CN102308148A - 电子显示器面板 - Google Patents

Abstract

一种用于在结构上使用的多面板电子显示器，包括：框架，以遇到自然气流的方式可移动地附着到所述结构；多个单独的面板，安装到所述框架上，每个面板包括第一侧和第二侧，所述第二侧与所述第一侧相对，所述第一侧包括多个光源，其中每个单独面板与其他单独面板一起工作，以显示图像；以及电路板，在所述多面板电子显示器的超过一个单独面板的第二侧上，并以热传导方式连接所述框架，以致由在所述电路板上的电子元件所产生的热量在所述框架内散发，以致所述框架是由自然气流来冷却的。所述框架可以是起皱纹的，以便于散发热量，并创建用于电线的空间，并包括热传导垫。

Description

电子显示器面板

技术领域

本发明涉及电子显示器面板，尤其是涉及有效散发热量的动态发光二极管（LED）显示器或者液晶显示器（LCD）。

背景技术

广告业已经采用动态广告显示器。单一的动态广告显示能显示一系列不同的图像，而不是显示单一静态的海报或者图像。这为工业提供了几种新的便利和选择，包括只用少量人力或者不消耗人力就能容易地从一个图像转换到另一个图像，同时允许提供新的模式用于分享广告时间。这样的动态广告显示涉及利用发光二极管（LED）、液晶显示器（LCD）以及类似的电子显示板。

通常，为了保护用于这类显示的电子元件免受环境的影响，电子元件是被放置在外壳内或者在结构内或汽车内，显示器是安装在该电子元件上。电子元件驱动这样的电子显示器，然而，在驱动过程中会产生大量的热量，需要散发这些热量来确保该电子显示器的最优性能。一种用于散发与电子显示器相关联的热量的现有方法包括：采用冷却风扇来驱使冷却空气进入或者在外壳周围以冷却这些电子元件。

当将显示器安装到一个可移动汽车上时，产生热量的电子元件通常是被封装在外壳内，该外壳会占用汽车内的空间。在其他元件之间，所述产生热量的元件通常包括：电压转换器，它将来自汽车电池的24伏电压转换为5伏电压，这是由所述印刷电路板通常使用的电压。然而，这样的装置通常需要采用几条大直径电缆，这些电缆穿过在汽车壁内形成的一个或者多个大的孔。

因此，需要开发一种电子显示器，它能克服这些缺陷以及由这些缺陷而导致的类似的障碍。

发明内容

本发明直接涉及一种电子显示器，它不需要冷却风扇来冷却电子元件，但可利用自然气流穿过显示器来冷却电子元件。该电子显示器包括：框架，以这样的方式附着到静态结构或者移动的汽车以致遇到自然气流；多个单独的面板，安装到所述框架上。每个面板的前部包括多个光源，在每个单独面板上的光源与在其他单独面板上的光源一起工作，以显示图像。每个面板的后部包括印刷电路板，该电路板包括一个或多个产生热量的电子元件。这些面板或至少这些产生热量的电子元件都是以热传递方式与所述框架连接的，以致从所述显示器拉走由在所述电路板上的电子元件所产生的热量，并在所述框架内驱散这些热量。然后，所述框架是由它所遇到的自然气流来冷却。

在一些实施例中，所述框架是起皱纹的或者形成为类似华夫格的模式，以改善自然气流的效率。

在一些实施例中，热传导垫被放置在所述电子元件与所述框架之间，和/或放置在所述框架与所述结构之间，以改善这些组合的散热容量。

在一些实施例中，电源具有大于5伏的电压。

附图说明

图1显示了所述框架的一个实施例的立体图，该框架具有几乎所有面板，但有一个面板被移除。

图2显示了所述的多面板电子显示器的一个实施例的侧视图，该多面板电子显示器是附着到总线的。

图3显示了所述的多面板电子显示器的部分立体图，该多面板电子显示器是部分组装的。

图4显示了单独面板的前部的一个实施例的立体图。

图5是在图4中所示的单独面板的后部的立体图。

具体实施方式

下面阐述的详细说明是与所附的附图相关联的，该详细说明试图作为本发明目前优选的实施例的说明，而不应视为代表本发明可以被构造或可被利用的唯一形式。这些说明是与所描述的实施例相关联的用于构建和操作本发明而阐述有关功能和步骤顺序。然而，应当明确的是，相同或等同的功能和步骤顺序都是可以有不同的实施例来实现的，这些实施例都应当包括在本发明的精神与范围之内。

本发明的一个目的在于提出一种动态的显示器构造，它使得安装该显示器的结构或汽车内的空间消耗与冲突最小化。为了实现这个目的，电压转换器142和电压调节器144都被移除到所述结构或汽车102的外部。这样产生了一些新问题，包括如何降低或去除包容这些产生热量的元件的外壳。

在本发明的一个实施例中，电压转换器142和电压调节器144都是由几个小的转换器和调节器所替代，这些转换器和调节器都是分布为穿过显示器100的框架126。进而，该框架126形成起皱纹的模式，这样改善了框架126的散热特性。进而，采用热传导垫138来促进热量从产生热量的元件142-150转换到框架126。这种构造利用了自然气流穿过显示器100和框架126来冷却电子元件，因而减少或者消除了利用以下方式来冷却电子元件的需求：冷却风扇，或者重定向冷却，或者穿过该显示器内部的空调空气。

在一个实施例中，多面板的电子显示器100包括多个单独的显示面板110，它们安装到框架126上。该面板110的前侧112包括多个光源104，在每个面板110上的光源与在其他单独面板110上的光源一起显示一系列广告图像。印刷电路板116是附着到该多面板电子显示器100的两个或者多个单独面板的后部，以热传导方式连接框架126，以致从所述显示器100拉走由在所述电路板16上的电子元件所产生的热量，并在所述框架126内驱散这些热量。然后，所述框架126是由它所遇到的自然气流来冷却。为了使得这些产生热量的元件142-150的分布状态最优化，这样的印刷电路板116可被附着到每个单独面板110的后部，并通过将传导垫138设置于所述印刷电路板116和框架126之间和/或位于所述电子元件和框架126之间来与热联接于所述框架126。

这些小的产生热量的元件142-150可被分布为穿过所述框架126，这些元件之间存在间隔，以致由这些元件所产生的热量是同样地分布在整个框架126。通过这样的方式，能利用框架126的全方位作为散热片而达到了更好的散热效果，进而通过自然气流来冷却，或者通过将所述框架热联接到所述结构或者汽车102的表面材料来进行冷却。安装显示器100的所述结构102可以是：建筑物、公告栏或者类似物，或者可移动的汽车。

参照图1，一个这样的多面板显示器100包括多个单独的面板110，每个面板110在第一侧112上具有多个的高效节能光源104。每个面板110的相对的侧114包括带有电子元件的印刷电路板116，参与供能和选择性激活高效节能光源104以显示图像。

在本说明书中，单独的面板110通常是矩形或者正方形的形状，包括多个光源104，配置在大致矩形或者正方形的阵列中，但是其他的面板结构也是同样可以应用于本发明。适合的光源包括但不限于：发光二极管（LED）、液晶显示器（LCD），或者类似的光源。优选的，高效节能光源是发光二极管。

所述的单独面板110在显示器100的阵列中起到模式设备的作用。在LED的相对侧是印刷电路板116。印刷电路板116可以被附着到所述多面板LED显示器100的单独面板110的超过一个的单独面板的后部，或者附着到所有的单独面板110，或者附着到这两种情形之间的一些组合。从这样的结构可获得的一个益处是将产生热量的元件142-150分配为穿过至少一部分的框架126。当显示器100被用于移动的汽车102上时，这种分布能够使产生热量的元件聚集在接近显示器100的前部边缘，沿着框架126的特定皱脊128，或者更为完全地铺展到整个框架126。当显示器100被用于静态结构102（例如，建筑物）上时，这种分布能使产生热量的元件集中在靠近显示器100的顶部边缘，或者也是更为完全地铺展到整个框架126。因而，这种相对更好的分布方式可更有效地将热量从显示器100通过框架126而被带走。

这种装置的另一个益处是：显著减少了能够有效将能量传输到显示器100的电缆或电线124的数量和尺寸，继而显著减少了穿透所述结构或者汽车102的壁的数量和尺寸。也就是说，对于从典型的汽车电池和特定商业可用的发电机的12伏或者24伏电压转变为5伏电压，在LED显示器的操作可以被转移到所述单独的LED面板110的后侧进行。传输12伏或者24伏电压的电缆的尺寸可以比那些需要传输5伏电压所需电缆的尺寸显著更小，即使在短距离传输。此外，因为24伏电压能被保持较长的距离，单独的24伏电缆能够传输这种电压到多个所述电路板116。因此，电源传输电缆124的数量和尺寸是显著减少的，继而在所述结构或者汽车102的壁上需要开凿的用于穿过电缆的孔的数量和尺寸也消除或显著减少。

所述电路板116是由处理器146控制，以调节单独的LED和面板110的选择性激活，以致显示聚集的图像或者信息。另外，在一些实施例中，每个面板110能够独立于其他面板110显示图像或者信息。因此，多种不同的信息或者广告能够被显示在一个单独的多面板显示器100上。

在一个实施例中，如图1所示，所述多面板显示器100可包括130个单独的面板，它们被配置在26列5行的阵列中。每个单独的面板110，如图4所示，依次可包括256束LED，它们被配置在16列16行的阵列中。然而，本发明也可等同地预期其他的在每个面板110中包括更多数量或更少数量的单独面板110和LED的结构。

一个或多个数据配电板120也可由微处理器或者其他可编程的逻辑设备146来控制，以调节单独的LED和面板110的选择性激活，以形成和聚集所述显示器100。优选地，所述数据配电板120也可定位在所述结构102的外部。该数据配电板120可以包括附加的产生热量的元件142-150，或者这些附加的产生热量的元件142-150也可以被分布为布满多个单独面板110，如上所述。

在优选的实施例中，所述多面板显示器100利用来自电池122的直流电，例如，利用来自汽车120的电池的直流电。该电池122可以具有比5伏更大的电压，而5伏是操作单独的LED面板110通常所需的电压。更优选地，该电池122的电压是至少约12伏或者24伏，例如在标准的汽车电池中的电压。尽管仅需5伏电压就可供能于电子元件，但在一个实施例中，需要将更高电压的电源122直接连接到所述多面板显示器100的面板110，而没有初始的远程电压级降。该高电压可采用在每个LED面板110的后侧上的电路板上的DC-DC电源转换器142来级降到5伏。

通过将所述电源122的更高电压直接传输到单独的电路板，传输该电压的传导电缆或者电线124可以是数量更少且尺寸更薄，其中，每条电线或者电缆124能够驱动更多的显示面板110。因为可采用更薄的电线124，可提供在关于所述结构或者汽车102周围引导电线124的更多选择，因而可消除在所述结构或者汽车102的壁上穿孔的需求。可替代地，在最小程度，这样小的电线124减少了需要在壁上开设的以便让电线124穿入的孔的尺寸，电源122可定位在显示器100所在位置的外部。

所述电子元件包括DC-DC电源转换器142，以将电源122的电压转换为可用伏特的电压，电压调节器144在使用过程中保持合适的电压，特定的可编程逻辑设备146选择性地引导LED，LED驱动器148将电压传输到单独的LED。这些电子元件产生显著地热量，这些热量能够导致在这些电子元件上产生负作用，包括元件故障。一个散发由电子元件产生的大量热量的常用方法是：采用风扇将热量吹走，或者直接冷却，或者用从所述结构或者汽车的内部的空调空气来冷却。然而，使用风扇需要另外的能量，并且风扇自身又会产生热量。

通过将这些产生热量的电子元件放置在所述结构或汽车102的外部，可增加在这些电子元件142-150周围的气流，而无需采用附加的能量消耗的风扇来致冷。此外，将由这些电子元件所产生的热量分布在所述多面板LED显示器100的超过一个面板110上，可改善散热的效果和功效，而且由于热量是穿过该框架或结构而被拉走，通过增加框架126（或者可选的结构102）的数量，可增加可用于进一步移除这些热量的气流流经的表面积。

将产生热量的元件142-150放置在所述结构102的外部，这样将由这些元件产生的热量暴露给自然气流，以便于通过对流过程移除热量，从而节约能量和空间。在这些实施例中，所述结构102是一辆汽车，该汽车102的移动产生额外的自然气流（也就是，没有消耗额外能量的气流，与需要调动该汽车102相比），当该汽车移动时，通过该汽车102遇到的气流的自然对流，可进一步改善热量从产生热量的元件142-150的移除。

在本发明的一个实施例中，带有与相关联的电路板116的多面板显示器100可以被安装在框架126上，这样便于散热和空气对流过程。优选地，该框架126包括金属，例如铝。

在一些实施例子中，所述印刷电路板116可以是以热传导方式连接所述框架126，以致由在电路板116上的电子元件所产生的热量示仍然更有效地散发到框架126。然后，该框架126可由周围的空气和/或者通过接触所述结构102而被冷却。

为了进一步改善通过所述框架126的散热，该框架126可以是起皱纹的，包括交错的脊128和槽130。脊128和槽130是相对的术语，取决于怎样观察框架126。为了清楚说明和容易展开讨论，脊128和槽130是指当框架126被安装在所述结构102上时向下看该框架126所确定的术语。

所述脊128提供了这样的支持，所述面板110被安装在该支持之上。此外，所述脊128用作散热片，以移除来自产生热量的元件142-150的热量。在脊128的后面，还提供了通道132，空气可通过这些通道流动，以增加那些已经从电子元件转移到脊128上的热量的散发。这些通道132可以是水平导向的，如图2所示，以致水平的气流，例如由移动的汽车或者移动的风产生的气流，被引导通过这些通道132，因而冷却所述脊128。

其他的配置也同样可被预期的，包括垂直导向的脊128和通道132，或者各种华夫格形状或者棋盘形状的模式。这样的可选模式能够产生较高的散热特性，取决于所述显示器想要的用途，例如在静止的结构102上，相对于移动的汽车102，或者在缓慢移动的汽车，相对于快速移动的汽车。在一些实施例中，通道132可以是垂直导向的。在没有明显的外部气流的情况下，在这样的垂直导向的通道132内产生的热空气能产生穿过这些通道132的气流。在具有明显的外部气流的情况下，根据伯努利原理，能在这样的垂直导向的通道132内产生气流。在许多这样的情况下，华夫格形状的模式或者棋盘形状的模式能够利用在垂直或者水平的通道132上的气流。

由所述脊128吸收的热量也通过传导被传递到所述槽130。然后，传递到所述槽130的热量通过与所述结构102的接触而由传导作用而散发。为了保护电子元件以免直接暴露到环境中，可在槽130的内部放置所述末端封帽134。

所述槽130也提供了额外的空间，用于所述电子元件的电线是可穿过该额外空间而通过的。

所述框架126可采用吊轨而被可移动地安装到所述结构102，以便于在多种结构上的安装，为了安装的目的，在结构上选择合适的位置来设置任何所需的孔，因此使得需要在所述结构的壁上打出新孔洞的数量最小化。也因此，这样的吊轨结构能够使得框架的移动更加容易。可替代地，有许多其他类型的快速释放紧固器也同样能被预期在本发明中，以致所述显示器能被容易地移除而被修理、更换或者转换成另一种结构。具有附着到所述面板110和所述框架126的电子元件，也便于任意功能故障的电路板和显示器面板的移除和置换，而无需进入所述结构或者汽车102，因为这些电路板已经被移动到所述结构102的外部。

在一些实施例中，所述框架126可以是固定地安装到所述结构102，以减少所述多面板显示器100被损坏或者被偷窃的机会。因为每个面板110是模式装置，它的修理、更换或者移动都变得容易，因为每个面板110能被单独地移除和像插入式装置一样以其他面板110来更换。

这种结构的另外一个益处是：所述显示器可以更简单地与周围环境隔离开来，导致称为完全包含和严密封装的便携式产品。透明的盖136可被安装在所述多面板显示器的前部，并且沿着所有的四个边缘封装由一个外套来封装，该外套是附着到所述框架126。在这种结构中，盖136将会密封所述显示器面板100的前表面112。这个盖也可用作进一步阻止对所述显示器面板的损坏，也可选地改进所述显示器100的显示特性，所述多面板显示器可被透明的盖136来封盖。与该盖136相配合，端帽134被操作以封锁所述显示器面板的后部114与周围环境隔离。结果，所述显示器的前表面和后表面都被紧密封闭，包括电压转换器142和电压调节器144，以及其他电子元件146-150，以致没有外部空气或湿气到达这些元件或者所述显示器面板110的任一表面。

为进一步改善所述框架126的散热功能，热传导垫138可被放置在所述产生热量的元件142-150与所述起皱纹的框架126之间。在一些实施例中，该热传导垫138可以被放置在所述框架126后面或者放置在所述框架126与所述结构102之间。优选地，该热传导垫138是由软的、可压缩的、具有热传导性的材料制成。这样使得该热传导垫138能被容易地安装，并有效地接触所述产生热量的元件142-150的非常大量的加热表面以及所述框架126的可用的非常大量的邻近表面。热传导垫138的一个例子是由Laird技术®所制造的热间隙填料产品。

本发明已经通过前述的优选实施例进行充分阐述，这些实施例是用于图解和说明的目的。这并不是毫无遗漏的披露本发明或者试图将本发明限制为已经披露的精确的形式。按照前面所教导的内容，许多的修饰和变化都是可行的。需要指明的是，本发明的范围并不只限于这些详细的描述，而是包括所附的权利要求以及其等同物。

工业化应用性

本发明可以被工业化应用于电子显示器100的开发、制造和使用，采用自然遇到的气流来冷却产生热量的电子元件，这些电子元件是被分布在所述支持框架的更大面积，该支持框架被用作散热器。所述电子显示器100包括：框架126，该框架以遇到自然气流的方式可移动地附着到所述结构102；多个单独的面板110，它们被安装在所述框架126上，每个面板110包括第一侧112与第二侧114，第二侧114与第一侧112相对，该第一侧112包括多个光源104，其中每个单独面板110与其他单独面板110一起工作，以显示图像；以及电路板116，它附着到所述多面板电子显示器100的超过一个单独面板110的侧面，并以热传导方式连接所述框架126，以致由在所述电路板116上的电子元件所产生的热量在所述框架126内散发，以致所述框架126是由自然气流来冷却的。

Claims (21)

1.一种用于散发由多面板电子显示器所产生的热量的方法，所述显示器用于在结构上使用，所述显示器具有电源，所述方法包括：

a. 在所述多面板电子显示器的各个面板上分配多个产生热量的电子元件；

b. 将所述多面板电子显示器的多于一个面板安装在框架上；

c. 将所述框架可移动地安装到所述结构；以及

d. 将所述电源连接到所述多个产生热量的电子元件以操作所述电子显示器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述多个产生热量的电子元件包括多个电压转换器与多个电压调节器。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述多个电压转换器将由所述电源供应的电压转换为操作所述电子显示器的各个面板所需的电压。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述产生热量的电子元件是包括在所述电子显示器内，并沿着各个显示面板与周围环境隔离密封。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括将所述框架形成起皱纹的或华夫格形或棋盘形的模式，以使它的容量最优化，以从所述产生热量的电子元件中拉走热量。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括将热传导垫设置在所述产生热量的电子元件与所述框架之间，以进一步便于由所述框架来散热。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括将超过5伏的电流直接输送到每个单独的面板，并在这些面板自身的点处将这个电压降低转换为这些面板可用的电压。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括将所述面板暴露给自然气流，以进一步便于热量散发。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：还包括移动所述结构，因而将所述框架暴露给附加的气流。

10.一种用于提供用于结构上的容易移动的多面板电子显示器的方法，包括：

a．提供多个电子显示器面板，每个面板以连接其他所述电子显示器面板的方式工作，以显示图像并且安装在框架上；

b．在所述多个电子显示器面板的两个或多个面板的后部上提供多个印刷线路板，每个印刷线路板具有一个或多个固有的产生热量的电子元件；

c．从电源向每个印刷线路板供给超过5伏的电压；以及

d．将所述框架可移动地附着到所述结构。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：还包括将所述框架形成为起皱纹的或华夫格形或棋盘形的模式，以使它的容量最优化，以从所述产生热量的电子元件中拉走热量。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：还包括通过在所述产生热量的电子元件与所述框架之间采用热传导垫而便于散热。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：还包括通过移动所述结构以致所述框架从周围环境中遇到附加气流而便于散热。

14.一种用于在结构上使用的多面板电子显示器，包括：

a．框架，以遇到自然气流的方式可移动地附着到所述结构；

b. 多个单独的面板，安装到所述框架上，每个面板包括第一侧和第二侧，所述第二侧与所述第一侧相对，所述第一侧包括多个光源，其中每个单独面板的光源与其他单独面板的光源一起工作，以显示聚合的图像；

c. 电路板，附着到所述多面板电子显示器的超过一个单独面板的所述第二侧，并以热传导方式连接所述框架，以致由在所述电路板上的电子元件所产生的热量在所述框架内散发，以致所述框架是由自然气流来冷却的；以及

d. 电压转换器和电压调节器，安装到所述电路板，用于将电压转变和调节为由所述电子显示器的单独面板可用的电压。

15.根据权利要求14所述的显示器，其特征在于：所述框架是起皱纹的。

16.根据权利要求14所述的显示器，其特征在于：还包括数据配电板，它调节所述光源的选择性激活，以显示图像。

17.根据权利要求14所述的显示器，其特征在于：还包括一个或多个热传导垫，定位于在所述电路板的电子元件与所述框架之间，以便于散发由所述电子元件所产生的热量。

18.根据权利要求14所述的显示器，其特征在于：还包括一个或多个热传导垫，定位于在所述框架与所述结构之间，以便于散发由所述电子元件所产生的热量。

19.根据权利要求14所述的显示器，其特征在于：还包括超过5伏电压的电源，以直流电连接到每个所述电路板。

20.根据权利要求19所述的显示器，其特征在于：所述电源具有至少12伏的电压。

21.根据权利要求19所述的显示器，其特征在于：所述电源具有至少24伏的电压。

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