JP7032997B2 - 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一側部に、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。
前記光源基板の発光素子は、発光時に内部抵抗により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必要がある。
特許文献1では、光源基板(光源ユニット)を固定する固定フレームに2つの延長部を設けると共に、固定フレームを収納する収納容器に2つの開口部を形成して、固定フレームの2つの延長部を収納容器の2つの開口部から各々収納容器の外部に露出させて、固定フレームを放熱部材として光源基板の熱を収納容器周囲の外気に放出する構成を採用している。
また、特許文献2では、光源基板の形状を、平板状ではなく、光源基板の左右両端を各々一方面側に所定角度屈曲させた構造を採用している。特許文献2では、光源基板の屈曲構造は放熱を目的とせず、発光素子の放射光を前記屈曲させた部分で反射させることを目的としている。
特開2011-82176号公報 特許5333765号
昨今の表示装置では、薄型の実現が求められる。このため、光源基板の熱を放熱する放熱部材の厚みを薄くし、その放熱板を表示装置の筐体の背面板に沿わせて延ばす構造を採用することが考えられる。
しかし、この構造では、放熱板の厚み部分(一側部)で光源基板を熱的に接続するため、その厚み幅が薄いほど光源基板から放熱板への放熱面積が少なく限られる。
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、薄型を図りつつ、光源基板と放熱板との接触面積を増大させて伝熱効果を高め、光源基板の放熱性能の向上を図ることを目的とする。
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、前記光源基板の裏面が熱的に接続され、前記背面板に沿って延びる放熱板と、を備え、前記光源基板は、前記発光素子が実装された基板部と、前記放熱板に沿って延びる延長部と、を有し、該延長部は前記放熱板に熱的に接続されていることを特徴とする。
前記の構成では、放熱板を筐体の背面板に沿って延ばす構造であるので、放熱板の厚さを薄く形成すれば、表示装置の薄型化が可能である。また、光源基板は基板部とは別に延長部を有し、この延長部が放熱板に沿って延びて放熱板に熱的に接続されるので、光源基板と放熱板との接触面積が増大する。従って、放熱板の厚さが薄くても、発光素子の熱は、基板部と延長部の双方から放熱板に伝達して、放熱性能が向上する。
本発明によれば、表示装置の薄型化を図りつつ、光源基板と放熱板とを広い面積で接触させて、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。 同図(a)は実施形態2に係る表示装置の要部を示す側断面図、同図(b)は放熱板の形状の変形例を示す図である。 同表示装置の光源基板及び放熱板部分の斜視図である。 実施形態3に係る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。 実施形態4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は、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)tが薄く形成される。この放熱板8の厚さt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tに合せて、光源基板6も、発光素子61が実装された基板部6aでの厚さが図4に示すように厚さt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、厚さtで下方に延びる断面I字状に薄く形成される。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。
そして、図3及び図4に示すように、光源基板6には、基板部6aの前端部から放熱板8に沿って第1方向(下方向)に延びる厚さの薄い平板状の延長部6bが基板部6aと一体的に形成されている。従って、光源基板6は、表示装置1の前後方向に延びる平板状の基板部6aと、この基板部6aの前端部から下方に折れ曲がった平板状の延長部6bとによって、断面L字形状に形成される。
前記光源基板6の延長部6bには、発光素子61は実装されていない。また、延長部6bの横幅(左右方向における長さ)は、基板部6aの横幅と同一幅に形成される。この延長部6bの放熱板8の延びる方向(上下方向)の長さは、本実施形態では放熱板8の上下方向長さの半分以下に設定される。また、延長部6bの第1方向(下方向)における長さは、基板部6aの前後方向の長さよりも大きい。そして、延長部6bの裏面(放熱板8側の面)全体は、放熱板8の前面に熱的に接続される。この熱的な接続は、既述の通り、直接に面接触する接続形態のほか、伝熱シートなどの伝熱促進部材を介在させた接続状態を含む。
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の基板部6a及び延長部6b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。
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。
表示装置1は、表示パネル2に映像や画像を表示するに際し、光源基板6の発光素子61を発光させ、導光板5及び光学シート4を介して表示パネル2を背面から照明する。発光素子61の発光時に生じる熱は、光源基板6の基板部6a及び延長部6bから、これらに熱的に接続された放熱板8に伝熱(熱伝導)する。放熱板8に熱伝導した熱は、放熱板8に熱的に接続された背面板32の延出部32aに熱伝導し、この延出部32aの背面から周囲の外気と熱交換して放熱される。従って、例えば背面板32に開口部を設けて、放熱板8の端部を背面板32の開口部から後方に突出させて光源基板6の熱を放熱させる構成を採用する必要がない。
その放熱の際、放熱板8は、背面板32の横幅、すなわち表示装置1の横幅と略同一幅の広面積の平板状に形成されると共に、背面板32の延出部32aに沿って下方に延び、その両者の対向面同士が熱的に接続されているので、放熱板8から背面板32への放熱面積は大きい。従って、放熱板8に熱伝導した熱は、効率良く背面板32の延出部32aに熱伝導する。
また、放熱板8は、背面板32の延出部32aに沿って光源基板6の基板部6aから離れる方向に延びて、導光板5と光源基板6(基板部6a)と放熱板8が表示装置1の上下方向に並んだ状態となる。従って、放熱板8は導光板5と背面板32の間に介在されない。更に、放熱板8は、表示装置1の側方(右側又は左側)から見て、前端面が表示パネル2及び導光板5の下方に位置するように厚さtが薄く形成されている。従って、表示装置1は、表示パネル2と背面板32との間隔を短くでき、薄型化を図ることが可能である。
更に、光源基板6は、基板部6aに対し延長部6bが基板部6aの前端部から下方に折れ曲がった断面L字形状に形成され、その延長部6bの後面(裏面)が放熱板8の前面に面接触して熱的に接続されている。従って、光源基板6の熱は、基板部6aから放熱板8の厚さtの上端部を通じて放熱板8内に熱伝導すると共に、延長部6bから放熱板8の前面部をも通じて放熱板8内に熱伝導する。よって、放熱板8の厚さtが薄くても、光源基板6が基板部6aのみからなる構成に比べて、延長部6bから放熱板8に熱伝導する分、光源基板6の熱を放熱板8に効率良く熱伝導させることができる。
また、収納部31には、光源基板6、放熱板8、スピーカなどの電装部品を収納している。また、電装部品の一部を背面板32の背面に配置する必要がない。よって、背面板32の背面、すなわち表示装置1の背面をフラットな形状にすることが可能である。
更に、収納部31は、背面板32の延出部32aを覆うように表示装置1の下部に配置され、その収納部31で覆って形成した内部空間に放熱板8やスピーカなどの電装部品を配置している。従って、表示装置1の重心を下部に位置させて、表示装置1を安定して載置することができる。
(実施形態2)
図5(a)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。本実施形態では、光源基板6と放熱板8の形状を変更して、光源基板6から放熱板8への放熱性能の向上を図る。
図5(a)において、放熱板8は、背面板32に沿って延びる本体部8aと、断面四角形状の膨出部8bとから成る。本体部8aは、実施形態1と同様に、平板からなる厚さtの断面I字形状である。膨出部8bは、本体部8aの光源基板6側の端部(上端部)に形成され、光源基板6の基板部6aに対して背面板32と反対側に向う第2方向、すなわち本体部8aから表示装置1の前方側方向に延びている。従って、放熱板8は、I字形状の本体部8aと、この本体部8aの上端部から表示装置1の前方側に延びる膨出部8bとにより、L字形状に構成される。
前記膨出部8bの横幅(左右方向における長さ)は、図6に示すように、本体部8aの横幅と同一幅に形成される。また、膨出部8bが表示装置1の前方側に延びる長さkは、本体部8aの厚さtと同一又は若干厚い長さに設定される。
一方、光源基板6は、放熱板8の本体部8aの一端部(上端部)に熱的に接続された基板部6aと、この基板部6aと一体形成されてこの基板部6aから背面板32の延出部32aと反対側に向って延びる平板状の延長部6bとを備える。この延長部6bは、膨出部8bに沿って延びている。従って、実施形態2では、光源基板6は、基板部6aと、この基板部6aの前端部から基板部6aと直線状に延びる延長部6bとにより、平板状に構成されている。
前記光源基板6の延長部6bは、背面板32と反対側に延びる長さが、前記放熱板8の膨出部8bの長さkと同一長さに形成される。そして、この延長部6bは、その裏面(下面)が放熱板8の膨出部8bの一端面(上端面)に面接触して熱的に接続されている。
パネルシャーシ7は、前記放熱板8の膨出部8b及びその上方の光源基板6の延長部6bを所定間隔隔てて覆う形状に形成される。
従って、本実施形態においては、光源基板6は基板部6aに対して直線状に一体形成された延長部6bが、放熱板8に形成した膨出部8bの上端面に熱的に接続されている。従って、光源基板6の熱の一部は、延長部6bから放熱板8の膨出部8bを通じて放熱板8の本体部8a内に熱伝導する。よって、光源基板6が基板部6aのみからなる構成に比べて、光源基板6の延長部6bから放熱板8の膨出部8bに熱伝導する分、光源基板6の熱を放熱板8に効率良く熱伝導させることができる。
しかも、放熱板8の膨出部8bの長さ及び光源基板6の延長部6bの長さは、放熱板8の本体部8aの厚さtと同一又は若干厚い長さkに制限されているので、放熱板8全体の厚さを本体部8aの厚さtの2倍程度に抑えて、表示装置1の薄型化を確保することが可能である。
前記放熱板8の膨出部8bは、本実施形態では断面四角形状に構成したが、その形状は限定されず、例えば図5(b)に示すように、膨出部8bの前端部を起点に本体部8aの端部から離れる方向に向って斜め方向に傾斜する形状に構成しても良い。この構成では、光源基板6の延長部6bから放熱板8の膨出部8bに伝達された熱は、放熱板8の本体部8aの上端部を経ず、放熱板8の本体部8aの下方に向って伝達されるので、光源基板6の熱をより効率良く伝達することが可能である。
(実施形態3)
図7は、実施形態3における表示装置1の要部を示す側断面図である。図8は実施形態の光源基板6及び放熱板8周りの斜視図である。本実施形態では、実施形態1と実施形態2とを組み合わせた構成を採用する。
具体的に、本実施形態では、放熱板8は、実施形態2と同様に、I字形状の本体部8aと、本体部8aの一端部(上端部)から背面板32と反対側方向に延びる膨出部8bとを有する。この膨出部8bが表示装置1の前方方向側に延びる長さkは、本体部8aの厚さtと同一又は若干厚い長さである。
一方、光源基板6は、発光素子61が実装された基板部6aと、L字形状の延長部6bとを有する。この延長部6bは、基板部6aの前端部から基板部6aと直線状に背面板32と反対側に向って延びる水平部6bhと、この水平部6bhから放熱板8の延びる方向(下方向)に折れ曲がった垂直部6bvとを有する。水平部6bhの長さは、膨出部8bの長さkと同一長さである。この水平部6bhと垂直部6bvとによりL字形状を構成する。この延長部6bの横幅は図8に示すように膨出部8bの横幅と同一幅に形成される。
前記光源基板6の延長部6bでは、水平部6bhの裏面(下面)は、放熱板8の膨出部8bの光源基板6側の端面(上端面)に面接触して熱的に接続される。また、垂直部6bvの裏面(後面)は、放熱板8の膨出部8bにおける背面板32と反対側の端面(前端面)に面接触して熱的に接続される。
パネルシャーシ7は、前記放熱板8の膨出部8b及び光源基板6のL字形状の延長部6bを所定間隔隔てて覆う形状に形成される。
本実施形態では、光源基板6の延長部6bに伝導した熱は、延長部6bの水平部6bhから放熱板8の膨出部8bの上端面を経て膨出部8bの内部に伝導すると共に、延長部6bの垂直部6bvから放熱板8の膨出部8bの前端面を経て膨出部8bの内部に伝導する。従って、光源基板6のL字形状の延長部6bを放熱板8の膨出部8bの2つの面(上端面と前端面)に面接触させて、接触面積を多く確保できるので、光源基板6の熱を放熱板8により一層効率良く伝導させることが可能である。
しかも、光源基板6の延長部6bでは、垂直部6bvが表示装置1の上下方向に延びているので、放熱板8の膨出部8bの長さkを実施形態2と同様に本体部8aの厚さtと同一又は若干厚い長さに制限できる。従って、表示装置1の薄型化を確保できる。
実施形態1~3では、光源基板6の基板部6aや延長部6bは、平板状やL字状に形成したが、その形状は限定されず、種々の接触面積を拡大する形状、例えば波型、のこぎり型などを採用しても良い。
また、放熱板8を断面I型に形成し、その背面を背面板32の延出部32aの前面に熱的に接続したが、放熱板8の形状は断面I型に限定されず、その背面が平面であれば良い。
更に、導光板5の下側部に光源基板6を配置したが、光源基板6は導光板5の左又は右側部や上側部に配置しても良い。
(実施形態4)
図9は、実施形態4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の熱放熱用に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
3 筐体
5 導光板
6 光源基板
6a 基板部
6b 延長部
6bh 水平部
6bv 垂直部
61 発光素子
8 放熱板
8a 本体部
8b 膨出部
9 テレビジョン回路基板
31 収納部
32 背面板

Claims (8)

  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、
    前記光源基板の裏面が熱的に接続され、前記背面板に沿って延びる放熱板と、を備え、
    前記光源基板は、前記発光素子が実装された基板部と、前記放熱板に沿って延びる延長部と、を有し、該延長部は前記放熱板に熱的に接続され
    前記放熱板は、前記基板部の裏面を起点として前記導光板から遠ざかる第1方向に延び、
    前記延長部は、前記第1方向に延びる
    ことを特徴とする表示装置。
  2. 前記放熱板と前記導光板とは、前記背面板の同一の平面に接している
    ことを特徴とする請求項1記載の表示装置。
  3. 前記延長部は、前記基板部に対して前記第1方向に折れ曲がり、前記基板部と前記延長部とによりL字形状に構成されている
    ことを特徴とする請求項記載の表示装置。
  4. 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、
    前記光源基板の裏面が熱的に接続され、前記背面板に沿って延びる放熱板と、を備え、
    前記光源基板は、前記発光素子が実装された基板部と、前記放熱板に沿って延びる延長部と、を有し、該延長部は前記放熱板に熱的に接続され、
    前記放熱板は、前記基板部に対して前記背面板と反対側に向かう第2方向に延びる膨出部を有し、
    前記延長部は、前記膨出部に沿って延び、前記膨出部に熱的に接続されている
    ことを特徴とする表示装置。
  5. 前記放熱板は、前記背面板に沿って延びる本体部と、該本体部の端部に形成された前記膨出部とにより、L字形状に構成され、
    前記光源基板は、前記基板部と前記延長部とにより平板状に形成される
    ことを特徴とする請求項4記載の表示装置。
  6. 前記延長部は、L字状に形成され、
    該延長部が前記膨出部の2つの面に熱的に接続されている
    ことを特徴とする請求項4記載の表示装置。
  7. 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6の何れか1項に記載の表示装置。
  8. 請求項1から請求項7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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