JP7032996B2 - 表示装置及びテレビジョン受信機 - Google Patents

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Description

本発明は表示装置及びこれを含んだテレビジョン受信機に関し、特に、熱発生箇所の冷却構造に関する。
従来、映像又は画像を表示する表示装置として、エッジライト型のバックライトを備えた液晶表示装置(Liquid crystal display LCD)が普及している。この液晶表示装置では、表示パネルの後面に配置した導光板の側部に、発光素子(発光ダイオード LED)を複数個備えた光源基板を配置し、それら発光素子の発光を導光板の側部から内部に入射して、導光板の前面からの出射光を表示パネルの背面に照射する構成が採用されている。
特許文献1は、前記エッジライト型のバックライトを備えた液晶表示装置を開示している。この特許文献1には、表示パネルに対して表示パネル制御用の回路基板が略水平に配置され、その表示パネルと回路基板とが、可撓性を有する配線基板で接続される構成が開示されている。特許文献1では、配線基板は、表示パネルを駆動する駆動部を有し、この駆動部を表示装置の金属製ベセルに当接させる構成として、表示パネルでの画像表示時に駆動部が発生する熱をベセルに放熱するようにしている。
特開2015-148640号公報
前記エッジライト型のバックライトを備えた液晶表示装置では、表示パネルの駆動時に駆動部が発熱すると共に、液晶パネルに光を照射するバックライト状態で光源基板の発光素子もその発光による発熱が生じて高温となり、光源基板も熱伝達により高温になるため、光源基板を冷却するための放熱板を備えた構造を採用しているものがある。
本発明は、エッジライト型のバックライトを備えた表示装置において、表示パネルを駆動する駆動部の冷却構造として、光源基板冷却用の放熱板を利用して駆動部を効率良く冷却することを目的としている。
本発明に係る表示装置は、正面に画像を表示する表示パネルと、前記表示パネルの背面に対向して配置される導光板と、前記導光板を通じて前記表示パネルに光を供給する発光素子が表面に実装され、該表面が前記導光板の一周縁に対向して配置された光源基板と、前記導光板の前記表示パネルと反対側に位置する背面板を有し、外郭を構成する筐体と、前記光源基板に熱的に接続されると共に、前記背面板に熱的に接続された放熱板と、前記表示パネルを制御する回路基板と、前記表示パネルと前記回路基板とを接続する配線基板と、前記配線基板に設けられ、前記表示パネルを駆動する駆動部と、放熱性を有し、前記放熱板に接続する接続部材と、を備え、前記駆動部は、前記接続部材に熱的に接続され、前記放熱板は、前記背面板に沿って前記光源基板から離れる第1方向に延び、前記接続部材は、前記第1方向における、前記放熱板の光源基板側端部とは反対側の端部に接続されることを特徴とする。
前記の構成では、光源基板に熱的に接続された放熱板に対して、放熱性を有する接続部材が接続され、この接続部材に配線基板の駆動部が熱的に接続されている。従って、配線基板の駆動部は、接続部材を介して光源基板冷却用の放熱板に熱的に接続されるので、光源基板冷却用の放熱板を利用して、配線基板上で高温となる駆動部の熱がその放熱板に放熱される。
本発明によれば、エッジライト型のバックライトを備えた表示装置において、配線基板上で高温となる駆動部の熱を光源基板冷却用の放熱板を通じて放熱できて、放熱性の向上を図ることが可能である。
実施形態1に係る表示装置の外観を示す斜視図である。 同表示装置の分解斜視図である。 同表示装置の要部を示す側断面図である。 同表示装置の光源基板及び放熱板部分の斜視図である。 同表示装置の表示パネルの画像表示を制御する概略構成を示す図である。 同表示パネルの画像表示を制御する構成のブロック図である。 実施形態2に係る表示装置の要部を示す側断面図である。 実施形態3に係るテレビジョン受信機の要部を示す側断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る表示装置の外観を示す斜視図、図2は同表示装置の分解斜視図、図3は同表示装置の要部を示す側断面図である。これ等の図において、表示装置1は、画像表示用の表示パネル2を有する。この表示パネル2は、四角形状に形成され、その内部構造はアレー基板とカラーフィルタ基板との間に液晶を封入し、これ等の両面に偏光板を積層してなり、正面に画像を表示する。この表示パネル2の周縁部は、四角形状の筐体3の額縁部に覆われる。なお、以下の説明において、通常使用する状態で配置された表示装置1について説明するものとし、鉛直方向を上下方向とする。また、表示装置1の表示パネル2の表示面に向かって見て、手前側を前方側とし、前方側とは反対側を後方側とし、水平方向を左右方向とする。また、前方側の面を前面又は正面とも称し、正面とは反対側の面を後面又は背面とも称する。
図3に示すように、表示パネル2の背面には、表示パネル2と略同形状の光学シート4が積層され、この光学シート4の背面全面に導光板5が積層される。光学シート4は、拡散シート、レンズシート、偏光シートなどの樹脂製のシートを含む。導光板5は、アクリル樹脂などの透光性を有する樹脂製の平板の一面に反射シートを接着してなる光学部材であり、表示パネル2よりも若干小さい四角形状に形成される。
導光板5の背面には、筐体3の背面を構成する四角形状で平板状のバックライトシャーシ(背面板)32が位置している。すなわち、背面板32は、導光板5の表示パネル2と反対側に位置する。背面板32には、図示しないが、その上部及び左右側部の周縁を前方側に折り曲げた側壁が形成される。この背面板32は、アルミニウムなどの熱伝導率の高い金属製で構成される。背面板32は、後述する収納部31の背面を構成するように下方に延出された延出部32aを有する。更に、この延出部32aの下端部は、前記表示パネル2、光学シート4及び導光板5の下方を覆って位置するように前側に折り曲げた折曲部32bに形成される。
導光板5の一周縁(下周縁)には、図3に示すように、近接して光源基板6が配置される。この光源基板6は、図2、図3及び図4に示すように、表示パネル2や導光板5の横方向(左右方向)長さと略同一の横幅(左右方向における長さ)を有する短冊状に形成される。そして、光源基板6には、導光板5の下周縁に対向する表面に沿って、光源基板6の横方向に同列状に、LEDなどの発光素子61が複数個実装されている。発光素子61の発光は、対向する導光板5の下周縁から導光板5内に入射し、導光板5の前面から光学シート4に出射され、光学シート4で拡散されて表示パネル2に照射される。
光源基板6の裏面(発光素子61が配置された面とは反対側の面)には、その裏面に対向して四角形状のヒートスプレッダ(放熱板)8が配置される。放熱板8は、アルミニウムなどの熱伝導率の高い金属製で構成される。放熱板8は、光源基板6の横幅と同一幅か若干狭い横幅に形成され、光源基板6の裏面全体が放熱板8の一面(上面)の全体と熱的に接続される。この熱的に接続とは、光源基板6の裏面と放熱板8の上面とを対向させて直接に面接触する接続形態のほか、光源基板6の裏面と放熱板8の上面との間に伝熱シートやグリスなどの伝熱促進部材を介在させた接続状態を含む。この熱的な接続により、発光素子61の発光時に生じた熱は光源基板6の裏面から放熱板8の上面に伝達する。
前記放熱板8は、表示装置1の奥行き方向(前後方向)の長さ(厚さ)が薄く形成される。この放熱板8の厚さは、本実施形態では、図3に示したように、放熱板8の前端面が表示パネル2の直下方の位置ないし背面板32側に奥まった位置になるように形成されている。
前記放熱板8の厚さに合せて、光源基板6における、発光素子61が実装された基板部6aでの厚さが図4に示すように放熱板8と同程度に形成されて、発光素子61の熱を基板部6aから放熱板8の上面に伝達する基本構成となっている。
前記放熱板8は、光源基板6の基板部6aと熱的に接続された上面から、その光源基板6の基板部6aから離れる第1方向(下方向)に向って直線状に延びる。従って、放熱板8は、下方に延びる断面I字状に薄く形成される。すなわち、放熱板8の上下方向の寸法は、前後方向の寸法よりも大きい。この放熱板8は、その背面側が筐体3の背面板32の延出部32aの前面に沿って延び、放熱板8の背面と背面板32の延出部32aの前面とが対向している。
そして、放熱板8は、背面板32の延出部32aに熱的に接続される。この熱的な接続は、例えば、放熱板8における光源基板6から離れた位置、例えば下端部近傍の位置にて、放熱板8の背面と背面板32の延出部32aの前面とを面接触させて、その両者を締結ボルトで固定することを含む。また、放熱板8の背面全体と背面板32の延出部32aの前面との間に、接着機能を有する伝熱シートやグリスなどの伝熱促進部材を介在させて、両者を接着することを含む。更に、放熱板8と背面板32とを、アルミニウムなどの熱伝導率の高い同一材料で一体成形することを含む。
図3において、表示装置1は、表示パネル2を支持するパネルシャーシ7を備える。パネルシャーシ7は、断面L字形状の2つの部材が上下に合わされた形状を有する板部材である。パネルシャーシ7は、光源基板6及び放熱板8の光源基板6側の端部を前側から覆うように位置付けされると共に、表示パネル2の下側面に沿って表示装置1の横幅方向に延びる。パネルシャーシ7の一端部(上端部)は表示パネル2と光学シート4との間に介在され、パネルシャーシ7の他端部(下端部)はその後面が放熱板8の前面に接続されている。
次に、表示パネル2に映像又は画像を表示する構成について説明する。図5は表示パネル2周りの表示用回路の配置を示す。図6は表示パネル2に接続される表示用回路のブロック図である。
図5に示すように、表示パネル2は、ガラスなどの透明な基板を有するカラーフィルタ基板2aとアクティブマトリックス基板2bとを有する。カラーフィルタ基板2aとアクティブマトリックス基板2bの間には、液晶層(図示せず)が封入されている。アクティブマトリックス基板2bの液晶層側に面には、薄膜トランジスタと画素電極が設けられている。薄膜トランジスタのソース電極には図6に示すようにソース線2cが接続され、ゲート電極にはゲート線2dが接続されている。
前記アクティブマトリックス基板2bにおいて、表示装置1の縦方向の一端部(下端部)には、前記ソース線2cと接続されたソースドライバ80が配置されている。また、表示装置1の横方向の一端部(左端部)には、前記ゲート線2dと接続されたゲートドライバ100が配置されている。
図6に示すように、制御回路110は、ソース基板90及びゲート基板105に接続される。この制御回路110は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を有する。制御回路110は、画像データを示すデータ信号をソース基板90を経てソースドライバ80に出力しつつ、その入力された画像データに基づいて表示パネル2を駆動するタイミング信号をゲート基板105を経てゲートドライバ100に出力する。
前記ソース基板90及びゲート基板105は、各々、表示パネル2への画像の表示を制御する回路基板である。
ソース基板90は、コンデンサ、抵抗及びダイオードなどの電子部品を実装したプリント基板である。ソース基板90には、制御回路110に接続される外部接続端子(図示せず)と、ソースドライバ80に接続される端子(図示せず)とが形成されていると共に、これ等の端子間で制御回路110からのデータ信号を伝送する内部配線(図示せず)が形成されている。制御回路110から入力されたデータ信号はソース基板90を経てソースドライバ80に伝送される。
ゲート基板105も、コンデンサ、抵抗及びダイオードなどの電子部品を実装したプリント基板である。このゲート基板105には、ソース基板90と同様に、制御回路110に接続される外部接続端子(図示せず)と、ゲートドライバ100に接続される端子(図示せず)とが形成されていると共に、これ等の端子間で制御回路110からのタイミング信号を伝送する内部配線(図示せず)が形成されている。制御回路110から入力されたタイミング信号はゲート基板105を経てゲートドライバ100に伝送される。
ソースドライバ(配線基板)80は、表示パネル2のアクティブマトリックス基板2bとソース基板90とを接続する。ソースドライバ80は、図5に示すようにフィルム基材81を有し、フィルム基材81の上にICチップ(駆動部)82が設けられている。フィルム基材81は、ポリイミドなどの可撓性を有する部材で形成される。フィルム基材81の一端部には、アクティブマトリックス基板2bと接続される接続端子(図示せず)が形成され、他端部にはソース基板90と接続される接続端子(図示せず)が形成されている。この両接続端子間には、ICチップ82の入出力信号を伝送するための配線(図示せず)が形成されている。ソースドライバ80としては、TCP、COF、SOFなどが用いられる。ICチップ82は、接続されているソース基板90から供給されるデータ信号を電圧信号に変換し、ゲートドライバ100が走査信号を出力するタイミングに合せて電圧信号をソース線2cに出力する。
そして、図3に示すように、前記ソース基板(回路基板)90は、電子部品の実装面を表示装置1の前後方向に向けて立てた状態でソース基板ホルダ91に保持される。ソース基板ホルダ91は、断面コ字状に形成される。ソース基板ホルダ91に保持されたソース基板90は、表示パネル2の画像表示面に対して水平に並設された状態である。ソース基板ホルダ91は放熱板8の前面に当接している。
放熱板8には、放熱性を有する金属製アングルで構成された接続部材86が接続されている。接続部材86は、ソース基板ホルダ91を支持する水平部86aと、この水平部86aの後端部から下方に折れ曲がって放熱板8に熱的に接続される接続部86bと、水平部86aの前端部から上方に折れ曲がる垂直部86cとからなる。接続部86bは、放熱板8が背面板32に沿って光源基板6から離れる第1方向(下方向)であって、放熱板8の光源基板側端部とは反対側の端部(下端部)に接続されている。垂直部86cは、光源基板6の高さ位置近傍にまで立ち上がっている。
ソースドライバ(配線基板)80のフィルム基材81は、図3に示すように、その一端部(下端部)がソース基板90に接続され、他端部(上端部)が表示パネル2のアクティブマトリックス基板2bに接続された状態で、フィルム基材81が表示装置1の前方側に向って弾性変形した弓状に配置される。フィルム基材81は、搭載されたICチップ82がその弓状の内側に位置するように弾性変形される。ソースドライバ80のICチップ(駆動部)82は、弓状に弾性変形したフィルム基材81の頂点部位の内側に位置している。
ソースドライバ80のフィルム基材81は、弓状に弾性変形した頂点部位の外側が接続部材86の垂直部86cの後面に当接している。従って、フィルム基材81上のICチップ82は、弓状のフィルム基材81と接続部材86の垂直部86cとの当接位置、すなわち弓状のフィルム基材81の頂点部分に位置して、ソースドライバ80のフィルム基材81を介して接続部材86の垂直部86cに熱的に接続された状態となる。
表示パネル2の下方には、収納部31が設けられる。収納部31は、カバー状であり、表示装置1の前側から背面板32の延出部32aの内壁面を覆うように配置される。筐体3は、前記収納部31、背面を構成する背面板32及び表示パネル2の周縁を構成する額縁部により構成される。表示装置1は収納部31を脚として平坦な台上に載置される。収納部31及び背面板32の延出部32aにより構成される内部空間には、前記光源基板6、放熱板8、パネルシャーシ7、接続部材86、ソース基板90、ソースドライバ80、ICチップ82が収納されると共に、図示しないスピーカ、液晶駆動回路、電源回路などの電装部品が収納される。
本実施形態では、表示パネル2のバックライト用に設けた光源基板6が断面I字状の放熱板8と熱的に接続され、この放熱板8が背面板32に熱的に接続されている。従って、発光素子61が発光し、発熱して光源基板6が高温になっても、光源基板6の熱は放熱板8を経て背面板32から外気に放熱されて、光源基板6が良好に冷却される。
また、前記光源基板6冷却用の放熱板8には、放熱性を有する接続部材86が接続され、この接続部材86にソースドライバ80のICチップ82が熱的に接続されている。従って、表示パネル2への画像表示にソースドライバ80のICチップ82が駆動されてICチップ82が高温になっても、ICチップ82の熱は接続部材86から光源基板6冷却用の放熱板8に放熱されるので、ICチップ82の放熱性が向上する。よって、光源基板6冷却用の放熱板8を利用して、ソースドライバ80のICチップ82の放熱性能の向上を図ることが可能である。
しかも、ソースドライバ80のフィルム基材81を接続部材86に当接させているので、ICチップ82をソースドライバ80のフィルム基材81を介して接続部材86に簡単に熱的に接続することができる。
加えて、放熱性を有する接続部材86は、接続部86bにより放熱板8の光源基板6側の端部、すなわち光源基板6から放熱板8への放熱によって比較的高温となる部位、とは反対側の端部(下端部)である比較的低温な部位に接続されている。従って、ソースドライバ80のICチップ82の熱を、光源基板6からの熱の影響を受けることなく、放熱板8に素早く放熱させることが可能である。
また、ソースドライバ80のフィルム基材81が弓状に弾性変形した状態で接続部材86の垂直部86cに当接し、この当接位置にソースドライバ80のICチップ82が位置している。従って、例えば表示パネル2での画像表示中に表示パネル2のICチップ82やソース基板(回路基板)90が表示装置1内部の温度変化に起因して熱膨張又は熱収縮して個別に変位した場合であっても、それらの変位は、可撓性のフィルム基材81が撓むことで吸収される。しかも、フィルム基材81が撓んでも、ソースドライバ80のICチップ82は、その弓状のフィルム基材81の張力によって接続部材86の垂直部86cに確実に当接して、その位置に固定される。従って、アクティブマトリックス基板2bやソース基板90の破損などを防止しつつ、ICチップ82を放熱性のある接続部材86に確実に当接できて、ICチップ82の熱を放熱板8に良好に放熱することが可能である。
尚、本実施形態では、フィルム基材81を弓状に弾性変形させて、その頂点部位の内側にICチップ82を位置させる構成としたが、その他、フィルム基材81の弓状の頂点部位の外側にICチップ82を位置させて、ICチップ82を直接に接続部材86の垂直部86cに接続しても良い。
(実施形態2)
図7は実施形態2における表示装置1の要部を示す側断面図である。本実施形態は、本発明の構成とは別の構成でソースドライバ80のICチップ82を冷却するものである。
図7に示すように、接続部材86は、水平部86aが放熱板8から収納部31の近傍にまで延びる。また、接続部86bは、実施形態1と同様に放熱板8が背面板32の延出部32aに沿って光源基板6から離れる第1方向(下方向)に延びて、この放熱板8の下端部に接続される。垂直部86cは、水平部86aの前端部から上方に延びている。この接続部材86は放熱性を有しても良いし有しなくてもよい。
ソース基板90は、電子部品の実装面を表示パネル2の画像表示面と平行にして立った状態でソース基板ホルダ91に保持される。ソース基板ホルダ91は、収納部31の前面部と接続部材86の垂直部86cとの間に配置され、断面コ字状である。ソース基板ホルダ91の背面は接続部材86の垂直部86cの前面に接続されている。
ソースドライバ80は、実施形態1と同様に、フィルム基材81にICチップ82を搭載して成る。フィルム基材81は、その一端(下端)がソース基板90の一端部に接続され、他端(上端)が表示パネル2のアクティブマトリックス基板2bに接続された状態で、表示装置1の前斜め上方側に向って弓状に弾性変形して、その弓状の頂点部位が収納部31の上端面の内壁に当接している。ソースドライバ80のICチップ82は、フィルム基材81の弓状の頂点部位の内側に位置している。収納部31は金属製で構成される。従って、ICチップ82はフィルム基材81を介して筐体3の一部を構成する収納部31に熱的に接続されている。
本構成では、金属製の収納部31が表示パネル2の横幅と同一幅(図1及び図2参照)を有して、外気と広面積で接触している。従って、ソースドライバ80のICチップ82の熱を収納部31からその周囲の外気に素早く放熱でき、ICチップ82の放熱性能の向上を図ることが可能である。
また、放熱板8は、発光素子61の熱を光源基板6から伝達されて背面板32の延出部32aに放熱し、前記ソースドライバ80のICチップ82の熱は放熱板8には伝達されない。従って、ICチップ82の熱は光源基板6から放熱板8を通じた放熱性能に影響を与えない。
更に、ソース基板90は、収納部31の前面部近傍、すなわち表示パネル2の前方に配置される。従って、ソースドライバ80のフィルム基材81を表示パネル2のアクティブマトリックス基板2bとソース基板90に接続した状態では、フィルム基材81の弾性変形の程度を弱くでき、フィルム基材81の損傷を防ぐことができる。
(実施形態3)
図8は実施形態3におけるテレビジョン受信機の要部を示す側断面図である。本実施形態では、図3に示した表示装置1にテレビジョン回路を備えた構成である。
具体的に、表示装置1の収納部31には、テレビジョン放送を受信する受信部(図示せず)のテレビジョン回路基板9が配置される。このテレビジョン回路基板9は、一面を放熱板8の前面に対向させて放熱板8と熱的に接続されている。
テレビジョン回路基板9で発生した熱は、放熱板8を介して背面板32の延出部32aに熱伝導し、その延出部32aから背面の周囲の外気に放熱される。従って、放熱板8を光源基板6及びテレビジョン回路基板9によって共用することができ、部品点数を削減することができる。
本発明は、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく、他の種々な形で実施することができる。そのため、上述の実施形態は例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
本発明は、エッジライト型のバックライトを備えた表示装置及びテレビジョン受信機に適用して、有用である。
1 表示装置
2 表示パネル
2b アクティブマトリックス基板
3 筐体
5 導光板
6 光源基板
61 発光素子
8 放熱板
9 テレビジョン回路基板
31 収納部
32 バックライトシャーシ(背面板)
80 ソースドライバ(配線基板)
81 フィルム基材
82 ICチップ(駆動部)
86 接続部材
90 ソース基板(回路基板)

Claims (5)

  1. 正面に画像を表示する表示パネルと、
    前記表示パネルの背面に対向して配置される導光板と、
    前記導光板を通じて前記表示パネルに光を供給する発光素子が表面に実装され、該表面が前記導光板の一周縁に対向して配置された光源基板と、
    前記導光板の前記表示パネルと反対側に位置する背面板を有し、外郭を構成する筐体と、
    前記光源基板に熱的に接続されると共に、前記背面板に熱的に接続された放熱板と、
    前記表示パネルを制御する回路基板と、
    前記表示パネルと前記回路基板とを接続する配線基板と、
    前記配線基板に設けられ、前記表示パネルを駆動する駆動部と、
    放熱性を有し、前記放熱板に接続する接続部材と、を備え、
    前記駆動部は、前記接続部材に熱的に接続され
    前記放熱板は、前記背面板に沿って前記光源基板から離れる第1方向に延び、
    前記接続部材は、前記第1方向における、前記放熱板の光源基板側端部とは反対側の端部に接続される
    ことを特徴とする表示装置。
  2. 前記配線基板は、前記接続部材に当接し、
    前記駆動部は、前記配線基板を介して前記接続部材に熱的に接続されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記配線基板は、可撓性を有し、弾性変形した状態で前記接続部材に当接し、
    前記駆動部は、前記配線基板の前記接続部材との当接位置に設けられている
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記筐体は、前記表示パネルの下方に収納部を有し、
    前記収納部には、前記放熱板、回路基板、配線基板、駆動部及び接続部材が収納されている
    ことを特徴とする請求項1から請求項の何れか1項に記載の表示装置。
  5. 請求項1から請求項の何れか1項に記載の表示装置と、
    テレビジョン放送を受信する受信部と、を備え、
    前記受信部は、テレビジョン回路基板を有し、
    前記テレビジョン回路基板は、前記放熱板に熱的に接続されており、前記受信部で受信したテレビジョン放送に基づいて前記表示装置の表示パネルに映像を表示する
    ことを特徴とするテレビジョン受信機。
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