Sistema y método para controlar térmicamente una pantalla electrónica.

Un sistema de control térmico para una pila (80) de visualización que tiene una superficie (85) de pantalla y para un conjunto (140) de retroiluminación,

en el que el sistema comprende:

una cámara (20) de refrigeración de gas aislado que comprende un bucle cerrado que tiene una primera cámara (30) de gas posicionada delante de la superficie (85) de la pantalla, y una segunda cámara (40) de gas en comunicación de gas con una entrada (110) y una salida (120) de dicha primera cámara (30) de gas y posicionada detrás del conjunto (140) de retroiluminación, en el que dicha segunda cámara (40) de gas tiene superficies interior y exterior, en el que el gas en el interior de la cámara (20) de refrigeración de gas aislado está aislado del aire exterior;

uno o más ventiladores (50) de cámara en el interior de dicha segunda cámara (40) de gas para propulsar el gas alrededor de las cámaras de gas primera y segunda; y caracterizado por

uno o más ventiladores (60) adaptados para forzar el aire sobre al menos una superficie exterior de la segunda cámara (40) de gas y entre el conjunto (140) de gas y el conjunto (140) de retroiluminación y una superficie exterior de la segunda cámara (40) de gas.

Sistema y método para controlar térmicamente una pantalla electrónica Campo técnico Las realizaciones ejemplares se refieren, en general, a sistemas de calentamiento/refrigeración para pantallas electrónicas.

Antecedentes de la técnica Típicamente, las pantallas electrónicas se usan en entornos interiores, con temperatura controlada. Aunque la temperatura que rodea la pantalla podría ser relativamente estable (cercana a la temperatura ambiente) , los componentes de la pantalla pueden generar una gran cantidad de calor. Si no se elimina apropiadamente, este calor podría dañar la pantalla o acortar su vida útil. Tradicionalmente, se han usado sistemas de transferencia de calor por conducción y por convección para eliminar el calor desde los componentes electrónicos en una pantalla a través de tantas paredes laterales de la pantalla como sea posible. Aunque dichos sistemas de transferencia de calor han disfrutado de un cierto grado de éxito en el pasado, las pantallas electrónicas actuales requieren incluso mayores capacidades de refrigeración (y en algún caso, de calentamiento) .

En la actualidad, las pantallas electrónicas modernas están siendo usadas en entornos al aire libre, así como en otras situaciones en las que la temperatura circundante puede extenderse por encima y por debajo de la temperatura ambiente. Además de la transferencia de calor desde el aire circundante, la transferencia de calor por radiación solar a través de una superficie de la pantalla puede convertirse también en un factor importante. En algunas aplicaciones y ubicaciones, la incidencia de 200 vatios o más de potencia a través de una superficie de pantalla de este tipo es común. Además, el mercado demanda pantallas más grandes y brillantes, a veces de alta definición. Con un mayor tamaño de pantalla electrónica, se absorberá más calor solar y se transmitirá más calor a las pantallas. Para competir con la luz ambiental procedente del sol, así como con los reflejos desde las superficies circundantes, las pantallas deben producir más luz, lo que resulta también típicamente en más calor generado por la pantalla y/o su conjunto de retroiluminación.

Además, en algunas aplicaciones, la temperatura puede caer muy por debajo de la temperatura ambiente. Algunos componentes de una pantalla electrónica pueden funcionar mal o pueden ser destruidos permanentemente por la exposición a temperaturas tan bajas. Por ejemplo, el rendimiento del material de cristal líquido en una pantalla de cristal líquido (LCD) puede verse afectado por las bajas temperaturas.

El documento US 5.991.153 describe una unidad de pantalla electrónica que comprende un sistema de control térmico para una pila de visualización de la unidad de pantalla electrónica que tiene una superficie de pantalla y un conjunto de retroiluminación. La carcasa de la unidad de pantalla electrónica forma un sistema de refrigeración de gas, de bucle cerrado, que consiste en una primera cámara de gas dispuesta frente a la superficie de la pantalla y una segunda cámara de gas que está en contacto de fluido con la primera cámara de gas y que está dispuesta detrás del conjunto de retroiluminación. La segunda cámara de gas está separada del conjunto de retroiluminación por una pared divisora. Con el fin de mejorar el efecto de refrigeración del sistema de control térmico, la pared posterior de la segunda cámara de gas está equipada con un elemento de refrigeración que comprende una pluralidad de láminas de refrigeración que están rodeadas por una corriente de aire generada por un ventilador externo.

El documento GB 2 402 205 A y el documento WO 2005/079 1299 A1 divulgan otros sistemas de control térmico de este tipo para refrigerar una unidad de pantalla electrónica.

Sumario de las realizaciones ejemplares Un objeto de la presente invención es proporcionar un sistema de control térmico y un método para controlar térmicamente una pila de visualización de una pantalla electrónica con una eficacia de refrigeración/calentamiento mejorada. Este objeto se resuelve mediante un sistema según la reivindicación 1 de la patente y un método según la reivindicación 6 de la patente. Las realizaciones ejemplares pueden contener una o más de las características de control térmico descritas en la presente memoria siempre que estén incluidas en el alcance de las reivindicaciones. Se divulgan una pluralidad de características de control térmico y estas características pueden ser utilizadas individualmente o en cualquier combinación. La combinación precisa de características dependería de las necesidades de refrigeración/calentamiento particulares de la pantalla en cuestión, que dependerá del tipo de pantalla, el tamaño de la pantalla y su entorno particular. El sistema de control térmico puede ser puesto en práctica con cualquier forma de pantalla electrónica, incluyendo, pero sin limitarse a: LCD, diodo emisor de luz (LED) , diodo emisor de luz basado en materiales orgánicos (OLED) , pantalla de emisión de campo (FED) , tubo de rayos catódicos (CRT) , plasma y pantallas de proyección. Una realización ejemplar sería llevada a la práctica con

pantallas LCD.

La invención se refiere a un sistema de refrigeración de gas aislado. El sistema de refrigeración de gas es un bucle cerrado que incluye una primera cámara de gas que comprende una placa anterior transparente y una segunda cámara de gas que comprende una cámara impelente de refrigeración. La primera cámara de gas está delante de y se extiende conjuntamente con la cara visible de la pantalla electrónica. La placa anterior transparente puede ser colocada delante de la superficie de la pantalla electrónica, definiendo la profundidad de la primera cámara de gas. Un ventilador de la cámara de refrigeración, o unos medios equivalentes, está situado en el interior de la cámara de refrigeración y se usa para propulsar el gas alrededor del bucle de cámara de refrigeración de gas aislado. Conforme el gas atraviesa la primera cámara de gas, entra en contacto con la superficie de la pantalla electrónica, absorbiendo calor desde la superficie de la pantalla. Debido a que el gas y las superficies correspondientes de la primera cámara de gas son transparentes, la calidad de la imagen sigue siendo excelente. Después de que el gas ha atravesado la primera cámara de gas transparente, el gas puede ser dirigido al interior de la cámara impelente de refrigeración posterior, donde es refrigerado.

Otra característica térmica puede utilizar el sistema de gas aislado como un dispositivo de calentamiento, en lugar de o además de sus capacidades de refrigeración. Un sistema de calentamiento de gas aislado sería también un sistema de bucle cerrado con una primera cámara de gas anterior a la superficie de la pantalla y una segunda cámara que comprende una cámara impelente de calentamiento o una cámara impelente de refrigeración/calentamiento. Los elementos de calentamiento pueden ser colocados en el interior de la cámara con el fin de calentar el gas en el interior de la segunda cámara. Conforme el gas es forzado al interior de la primera cámara, este puede transferir su calor a la superficie de la pantalla. A continuación, este gas puede volver a la cámara impelente para otro ciclo de calentamiento. La cámara impelente puede funcionar como una cámara impelente de solo refrigeración, una cámara impelente de sólo calentamiento, o una cámara impelente con una combinación de calentamiento/refrigeración; todo dependiendo de la pantalla particular y de su entorno operativo.

Algunas realizaciones pueden colocar componentes electrónicos usados para hacer funcionar la pantalla electrónica en el interior de la cámara impelente de la cámara de gas aislado. Los componentes electrónicos pueden incluir, pero no se limitan a: transformadores, placas de circuito, procesadores, resistencias, condensadores, baterías, motores, fuentes de alimentación, dispositivos de iluminación, cableado y arneses de cableado y conmutadores. Si la cámara impelente está siendo utilizada como una cámara impelente de refrigeración, el gas frío en el interior de la cámara impelente puede ayudar adicionalmente a la refrigeración de los componentes electrónicos, que, naturalmente, generarán calor durante el funcionamiento. Además, si la cámara impelente está siendo usada como una fuente de calor para la pantalla, el calor natural desde los componentes electrónicos puede calentar también el gas en la cámara impelente, reduciendo la cantidad de energía que debe ser aplicada a los elementos de calentamiento.

En algunas realizaciones, puede usarse un polarizador lineal para reducir adicionalmente la carga solar sobre la pantalla electrónica. Este polarizador puede ser usado... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de control térmico para una pila (80) de visualización que tiene una superficie (85) de pantalla y para un conjunto (140) de retroiluminación, en el que el sistema comprende:

una cámara (20) de refrigeración de gas aislado que comprende un bucle cerrado que tiene una primera cámara (30) de gas posicionada delante de la superficie (85) de la pantalla, y una segunda cámara (40) de gas en comunicación de gas con una entrada (110) y una salida (120) de dicha primera cámara (30) de gas y posicionada detrás del conjunto (140) de retroiluminación, en el que dicha segunda cámara (40) de gas tiene superficies interior y exterior, en el que el gas en el interior de la cámara (20) de refrigeración de gas aislado está aislado del aire exterior; uno o más ventiladores (50) de cámara en el interior de dicha segunda cámara (40) de gas para propulsar el gas alrededor de las cámaras de gas primera y segunda; y caracterizado por uno o más ventiladores (60) adaptados para forzar el aire sobre al menos una superficie exterior de la segunda cámara (40) de gas y entre el conjunto (140) de gas y el conjunto (140) de retroiluminación y una superficie exterior de la segunda cámara (40) de gas.

2. Sistema según la reivindicación 1, que comprende además:

uno o más de los componentes (200) electrónicos para hacer funcionar la pila (80) de visualización, contenidos en el interior de dicha segunda cámara (40) de gas.

3. Sistema según la reivindicación 1, que comprende además:

uno o más elementos (220) de calentamiento en el interior de la segunda cámara (40) de gas.

4. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende además:

un polarizador (400) lineal colocado delante de dicha superficie (85) de la pantalla. 30

5. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que:

dicha superficie exterior de la segunda cámara (40) de gas está colocada en estrecha proximidad con la superficie posterior de dicho conjunto (140) de retroiluminación; y comprende uno o más ventiladores (310) 35 de convección constrictiva adicionales adaptados para empujar el aire entre la superficie exterior de la segunda cámara (40) de gas y la superficie posterior de dicho conjunto (140) de retroiluminación.

6. Sistema según la reivindicación 1, que comprende además:

una pluralidad de características (150) superficiales sobre las superficies exteriores de la segunda cámara (40) de gas.

7. Sistema según la reivindicación 4, que comprende además:

una primera placa (90) frontal y segunda placa (130) frontal que rodea el polarizador (400) lineal.

8. Un método para controlar térmicamente una pila (80) de visualización/visualización que tiene una superficie (85) de pantalla y un conjunto (140) de retroiluminación, que comprende las etapas de:

proporcionar un sistema de gas aislado que tiene una cámara (20) de refrigeración de gas aislado que comprende un bucle cerrado que tiene una primera cámara (30) de gas que incluye la superficie (85) de la pantalla, y una segunda cámara (40) de gas en comunicación de gas con dicha primera cámara (30) de gas; en el que el gas en el interior de la cámara (20) de refrigeración de gas aislado está aislado del aire exterior, en el que la segunda cámara (40) de gas tiene superficies exteriores y está colocada contigua a la 55 superficie posterior del conjunto (140) de retroiluminación; forzar el gas aislado al interior de la primera cámara (30) de gas; dirigir el gas aislado al interior de la segunda cámara (40) de gas; caracterizado por forzar el gas de refrigeración sobre al menos una superficie exterior de la segunda cámara (40) de gas y entre la superficie posterior del conjunto (140) de retroiluminación y una superficie 60 exterior de la segunda cámara (40) de gas por uno o más ventiladores (60) ; y reintroducir el gas aislado al interior de la primera cámara (30) de gas.

9. Método según la reivindicación 8, que comprende además la etapa de:

calentar el gas aislado en el interior de la segunda cámara (40) si se desea calentamiento. 5

10. Método según una de las reivindicaciones 8 y 9, que comprende además las etapas de:

proporcionar dicha superficie exterior de la segunda cámara (40) de gas en estrecha proximidad con respecto al conjunto (140) de retroiluminación, en el que el área entre la superficie exterior de la segunda cámara (40) de gas y el conjunto (140) de retroiluminación define un hueco (305) ; y empujar el aire a través de dicho hueco (305) con el fin de refrigerar la parte posterior del conjunto (140) de retroiluminación por medio de ventiladores (310) de convección constrictiva adicionales.