WO2019031233A1

WO2019031233A1 - 表示装置及びテレビジョン受信機

Info

Publication number: WO2019031233A1
Application number: PCT/JP2018/027720
Authority: WO
Inventors: 武史西井; 和博菊地
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2017-08-10
Filing date: 2018-07-24
Publication date: 2019-02-14
Also published as: JP2019036779A; JP6535058B2

Abstract

光源基板で発生した熱を、簡易な構造で効率的に放熱することができる表示装置等を提供する。表示装置は、正面に画像を表示するパネルモジュールと、前記パネルモジュールの背面に対向して配置された導光板と、前記パネルモジュールに光を供給する発光素子を一面に実装し、該一面を前記導光板の周縁に対向して配置された光源基板と、前記光源基板と熱的に接続された放熱板と、外郭を構成する筐体とを備え、前記放熱板は、前記筐体の背面板に、熱的に接続してある。

Description

表示装置及びテレビジョン受信機

　本発明の一態様は、表示装置及びテレビジョン受信機に関する。
　本願は、２０１７年８月１０日に、日本に出願された特願２０１７－１５５６９６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　近年、映像又は画像を表示するディスプレイ装置等として、液晶表示装置（liquid crystal display：ＬＣＤ）が広く普及している。液晶表示装置は、液晶パネルの背面にバックライトを配置し、バックライトの発光を液晶パネルにより変調して透過させ、液晶パネルの正面に画像等を表示するように構成されている。この液晶表示装置においては、近年、消費電力の低減と薄型化とを併せて実現するために、ＬＥＤ（発光ダイオード）を光源とするエッジライト型のバックライトが採用されている（例えば、特許文献１）。

　エッジライト型のバックライトは、矩形皿形の収納容器内に導光板及び光源を収容して構成されている。導光板は、透過性を有する樹脂製の平板の一面に反射シートを披着してなり、反射シートの披着面を筐体の底面に向け、該底面を覆うように筐体に収容されている。

　光源としてのＬＥＤは、短冊形をなす基板の一面に並べて複数実装され、実装面を導光板の一側縁に対向させて、収納容器に取付けてある。各ＬＥＤの発光は、対向する側縁を経て導光板内に入射し、一面の反射シートでの全反射と他面での部分反射を繰り返して伝播し、導光板の他面の全面から出射される。液晶パネルは、導光板の他面に光学シートを介して積層されており、導光板からの出射光は、光学シートにより拡散されて液晶パネルの背面に照射される。

　ＬＥＤを駆動して発光させた場合、内部抵抗によってジュール熱が発生し、ＬＥＤは高温となる。また、ＬＥＤの温度上昇に伴って、光源基板も高温となるため、放熱対策が必要となる。そこで、特許文献１の表示装置は、光源基板を放熱体（光源ユニット固定フレーム）に固定し、該放熱体の一部を、収納容器に設けた開口部を介して外部に露出させ、放熱するようにしてある。

特開２０１１－８２１７６号公報

　しかしながら、特許文献１の表示装置は、放熱面積が露出部に限られ狭く、放熱効率が悪い。

　本発明の一態様は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、光源基板で発生した熱を、簡易な構造で効率的に放熱することができる表示装置等を提供することを目的とする。

　本発明の一態様に係る表示装置は、正面に画像を表示するパネルモジュールと、前記パネルモジュールの背面に対向して配置された導光板と、前記パネルモジュールに光を供給する発光素子を一面に実装し、該一面を前記導光板の周縁に対向して配置された光源基板と、前記光源基板と熱的に接続された放熱板と、外郭を構成する筐体とを備え、前記放熱板は、前記筐体の背面板に、熱的に接続してあることを特徴とする。

　本発明の一態様によれば、光源基板で発生した熱を、簡易な構造で効率的に放熱することができる。

本実施形態１に係る表示装置の外観を示す斜視図である。本実施形態１に係る表示装置の分解斜視図である。本実施形態１に係る表示装置の要部を示す側断面図である。放熱板及び光源基板の斜視図である。本実施形態２に係る表示装置の要部を示す側断面図である。本実施形態３に係る表示装置の要部を示す側断面図である。本実施形態４に係るテレビジョン受信装置の要部を示す側断面図である。

（実施形態１）
　以下、本発明の一実施形態について説明する。図１は、実施形態１に係る表示装置の外観を示す斜視図である。図２は、実施形態１に係る表示装置の分解斜視図である。図３は、実施形態１に係る表示装置の要部を示す側断面図である。図４は、放熱板及び光源基板の斜視図である。図示のように表示装置１は、画像表示用のパネルモジュール２、光学シート４、導光板５及び、表示装置１の外郭を構成する筐体３を備える。

　パネルモジュール２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、これらの両面に偏光板を積層してなる公知の構成を有している。パネルモジュール２は、矩形板状をなし、正面に画像を表示する。パネルモジュール２には、矩形枠形をなす筐体３の額縁部が、正面の周縁部を適幅に亘って縁取るように、長手方向を横向きにして組み付けてある。

　パネルモジュール２の背面には、光学シート４及び導光板５が、この順番で積層されている。光学シート４は、パネルモジュール２と略同一の矩形状をなす。光学シート４は、拡散シート、レンズシート、偏光シート等の樹脂製のシートを含む。導光板５は、アクリル樹脂等の透光性を有する樹脂製の平板の一面に反射シートを披着してなる光学部材であり、パネルモジュール２よりもやや小さい矩形に成形してある。

　表示装置１は、バックライトシャーシ３２（背面板）を備える。バックライトシャーシ３２は、矩形の底板の周縁を略垂直に立ち上げて短寸の側壁を周設し、浅底皿形状に成形されている。バックライトシャーシ３２は、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属製である。バックライトシャーシ３２は、底板の内壁面を導光板５に対向させ、パネルモジュール２、光学シート４及び導光板５を背面から覆うように設けられている。バックライトシャーシ３２の底板は、後述する放熱板８を収納するため、導光板５の下方に向かって延設された延設部を有する。バックライトシャーシ３２は、導光板５、後述する光源基板６及び放熱板８を収納し、筐体３の背面を構成する。

　表示装置１は、導光板５の周縁（側面）に、一面を対向して配置された光源基板６を備える。図４に示す如く、光源基板６の一面には、ＬＥＤ等の発光素子６１が、実装してある。光源基板６は、導光板５の下縁に対応する長さを有する長寸短冊状をなしており、長手方向を導光板５の下側面に沿わせて、配置してある。発光素子６１の発光は、対向する導光板５の周縁から入射し、導光板５からパネルモジュール２に照射される。

　光源基板６の他面に、長手方向の側面を対向して配置された矩形状の放熱板８（ヒートスプレッタ）が、備えられている。放熱板８は、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属製である。放熱板８の長さは、光源基板６の長さと略同じに設定してある。放熱板８の厚みは、光源基板６の短手方向の長さと略同じに設定してある。放熱板８は、光源基板６と熱的に接続してある。熱的な接続とは、光源基板６の他面と放熱板８の上側面とを対向させ面接触してある接続形態、又は夫々の面の間に伝熱促進部材を介在してある接続形態を含む。光源基板６の他面と放熱板８の上側面とを対向させ面接触させることによって、光源基板６に対し導光板５とは反対方向に放熱板８を延設し、導光板５、光源基板６及び放熱板８は、バックライトシャーシ３２の底板の内壁面上に並設してある。

　放熱板８には、一面から他面に貫通するネジ通し孔８１が形成してある。ネジ通し孔８１と、バックライトシャーシ３２の延設部に形成してあるネジ孔３２Ｍとが、連通するように、放熱板８は、バックライトシャーシ３２に位置合わせしてある。放熱板８の他面側から、締結ボルト８２をネジ通し孔８１及びネジ孔３２Ｍに挿通することによって、放熱板８は、バックライトシャーシ３２に固定されている。従って、放熱板８は、その一面を、バックライトシャーシ３２の延設部の内壁面、すなわち導光板５との対向部から外れた位置に対向して、バックライトシャーシ３２の底板の内壁面と、面接触させて熱的に接続してある。

　表示装置１は、パネルモジュール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、２つのＬ字夫々が他方に向かって上下に組み合わされた断面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の側面を、正面側から覆うように配置してある。パネルシャーシ７は、長手方向をパネルモジュール２の下側面に沿わして、配置してある。パネルシャーシ７の上側Ｌ字の上端部は、パネルモジュール２と光学シート４の間に介在してある。パネルシャーシ７の下側Ｌ字の一面は、放熱板８の他面に当接してある。

　パネルモジュール２の下方には、収納部３１が設けられている。収納部３１は、カバー状をなし、パネルモジュール２の正面側から、バックライトシャーシ３２の内壁面を覆うように配置してある。下方に位置する収納部３１、背面を構成するバックライトシャーシ３２及びパネルモジュールの周縁を縁取る額縁部によって、筐体３が構成してある。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及びバックライトシャーシ３２によって形成された空間に、図示しないスピーカ、液晶駆動回路、電源回路等の電装部品及び放熱板８が収納される。

　表示装置１は、パネルモジュール２に画像を表示するにあたり、光源基板６の発光素子６１を発光させ、パネルモジュール２を背面から照明する。発光素子６１が発光することによって発生する熱は、光源基板６に熱的に接続してある放熱板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に熱的に接続してあるバックライトシャーシ３２に熱伝導する。バックライトシャーシ３２の底板の外壁面は、筐体３すなわち表示装置１の背面をなし、表示装置１の外部に露出してある。従って、バックライトシャーシ３２は、表示装置１の外部の空気と熱交換することによって、発光素子６１が発生した熱を、表示装置１の外部に放熱する。バックライトシャーシ３２の外壁面の面積は、表示装置１の背面の面積である。従って、表示装置１の外部の空気と熱交換するための放熱面積を大きくして、放熱効率を向上することができる。

　放熱板８の一面を、バックライトシャーシ３２の底板の内壁面に面接触させている。従って、面接触によって放熱板８とバックライトシャーシ３２との伝熱面積を大きくでき、放熱板８とバックライトシャーシ３２との間の伝熱性を向上させ効率的に放熱することができる。
　放熱板８の一面の面積は、バックライトシャーシ３２の延設部、すなわちバックライトシャーシ３２の内壁面であって、導光板５との対向部から外れた残部の面積の５０％以上に設定してあることが好ましい。放熱板８の一面の面積を、バックライトシャーシ３２の延設部の面積の５０％以上とすることで、放熱板８とバックライトシャーシ３２との間の伝熱面積を十分に確保することができ、放熱効率を更に向上することができる。放熱板８の長手方向の長さは、光源基板６の長手方向と略同じに設定してあり、バックライトシャーシ３２の底板の長手方向とも略同じとなる。従って、放熱板８の短手方向の長さを、バックライトシャーシ３２の延設部の高さ方向の長さの５０％以上に設定することで、放熱板８の一面の面積を、バックライトシャーシ３２の延設部の面積の５０％以上とすることができる。

　放熱板８の厚みを光源基板６の短手方向の長さと略同じに、放熱板８の長手方向の長さを光源基板６の長手方向の長さと略同じにすることで、放熱板８と光源基板６との間での伝熱面積を十分に確保することができる。また、放熱板８の体積を大きくでき、十分な熱容量を確保することができる。従って、放熱板８と光源基板６との間の伝熱性を向上させ、効率的に放熱することができる。

　放熱板８は、バックライトシャーシ３２の底板の延設部、すなわち下方に延設された位置に固定してある。導光板５、光源基板６及び放熱板８をバックライトシャーシ３２の内壁面上に並設してある。収納部３１は、下方に延設されたバックライトシャーシ３２を覆うように設けられており、スピーカ等の電装部品及び放熱板８を収納してある。従って、バックライトシャーシ３２の背面における部品の配置を不要とし、筐体３、すなわち表示装置１の背面をフラットな形状とすることができる。

　収納部３１は、下方に延設されたバックライトシャーシ３２を覆うように設けられており、スピーカ等の電装部品及び放熱板８を収納してある。従って、収納部３１及びバックライトシャーシ３２によって形成された空間に、放熱板８及びスピーカ等の電装部品は、配置される。従って、表示装置１の重心を下方に位置させ、表示装置１を安定して載置することができる。

　光源基板６が配置される位置は、導光板５の下側面としたが、これに限定されず、導光板５の上側面、左右側面のいずれかの側面となる周縁に光源基板６が配置してあってもよい。放熱板８は、光源基板６が配置される位置に対応して、配置される。また、バックライトシャーシ３２の底板は、放熱板８の配置される位置に応じて、延設される。

（実施形態２）
　図５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。実施形態２は、放熱板８とバックライトシャーシ（背面板）３２との間に、伝熱促進部材８３が介在してある点で、実施形態１と異なる。

　実施形態２の表示装置１は、放熱板８とバックライトシャーシ３２との間に伝熱促進部材８３を介在して、放熱板８とバックライトシャーシ３２を熱的に接続してある。伝熱促進部材８３は、例えば、熱伝導シート又はグリス等である。伝熱促進部材８３を、放熱板８とバックライトシャーシ３２との間に介在させることによって、放熱板８とバックライトシャーシ３２との間の熱伝達率を向上させ、放熱効率を向上することができる。伝熱促進部材８３は、接着機能を有し、放熱板８とバックライトシャーシ３２とを接着して、放熱板８をバックライトシャーシ３２に固定する。伝熱促進部材８３が接着機能を有さない場合、実施形態１のような締結ボルト８２によって、伝熱促進部材８３を介在させて放熱板８は、バックライトシャーシ３２に固定されてもよい。

（実施形態３）
　図６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。実施形態３は、放熱板８とバックライトシャーシ（背面板）３２とが、同一材料によって一体形成してある点で、実施形態１と異なる。

　実施形態３の表示装置１は、放熱板８とバックライトシャーシ３２とが、アルミニウム等の熱伝導率の高い同一材料によって、押し出し加工等により一体形成してある。従って、バックライトシャーシ３２は、内壁面側に放熱板８となる凸部を有する。放熱板８とバックライトシャーシ３２とが、一体形成してあるので、別体同士を接触させて熱伝導させる接続形態よりも、熱抵抗を低減することができる。従って、放熱板８とバックライトシャーシ３２との伝熱性を向上させ、放熱効率を向上させることができる。

（実施形態４）
　図７は、実施形態４におけるテレビジョン受信装置の要部を示す側断面図である。実施形態４は、放熱板８の他面にテレビジョン回路基板９が熱的に接続されたテレビジョン受信装置である点で、実施形態１と異なる。

　実施形態４の表示装置１は、テレビジョン回路基板９を備えるテレビジョン受信装置である。テレビジョン回路基板９は、収納部３１に収納され、一面を放熱板８の他面に対向して、放熱板８と熱的に接続してある。熱的な接続とは、テレビジョン回路基板９の一面と放熱板８の他面とを対向させ面接触してある接続形態、又は夫々の面の間に伝熱促進部材を介在してある接続形態を含む。テレビジョン回路基板９で発生した熱は、放熱板８を介してバックライトシャーシ（背面板）３２に熱伝導し、バックライトシャーシ３２から外部に放熱される。従って、放熱板８を、テレビジョン回路基板９及び光源基板６によって共用することで、部品点数を削減することができる。

　本発明の一実施形態に係る表示装置１は、正面に画像を表示するパネルモジュール２と、前記パネルモジュール２の背面に対向して配置された導光板５と、前記パネルモジュール２に光を供給する発光素子６１を一面に実装し、該一面を前記導光板５の周縁に対向して配置された光源基板６と、前記光源基板６と熱的に接続された放熱板８と、外郭を構成する筐体３とを備え、前記放熱板８は、前記筐体３の背面板３２に、熱的に接続してあることを特徴とする。

　本発明の一実施形態によれば、光源基板６の発光素子６１が発した熱は、放熱板８を介して背面板３２から表示装置１の外部に放熱される。背面板３２は、表示装置１の筐体３の背面をなし、外部に露出しているため、表示装置１の外部の空気との熱交換を行う伝熱面積を大きくすることができ、効率的に放熱することができる。

　本発明の一実施形態に係る表示装置１は、前記放熱板８は、前記背面板３２の内壁面であって前記導光板５との対向部から外れた位置に、該放熱板８の一面を対向して熱的に接続してあることを特徴とする。

　本発明の一実施形態によれば、放熱板８は、背面板３２の内壁面であって導光板５との対向部から外れた位置に、放熱板８の一面を対向してあるので、導光板５と背面板３２との間に放熱板８を介在させることを不要とすることができる。従って、効率的に放熱しつつ、パネルモジュール２、導光板５及び背面板３２による幅方向の厚みを薄くすることができる。

　本発明の一実施形態に係る表示装置１は、前記放熱板８は、該放熱板８の側面を前記光源基板６の他面に対向し、前記導光板５と反対方向に延設してあることを特徴とする。

　本発明の一実施形態によれば、放熱板８の側面を光源基板６の他面に対向し、導光板５と反対方向に延設してあるので、導光板５、光源基板６及び放熱板８を、背面板３２の内壁面上に並設させることができる。従って、背面板３２すなわち筐体３の背面をフラット形状とすることができ、簡易な構成で効率的に放熱することができる。

　本発明の一実施形態に係る表示装置１は、前記放熱板８と前記背面板３２との間には、伝熱促進部材８３が介在してあることを特徴とする。

　本発明の一実施形態によれば、放熱板８と背面板３２との間には、伝熱促進部材８３が介在してあるので、確実に放熱板８の熱を背面板３２に伝熱し、効率的に放熱することができる。

　本発明の一実施形態に係る表示装置１は、前記放熱板８は前記背面板３２の内壁面に、該放熱板８の一面を面接触してあることを特徴とする。

　本発明の一実施形態によれば、放熱板８の一面と、背面板３２の内壁面とは、夫々の面同士を面接触してあるので、放熱板８から背面板３２に伝熱するための電熱面積を大きくでき、確実に放熱板８の熱を背面板に伝熱し、効率的に放熱することができる。

　本発明の一実施形態に係る表示装置１は、前記放熱板８の一面の面積は、前記背面板３２の内壁面であって前記導光板５との対向部から外れた残部の面積の５０％以上にしてあることを特徴とする。

　本発明の一実施形態によれば、放熱板８の一面の面積は、背面板３２の内壁面であって導光板５との対向部から外れた残部の面積の５０％以上とすることで、放熱板８と背面板３２との間での伝熱面積を十分に確保することができ、確実に放熱することができる。

　本発明の一実施形態に係る表示装置１は、前記背面板３２と前記放熱板８とは、同じ材料によって一体形成してあることを特徴とする。

　本発明の一実施形態によれば、背面板３２と放熱板８とを同じ材料によって一体形成することによって、背面板３２と放熱板８との間での熱抵抗を減少させることができる。従って、放熱効率を向上させることができる。

　本発明の一実施形態に係る表示装置１は、前記筐体３は前記パネルモジュール２の下方に収納部３１を有し、前記収納部３１には、前記放熱板８が収納してあることを特徴とする。

　本発明の一実施形態によれば、筐体３は、パネルモジュール２の下方に収納部３１を有し、収納部３１に放熱板８を収納することによって、表示装置１の重心を下方に位置させ、表示装置１を安定して載置することができる。

　本発明の一実施形態に係るテレビジョン受信機は、本発明の一実施形態に係る表示装置１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９を含み、前記テレビジョン回路基板９は、前記放熱板８の他面と熱的に接続してあり、前記受信部にて受信したテレビジョン放送に基づいて、前記表示装置１に映像を表示するようにしてあることを特徴とする。

　本発明の一実施形態によれば、テレビジョン回路基板９及び光源基板６のための放熱板８を共用することによって、簡易な部品構成とすることができる。

　今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims

　正面に画像を表示するパネルモジュールと、
　前記パネルモジュールの背面に対向して配置された導光板と、
　前記パネルモジュールに光を供給する発光素子を一面に実装し、該一面を前記導光板の周縁に対向して配置された光源基板と、
　前記光源基板と熱的に接続された放熱板と、
　外郭を構成する筐体と
　を備え、
　前記放熱板は、前記筐体の背面板に、熱的に接続してある
　ことを特徴とする表示装置。
　前記放熱板は、前記背面板の内壁面であって前記導光板との対向部から外れた位置に、該放熱板の一面を対向して熱的に接続してある
　ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
　前記放熱板は、該放熱板の側面を前記光源基板の他面に対向し、前記導光板と反対方向に延設してある
　ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の表示装置。
　前記放熱板と前記背面板との間には、伝熱促進部材が介在してある
　ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の表示装置。
　前記放熱板は、前記背面板の内壁面に、該放熱板の一面を面接触してある
　ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の表示装置。
　前記放熱板の一面の面積は、前記背面板の内壁面であって前記導光板との対向部から外れた残部の面積の５０％以上にしてある
　ことを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
　前記背面板と前記放熱板とは、同じ材料によって一体形成してある
　ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一つに記載の表示装置。
　前記筐体は、前記パネルモジュールの下方に収納部を有し、
　前記収納部には、前記放熱板が収納してある
　ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の表示装置。
　請求項１から請求項８のいずれか一つ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含み、
　前記テレビジョン回路基板は、前記放熱板の他面と熱的に接続してあり、
　前記受信部にて受信したテレビジョン放送に基づいて、前記表示装置に映像を表示するようにしてある
　ことを特徴とするテレビジョン受信機。