋體24之至少一部分係可較佳地朝顯示模組12突出，且第二蓋體26之至少一部分係可較佳地朝發熱模組14突出(但不受此限)，藉以擴大空氣流道36之流道寬度，從而達到增加散熱氣流流量以提升散熱機構16之散熱效率的功效。
至於在散熱機構16之散熱設計方面，如第2圖以及第3圖所示，第二蓋體26具有至少一進風口40(於第2圖中顯示二個，但不受此限)以及至少一出 風口42(於第2圖中顯示三個，但不受此限)，第一風扇22係設置於進風口40(但不受此限，在另一實施例中，第一風扇22亦可改設置於出風口42以引導空氣從出風口42離開)，藉此，第一風扇22係可用來引導空氣經由進風口40進入空氣流道36且從出風口42離開以形成一散熱氣流44，於此同時，透過第一蓋體24以及第二蓋體26之導熱特性，顯示模組12以及發熱模組14運作時產生之熱能就會分別經由第一蓋體24以及第二蓋體26傳導至空氣流道36，並且被經由第一風扇22轉動所形成之散熱氣流44吸收帶走而從出風口42離開，進而產生將累積第一空間34以及第二空間38內的熱能快速地向外排出的散熱效果。
如此一來，透過將在運作時會產生高熱能的顯示模組以及發熱模組分別隔開設置在由蓋體與前框所形成的不同空間內的設計以及蓋體之間形成空氣流道以經由風扇轉動產生散熱氣流的設計，本發明不僅可改善顯示設備內部各個電子元件所產生的熱能會疊加累積的情況，同時亦可有效地解決先前技術中所提到的熱能無法快速地從封閉空間向外排出的問題，藉以確實地避免因內部過熱導致顯示設備內部電子元件當機甚至燒毀的情況發生，從而大大地提升顯示設備在戶外環境下的使用安全性、運作穩定性以及使用壽命。
值得一提的是，為了更進一步地提升熱能傳導至散熱氣流的散熱效率，本發明係可採用導熱墊片之配置，舉例來說，請參閱第3圖以及第4圖，第4圖為第3圖之發熱模組14之局部放大簡示圖，其中為了清楚地呈現發熱模組14之導熱設計，發熱模組14之相關元件配置在第4圖中係以簡單線條示意之，其實際應用並不以此為限。如第3圖所示，散熱機構16可另包含至少一導熱墊片46(於第3圖中顯示19個，但不受此限)，導熱墊片46係可較佳地由具有高導熱係數之材質(如導熱矽膠等)所組成且貼附於顯示模組12以及第一蓋體24之間，具體地，導熱墊片46係可貼附在對應顯示模組12中會產生高熱能的元件(如發光二極體燈條等)之位置，藉以將顯示模組12在運作時所產生的熱能快速地傳導至第一蓋 體24且接著從第一蓋體24傳導至散熱氣流44帶走。另外，如第4圖所示，散熱機構16可另包含至少一導熱墊片48(於第4圖中顯示一個，但不受此限)，導熱墊片48係可較佳地由具有高導熱係數之材質(如導熱矽膠等)所組成且貼附於發熱模組14以及第二蓋體26之間，具體地，導熱墊片48係可貼附在對應發熱模組14中會產生高熱能的元件(如中央處理器、高功率電源供應器、電源適配器等)之位置，藉以將發熱模組14在運作時所產生的熱能快速地傳導至第二蓋體26且接著從第二蓋體26傳導至散熱氣流44帶走。
在實際應用中，本發明亦可進一步地採用將導熱墊片貼附在對應顯示設備內部散熱裝置之位置的設計，舉例來說，由第4圖可知，散熱機構16可另包含一熱管結構50以及至少一導熱墊片52(於第4圖中顯示一個，但不受此限)，熱管結構50具有一熱管54以及一散熱鰭片56，熱管54係連接於散熱鰭片56以及發熱模組14之一熱源58(如中央處理器、高功率電源供應器、電源適配器等)之間，且導熱墊片52係設置於散熱鰭片56以及第二蓋體26之間，藉此，熱管54係可將熱源58所產生之熱能傳導至散熱鰭片56而產生局部散熱效果，於此同時，貼附在散熱鰭片56下方的導熱墊片52即可將傳導至散熱鰭片56的熱能快速地傳導至第二蓋體26且接著從第二蓋體26傳導至散熱氣流44帶走，從而更進一步地提升散熱機構16的散熱效率。
除此之外，本發明亦可採用將另一風扇設置在出風口的設計，舉例來說，如第3圖所示，散熱機構16可另包含一第二風扇60，第二風扇60係設置於出風口42(但不受此限，本發明亦可採用將第一風扇22設置於出風口42以及將第二風扇60設置於進風口40之設計)，藉此，第二風扇60係可用來引導進入空氣流道36的空氣更快地從出風口42離開以提升散熱氣流44之流動速率，從而更進一步地提升散熱機構16的散熱效率。需注意的是，在經過一段時間使用後，顯示設備10係可操作地控制第一風扇22以及第二風扇60反向轉動，如此一來，反向轉動 的第一風扇22以及第二風扇60即可引導空氣經由出風口42進入空氣流道36且從進風口40反向離開，使得空氣流道36中形成相對於散熱氣流44反向流動的反向氣流，藉以將堆積在進風口40處的灰塵等異物從顯示設備10向外吹離，從而達到清潔除塵的效果。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
10:顯示設備
12:顯示模組
14:發熱模組
16:散熱機構
18:框體結構
20:導熱蓋體結構
22:第一風扇
24:第一蓋體
26:第二蓋體
28:第三蓋體
30:前框
32:透光玻璃
34:第一空間
36:空氣流道
38:第二空間
40:進風口
42:出風口
44:散熱氣流
46:導熱墊片
60:第二風扇

Claims (19)

  1. 一種散熱機構，其針對一顯示設備之一顯示模組以及一發熱模組進行散熱，該散熱機構包含：一框體結構；一導熱蓋體結構，其包含一第一蓋體、一第二蓋體，以及一第三蓋體，該框體結構、該第一蓋體、該第二蓋體，以及該第三蓋體依序層疊，該第一蓋體呈板狀結構且連接於該框體結構以共同形成一第一空間，該顯示模組容置於該第一空間，該第二蓋體具有一進風口以及一出風口且連接於該第一蓋體以共同形成一空氣流道，該第三蓋體連接於該第二蓋體以共同形成一第二空間，該發熱模組容置於該第二空間；以及一第一風扇，其設置於該進風口以及該出風口之其中之一，用來引導空氣經由該進風口進入該空氣流道且從該出風口離開以形成一散熱氣流而對該顯示模組以及該發熱模組進行散熱。
  2. 如請求項1所述之散熱機構，其中該框體結構包含一前框以及一透光玻璃，該透光玻璃接合於該前框，以與該前框以及該第一蓋體共同形成該第一空間。
  3. 如請求項1所述之散熱機構，其另包含：至少一導熱墊片，其貼附於該顯示模組以及該第一蓋體之間，用來將該顯示模組所產生之熱能傳導至該第一蓋體。
  4. 如請求項1所述之散熱機構，其另包含：至少一導熱墊片，其貼附於該發熱模組以及該第二蓋體之間，用來將該發熱模組所產生之熱能傳導至該第二蓋體。
  5. 如請求項1所述之散熱機構，其另包含：一第二風扇，其設置於該進風口以及該出風口之其中之另一，用來引導空 氣從該出風口離開。
  6. 如請求項1所述之散熱機構，其另包含：一熱管結構，其具有一熱管以及一散熱鰭片，該熱管連接於該發熱模組之一熱源以及該散熱鰭片之間，以用來將該熱源所產生之熱能傳導至該散熱鰭片散熱；以及至少一導熱墊片，其設置於該散熱鰭片以及該第二蓋體之間，用來將從該熱管傳導至該散熱鰭片之熱能傳導至該第二蓋體。
  7. 如請求項1所述之散熱機構，其中該第一風扇可操作地反向轉動，以用來引導空氣經由該出風口進入該空氣流道且從該進風口反向離開，使得該空氣流道中形成一反向氣流。
  8. 如請求項1所述之散熱機構，其中該第一蓋體之至少一部分朝該顯示模組突出，且該第二蓋體之至少一部分朝該發熱模組突出。
  9. 如請求項1所述之顯示設備，其中該第一空間以及該第二空間為密閉空間。
  10. 一種顯示設備，其包含：一顯示模組；一發熱模組，其電連接於該顯示模組；以及一散熱機構，包含：一框體結構；一導熱蓋體結構，其包含一第一蓋體、一第二蓋體，以及一第三蓋體，該框體結構、該第一蓋體、該第二蓋體，以及該第三蓋體依序層疊，該第一蓋體呈板狀結構且連接於該框體結構以共同形成一第一空間，該顯示模組容置於該第一空間，該第二蓋體具有一進風口以及一出風口，該第二蓋體連接於該第一蓋體以共同形成一空氣流道， 該第三蓋體連接於該第二蓋體以共同形成一第二空間，該發熱模組容置於該第二空間；以及一第一風扇，其設置於該進風口以及該出風口之其中之一，用來引導空氣經由該進風口進入該空氣流道且從該出風口離開以形成一散熱氣流而對該顯示模組以及該發熱模組進行散熱。
  11. 如請求項10所述之顯示設備，其中該框體結構包含一前框以及一透光玻璃，該透光玻璃接合於該前框，以與該前框以及該第一蓋體共同形成該第一空間。
  12. 如請求項10所述之顯示設備，其中該散熱機構另包含：至少一導熱墊片，其貼附於該顯示模組以及該第一蓋體之間，用來將該顯示模組所產生之熱能傳導至該第一蓋體。
  13. 如請求項10所述之顯示設備，其中該散熱機構另包含：至少一導熱墊片，其貼附於該發熱模組以及該第二蓋體之間，用來將該發熱模組所產生之熱能傳導至該第二蓋體。
  14. 如請求項10所述之顯示設備，其中該散熱機構另包含：一第二風扇，其設置於該進風口以及該出風口之其中之另一，用來引導空氣從該出風口離開。
  15. 如請求項10所述之顯示設備，其中該散熱機構另包含：一熱管結構，其具有一熱管以及一散熱鰭片，該熱管連接於該蓋體模組之一熱源以及該散熱鰭片之間，以用來將該熱源所產生之熱能傳導至該散熱鰭片散熱；以及至少一導熱墊片，其設置於該散熱鰭片以及該第二蓋體之間，用來將從該熱管傳導至該散熱鰭片之熱能傳導至該第二蓋體。
  16. 如請求項10所述之顯示設備，其中該第一風扇可操作地反向轉 動，以用來引導空氣經由該出風口進入該空氣流道且從該進風口反向離開，使得該空氣流道中形成一反向氣流。
  17. 如請求項10所述之顯示設備，其中該第一蓋體之至少一部分朝該顯示模組突出，且該第二蓋體之至少一部分朝該發熱模組突出。
  18. 如請求項10所述之顯示設備，其中該發熱模組係為一電路板模組，該電路板模組電連接至該顯示模組以進行該顯示模組之影像顯示控制。
  19. 如請求項10所述之顯示設備，其中該第一空間以及該第二空間為密閉空間。
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