JP2004102119A

JP2004102119A - 液晶表示装置の直下型バックライト用反射板

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Publication number: JP2004102119A
Application number: JP2002266697A
Authority: JP
Inventors: Masaru Kudo; 工藤　勝; Katsumi Handa; 半田　克美; Seiji Yamamoto; 山本　成示
Original assignee: Kodama Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kodama Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】大型化が容易であると共に、大型化しても変形による局部的な輝度むらを生じることがほとんどない反射性能に優れた液晶表示装置の直下型バックライト用反射板を提供すること。
【解決手段】液晶表示パネルを照明するための複数個の直管型光源１の背後に配置されて光源からの光を上記液晶表示パネル側へ反射させる直下型バックライト用反射板１であって、厚さが０．６〜１．５ｍｍのポリカーボネート樹脂シートをマッチドダイ成形することにより、複数個の山部１１を等ピッチで並行に形成すると共に山部と山部の間に底部１２を形成してなり、該底部の中央直上位置に前記光源２を配置するようにした。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータのモニターやテレビなどの液晶表示装置に用いられる反射板に関し、更に詳しくは、液晶表示パネルを照明するため複数個の直管型光源（例えば、冷陰極管）の背後に配置されて光源からの光を上記液晶表示パネル側へ反射させる直下型バックライト用反射板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶テレビやコンピュータのモニターは大型化してきている。表示画面の対角線が１７インチ程度までは、通常のエッジライト方式による反射板でも対応可能であるが、それ以上に大型化すると表示画面における輝度が不足するために、直下型バックライト方式による反射板を採用せざるを得ない情況になっている。
現在提供されている直下型バックライト用反射板としては、厚さ０．４ｍｍ程のアルミ板にＰＥＴ樹脂製反射シートを貼り合わせ、それを折り曲げ加工したものがある。しかしこのものは、貼り合わせ素材のため、高価であるばかりでなく、成形形状も単純形状の繰り返しのものしか形成できなかった。
【０００３】
一方、ポリカーボネート樹脂に反射性能を持たせるために酸化チタンを添加して射出成形したものが携帯電話における液晶反射板及び筐体として使用されている（例えば、特許文献１、非特許文献１および２参照。）。このポリカーボネート樹脂材料を用いた射出成形による反射板は、高輝度で且つ輝度むらがなく反射性能には優れているものの、射出成形法による制約によりサイズの大型化が難しかった。すなわち、成形しようとする反射板のサイズが大きくなるにしたがって最低肉厚を厚くせざるを得ないと同時に、成形金型に多点ホットランナーを採用せざるを得ないので、材料コストおよび成形金型の製作コストが非常に高価なものとなり、大型（１７インチ以上）の反射板を成形するのには実用性に乏しいものであった。
例えば、大きさがＡ４サイズ（１４インチ相当）で厚さが１ｍｍの直下型バックライト用反射板を多点ホットランナー方式による射出成形法で成形する場合には最低９個所のゲートを必要とし、その時の金型製作費用はおおよそ７００万円程かかり、また、大きさがＡ３サイズ（２０インチ相当）の直下型バックライト用反射板では最低１８個所以上のゲートを必要とし、且つ金型の中央部はゲートチップの埋め込みにより型強度が低下するために複雑な構造をした補強を必要とするため、金型製作費としておおよそ１千万円以上かかってしまう。しかも、多点ホットランナー方式による射出成形では、２５秒に１個程度しか成形できないので生産性が非常に悪い。
【０００４】
これに対して、マッチドダイ成形を含む加熱成形の場合、Ａ３サイズの大きさを形成する金型であってもその製作費はおよそ７５万円程度で済み、しかも多数個取りが可能であるので仮に６０秒／１ショットとしても、４個取りでは６０秒／４個＝１５秒／１個となり、射出成形による場合と比較して６７％の生産性向上を期することが可能となる。
しかし、通常の熱成形法である真空成形或いは真空圧空成形によりポリカーボネート樹脂シートを用いて反射板を成形すると、反射性能を上げるためにポリカーボネート樹脂に添加した酸化チタンの影響により雄型側の表面が粗面になって反射性能が低下してしまうと共に、山部における山頂上部の肉厚が薄くなって光源からの直射光が当該薄肉部分を透過してしまい全体として輝度むらを生じる問題があった。加えて、成形後に型から取り出される際の型側の温度は型温度（通常９０℃〜１１０℃）とほぼ同じであるのに対して、外気にさらされた側の面はその時の雰囲気温度に左右されやすく、成形後にわずかであるが変形をきたす問題がある。この不具合は、複数個の山部を等ピッチで並行に形成するようにした反射板を成形した場合に顕著に出現し、直下型バックライト用反射板のように光源からの光を設計通りに一定方向に反射させなければならないような精密部品を成形するのには好ましくない。
【０００５】
【先行技術文献の表示】
【特許文献１】
特開平５−３２０５１９号公報
【非特許文献１】
工業材料‘９９年４月号（ｖｏｌ．４７Ｎｏ．４）Ｐ５４
【非特許文献２】
ＰＬＡＳＴＩＣＳ　ＡＧＥ　ＥＮＣＹＣＬＯＰＥＤＩＡ　＜進歩編＞’９８　Ｐ１０６〜１０７
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者等は、この様な現状を克服するべく鋭意研究した結果、高輝度で輝度むらがないポリカーボネート樹脂シートを熱プレス成形法の一種であるマッチドダイ成形することにより、成形時における上下の型温度を設定調節して成形品の反りや変形を防止することが可能であり、且つ成形素材のポリカーボネート樹脂シートに加える圧力を高圧にすることにより表面に光沢のある反射性能に優れた直下型バックライト用反射板が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明の目的は、大型化が容易であると共に、大型化しても変形による局部的な輝度むらを生じることがほとんどない反射性能に優れ、しかも安価に製造しえる直下型バックライト用反射板を提供せんとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成する本発明の液晶表示装置の直下型バックライト用反射板は、液晶表示パネルを照明するため、複数個の直管型光源の背後に配置されて光源からの光を上記液晶表示パネル側へ反射させる直下型バックライト用反射板であって、厚さが０．６〜１．５ｍｍのポリカーボネート樹脂シートをマッチドダイ成形することにより、複数個の山部を等ピッチで並行に形成すると共に山部と山部の間に底部を形成してなり、該底部の中央直上位置に前記光源を配置するようにした事を特徴としたものである（請求項１）。
この際、前記山部における肉厚偏差を０．３ｍｍ以内に形成し（請求項２）、前記ポリカーボネート樹脂シートをマッチドダイ成形する際の型温度を、９５℃〜１４０℃の範囲とする（請求項４）ことが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な好適実施例につき図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明は実施例のものに限定されるものではない。
図中の符号１は本発明に係る直下型バックライト用反射板を示し、液晶表示パネル（図示せず）を照明する複数個の直管型光源２の背後に配置されて、当該光源２からの光を上記液晶表示パネル側へ反射させる仕組みになっている。
尚、図中の符号３は拡散板を示す。
【０００９】
反射板１は、複数個の山部１１を等ピッチ（Ｐｔ）で並行に形成すると共に、山部１１と山部１１の間に適当な幅（Ｌ）を有する底部１２を形成してなり、その底部１２中央の直上位置に光源２を山部１１と平行に配置するようにする。
光源２としては、従来から使用されている直管型の蛍光ランプまたは冷陰極管が用いられる。
【００１０】
反射板１に形成される山部１１の高さ（Ｈ）や傾斜角度（θ）およびピッチ（Ｐｔ）は、光源２の大きさ（外径）に応じて最適に設計される。
また、底部１２は、図示実施例のごとく平坦に形成しても良いし、より反射効率を上げるために、光源から底部１２に入射した光を有効に山部１１に反射させるような小さな山部（反射面）を１つまたは複数個形成するようにしてもよい。
【００１１】
本発明に係る直下型バックライト用反射板１は、所定の厚さを有するポリカーボネート樹脂シート（以下、ＰＣシートと称する）を熱加工した後にプレス加工を施すマッチドダイ成形することにより得られる。
成形素材としてのＰＣシートは、市販されている酸化チタン入り高反射グレードのＰＣシートを用いることができ、その厚さとしては０．６〜１．５ｍｍの範囲のものを用いることが好ましい。使用するＰＣシートの厚さが０．６ｍｍより薄いと、熱加工された後にプレス加工されるまでの間に外気の影響を受けて加工温度以下になりやすくなるのであまり好ましくない。また、使用するＰＣシートの厚さを１．５ｍｍより厚くすると、熱加工時間および熱プレス加工時間が長引いて生産性が悪くなるだけでなく、材料の無駄となるので好ましくない。すなわち、使用するＰＣシートの厚さを厚くするほど、通常シートクランプ代といわれる端材（リサイクル材となる）のコストが高くなり、射出成形でもホットランナーゲート数を削減するなどして型費を低減したり、元より端材が僅かである射出成形の方が勝ってくる。よって、成形のしやすさと生産性および材料コスト等を総合的に考慮すると、本発明に使用する成形素材としてのＰＣシートは、厚さが０．７〜１．０ｍｍの範囲のものを用いることが望ましい。
【００１２】
本発明のバックライト用反射板において、ＰＣシートをマッチドダイ成形する際の型温度は重要な成形条件であり、９５℃〜１４０℃の範囲が好ましく、更に好ましくは１１５℃〜１３８℃の範囲が良い。ＰＣシートをマッチドダイ成形する際の型温度が９５℃より低いと、成形初期段階時にＰＣシートと成形型の接触時にＰＣシート側の熱が成形型側に流れて成形温度以下になって成形不良を起こしやすくなり、型温度を１４０℃以上にすると、成形された反射板が軟化した状態で型から取り出されるため、変形の基になるので好ましくない。そこで、マッチドダイ成形する際の型温度の範囲を１１５℃〜１３８℃にすることにより、変形のない図面通りの製品（バックライト用反射板）を得ることが出来るようになる。
【００１３】
また、本発明のバックライト用反射板において、山部１１における肉厚偏差（Ｔ−ｔ）を０．３ｍｍ以内に形成することは重要な条件である。山部１１における肉厚偏差が０．３ｍｍより大きくなると、山部１１における山頂上部の肉厚が薄くなりすぎて光源からの直射光が当該薄肉部分を透過してしまい、全体として輝度むらを生じるからである。
【００１４】
【実施例】
次に、本発明の具体的な実施例を説明する。
＜実施例１＞
ＰＣシートとして、厚さが０．８ｍｍの酸化チタン入り高反射板グレード（出光石油化学社製）を用い、反射面側の型温度を１１８℃とすると共に裏面側の型温度を１２２℃に設定し、プレス圧力を０．１３〜０．３ＭＰにして、６０秒／ショットの成形条件でマッチドダイ成形により、山部１１の高さ（Ｈ）が８．１ｍｍ、山部１１のピッチ（Ｐｔ）が３７ｍｍ、底部の幅（Ｌ）が１２．２ｍｍの反射板を形成した。
ここで成形された反射板は、設計通りでほとんど変形がなく、山部１１における山頂上部との肉厚偏差は０．２５ｍｍ以内で、輝度むらもなかった。
【００１５】
＜実施例２＞
実施例１と同じＰＣシートを用いて同じ成形条件でマッチドダイ成形し、山部１１の高さ（Ｈ）が９．１ｍｍ、山部１１のピッチ（Ｐｔ）が４７ｍｍ、底部の幅（Ｌ）が１５ｍｍの反射板を形成した。
ここで成形された反射板も、設計通りでほとんど変形がなく、山部１１における山頂上部との肉厚偏差は０．２７ｍｍ以内で、輝度むらもなかった。
【００１６】
＜実施例３＞
マッチドダイ成形による型合わせ時間を１秒間遅らせた以外は実施例２と同様にして同様の反射板を形成した。
形状は設計通りほとんど変形がないものが得られたが肉厚偏差は０．３２ｍｍになり、輝度むらが発生した。
【００１７】
【発明の効果】
本発明に係る直下型バックライト用反射板は斯様に構成してなるので、エッジライト方式の反射板として一般的に用いられている東レ社製のＥ６０Ｌでは、その光線透過率が全可視光域（３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）で平均的に約２％強あり、本発明に係る直下型バックライト用反射板では、厚さ０．８ｍｍのＰＣシート原反における光透過率が７８０ｎｍで１．６４％、４００ｎｍで０％になるほぼ直線的に変化し、透過光線の波長による偏りはあるものの全域で東レ社製のＥ６０Ｌを用いた反射板より優れたものであることが実証され、射出成形では成形し得ない極めて薄く、しかも光線不透過性も満足出来る直下型バックライト用反射板を提供することが出来る。
【００１８】
また、液晶表示装置の表示面積が大型化するにしたがい使用する直管型光源の本数が増え、それに伴って反射板に形成する山部も増えるが、その際、アルミ板にＰＥＴ樹脂製反射シートを貼り合わせ、それを折り曲げ加工してなる従来品では管本数１本増える毎に加工工程も１工程増え、その結果加工費用も増加するが、本発明では液晶表示装置の表示面積が大型化しても加工工数に変化はなく、従って加工費の増加とならず、安価に製造しえる。
【００１９】
しかも、型製造費、生産性、材料コストとも、これまで最も優れているといわれていた射出成形を凌駕し、且つ光の有効利用、光の透過性能の面で既知の反射板材料を超えた性能を併せ持っている。
【００２０】
また、アルミ板にＰＥＴ樹脂製反射シートを貼り合わせそれを順送り折り曲げ加工してなる従来品では単純形状のものしか形成できないのに対して、本発明では比較的複雑な形状をした反射板でも成形できる形状の自由度に優れ、ＡＶ機器に必要な難燃性および耐高温環境性能を併せ持っている。しかも、光源から僅かに出る紫外線による変色に対しても耐性（耐光性）を兼ね備えている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施の一例を示す模式断面図。
【符号の説明】
１：反射板　　　　　　２：光源　　　　　３：拡散板
１１：山部　　　　　　１２：底部

Claims

液晶表示パネルを照明するため複数個の直管型光源の背後に配置されて光源からの光を上記液晶表示パネル側へ反射させる直下型バックライト用反射板であって、厚さが０．６〜１．５ｍｍのポリカーボネート樹脂シートをマッチドダイ成形することにより、複数個の山部を等ピッチで並行に形成すると共に山部と山部の間に底部を形成してなり、該底部の中央直上位置に前記光源を配置するようにした事を特徴とする液晶表示装置の直下型バックライト用反射板。
前記山部における肉厚偏差を０．３ｍｍ以内に形成してなる請求項１に記載の直下型バックライト用反射板。
前記ポリカーボネート樹脂シートをマッチドダイ成形する際の型温度を、９５℃〜１４０℃の範囲としたことを特徴とする請求項１または２に記載の直下型バックライト用反射板。