JP2009289687A

JP2009289687A - 光反射板およびその製造方法

Info

Publication number: JP2009289687A
Application number: JP2008143251A
Authority: JP
Inventors: Osamu Suzuki; 修鈴木; Ken Oide; 謙大出
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2009-12-10

Abstract

【課題】金型による成形加工の問題が生じないとともに、作製時間を短縮することができる立体形状の光反射板を提供する。
【解決手段】開口部形状が逆四角錐台形状の凹部１２が縦方向および横方向に連続して複数配列され、上記凹部の底部１４にそれぞれ点状光源を挿通する挿通孔１６が形成されている樹脂製の光反射板であって、上記凹部の相互に対向する２面２０を形成する山部２２を有し、この山部に三角形の開口２４が形成されている第１部材１８と、第１部材の開口に挿入される山形の第２部材２８とを有するとともに、第１部材の非反射面に山部の形状保持用の粘着テープが貼り付けられており、第１部材の開口に第２部材を挿入することにより凹部が形成されている光反射板１０とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置のバックライトユニット、照明器具、電飾看板等に使用される光反射板およびその製造方法に関し、さらに詳述すると、光源としてＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ：発光ダイオード）等の点状光源を用いた液晶表示装置のバックライトユニット、照明器具、電飾看板等に使用される光反射板およびその製造方法に関する。

近年、光源の多様化により、液晶表示装置のバックライトユニット、照明器具、電飾看板等の光源として、ＬＥＤが用いられるようになってきた。上記液晶表示装置のバックライトユニット、照明器具、電飾看板等に使用される光反射板としては、樹脂製のものが多く使用されており、ＬＥＤからの光を効率的に前面へ集光させるためには、上記光反射板を平板形状ではなく、例えば複数の逆ピラミッド形状部を縦横に配列した立体形状にすることが有効な手段の一つである。

上記のように複数の逆ピラミッド形状部を縦横に配列した立体形状の光反射板として、特許文献１のものが提案されている。特許文献１の光反射板は、複数の点状光源のそれぞれを取り囲む逆四角錐形状に形成された複数の凹部を有し、これらの凹部の底部には、点状光源を挿通するための挿通孔がそれぞれ形成されているとともに、前記複数の凹部の頂部はそれぞれ隣接する凹部の頂部と接続されているライトボックスの光反射板であって、前記凹部の相互に対向する２面を形成する山部を有し、前記山部に山形の開口を有する第１部材と、前記開口を直線状に貫通するように挿入される山形の第２部材とを有し、前記第１部材の開口に前記第２部材を挿入することで前記凹部が形成されていることを特徴とするライトボックスの光反射板である（請求項１０）。

ＷＯ２００７／０３７０３５Ａ１

樹脂製の光反射板を立体形状に成形する場合、金型による真空成形や加熱成形により加工するのが一般的であるが、これらの加工方法には以下の問題点がある。
１．金型を要するため初期設備コストが大きくなり、多品種少量生産に向いていない。
２．成形により光反射板の厚さが部分的に薄くなり、光反射率が低下する場合がある。
３．成形により光反射板が延伸され、光反射光の配光特性が変化する場合がある。

また、前述した特許文献１の光反射板は、第１部材の開口に第２部材を挿入するときに第１部材の山部が変形するため、この挿入作業が難しく、そのため第１部材の開口に第２部材を挿入する作業に非常に時間を要するという問題がある。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたもので、金型による成形加工の前記１〜３の問題が生じないとともに、作製時間を短縮することができる立体形状の光反射板およびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するため、開口部形状が逆四角錐台形状の凹部が縦方向および横方向に連続して複数配列され、前記凹部の底部にそれぞれ点状光源を挿通する挿通孔が形成されている樹脂製の光反射板であって、前記凹部の相互に対向する２面を形成する山部を有し、前記山部に三角形の開口または逆Ｖ字形のスリットが形成されている第１部材と、前記第１部材の開口またはスリットに挿入される山形の第２部材とを有するとともに、前記第１部材の非反射面に前記山部の形状保持用の片面粘着剤層を有するフィルムあるいはシートが貼り付けられており、前記第１部材の開口またはスリットに前記第２部材を挿入することにより前記凹部が形成されていることを特徴とする光反射板を提供する。

また、本発明は、前記目的を達成するため、開口部形状が逆四角錐台形状の凹部が縦方向および横方向に連続して複数配列され、前記凹部の底部にそれぞれ点状光源を挿通する挿通孔が形成されている樹脂製の光反射板の製造方法であって、前記凹部の相互に対向する２面を形成する山部を有し、前記山部に三角形の開口または逆Ｖ字形のスリットが形成されている第１部材を作製した後、この第１部材の非反射面に前記山部の形状保持用の片面粘着剤層を有するフィルムあるいはシートを貼り付けるとともに、前記第１部材の開口またはスリットに挿入される山形の第２部材を作製し、前記第１部材の開口またはスリットに前記第２部材を挿入することにより前記凹部を形成することを特徴とする光反射板の製造方法を提供する。

本発明では、第１部材の開口またはスリットに第２部材を挿入することにより立体形状の光反射板を形成するので、金型による成形加工を行う必要がなく、したがって金型による成形加工の前記１〜３の問題が生じない。また、本発明では、第１部材の非反射面に山部の形状保持用の片面粘着剤層を有するフィルムあるいはシート（以下、このフィルムあるいはシートを単に「粘着テープ」という）を貼り付けるので、第１部材の開口に第２部材を挿入するときに第１部材の山部が変形せず、したがってこの挿入作業を容易にして、第１部材の開口に第２部材を挿入する作業に要する時間を短縮することができる。

本発明では、第１部材および第２部材をそれぞれ折り曲げ加工により形成することが好ましく、これにより第１部材および第２部材を容易かつ安価に作製することができる。この場合、上記折り曲げ加工においては、打ち抜き加工等によって作製した所定形状の樹脂製のフィルムまたはシートにミシン線（短い切れ目を間欠状に連続して形成した直線）、押し罫線（押し加工により形成した直線）、リード罫線（ミシン線の非切れ目部を押し罫線状に押し加工した直線）等の折り曲げ線を形成した後、この折り曲げ線に沿って上記フィルムまたはシートを折り曲げることにより、折り曲げ加工を容易に行うことができる。

本発明において、粘着テープとしては、下記物性（ａ）および（ｂ）を有するものを用いることが好ましい。
（ａ）加熱収縮率が０．２％以下。より好ましくは０．１３％以下。加熱収縮率が０．２％より大きいと、高温時（光反射板の使用環境は８０℃程度が多い）に粘着テープが収縮して光反射板の寸法に影響を与え、山部のピッチが小さくなり、山部の高さが高くなり、山部の幅が狭くなることがある。
（ｂ）曲げ弾性強さが９００ＭＰａ以上、より好ましくは９８２Ｍｐａ以上。曲げ弾性強さが９００ＭＰａより小さいと、山形状に折り曲げ加工した第１部材および／または第２部材のスプリングバック（曲げ変形が元に戻る現象）により光反射板の全体的な反りが発生することがあるとともに、外的な荷重により光反射板が変形しやすくなる。

本発明によれば、金型による成形加工の前記１〜３の問題が生じないとともに、立体形状の光反射板の作製時間を短縮することができる。

以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。図１は本発明に係る光反射板の一実施形態を表面側から見た斜視図、図２は同光反射板の非反射面側を図１のＡ方向から見た斜視図である。

本例の光反射板１０は、開口部形状が逆四角錐台形状の複数の凹部１２が縦方向および横方向に連続してマトリクス状に配列され、上記凹部１２の底部１４にそれぞれＬＥＤ（点状光源）を挿通する四角形の挿通孔１６が形成されている樹脂製の光反射板である。なお、挿通孔１６の形状としては、ＬＥＤを挿通することのできる形状であればよく、円形、楕円形、多角形などの各種の形状から選択することができる。

図中１８は第１部材を示す。この第１部材１８は、上記凹部１２の相互に対向する２面２０を形成する山部２２と、山部２２の間に設けられた平面部２３とを有し、上記山部２２に三角形の開口２４が形成され、平面部２３に前記挿通孔１６が形成されているものである。上記開口２４は、隣り合う挿通孔１６同士の間に形成されている。なお、三角形の開口２４に代えて、逆Ｖ字形のスリット状切り欠きを設けてもよい。

また、第１部材１６の非反射面には、山部２２の形状保持用の粘着テープ２６が、山部２２と直交するように、所定間隔ごとにＡ方向前端側から後端側にかけて貼り付けられている。ただし、粘着テープ２６の貼り付け態様に限定はなく、山部２２の形状が保持される態様であればよい。

図中２８は第２部材を示す。この第２部材２８は、上記第１部材の開口２４に挿入される山形（断面逆Ｖ字形）のものである。第２部材２８は、長方形の長尺のフィルムまたはシートを幅方向中央部で折り曲げることにより作製されている。

そして、本例の光反射板１０は、第１部材１８の開口２４に第２部材２８を直線状に貫通するように挿入することにより、前記凹部１２が形成されている。

本例の光反射板１０は、下記工程で作製することができる。
（１）フィルムまたはシートを所定形状に打ち抜くとともに、上記フィルムまたはシートに折り曲げ線を形成し、この折り曲げ線に沿ってフィルムまたはシートを折り曲げることにより第１部材１８および第２部材２８を作製する。フィルムまたはシートを打ち抜いた後の第１部材用中間品の一例を図３に示す。図中の破線１９は折り曲げ線を示す。また、フィルムまたはシートを打ち抜いた後の第２部材用中間品の一例を図４に示す。図中の波線２９は折り曲げ線を示す。
（２）第１部材１８の非反射面に粘着テープ２６を貼り付ける。
（３）第１部材１８の開口２４に第２部材２８を挿入する。

本発明において、光反射板１０は、内部に平均気泡径が光の波長以上で５０μｍ以下の微細な気泡または気孔を有する熱可塑性樹脂のフィルムまたはシートによって形成することが好ましい。

上記熱可塑性樹脂のフィルムまたはシートの材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビフェニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルアルコールなどの汎用樹脂、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル、超高分子量ポリエチレン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、液晶ポリマー、フッ素樹脂などのエンジニアリングプラスチック、またはこれらの共重合体または混合物などが挙げられる。これらのうちでも、耐熱性、耐衝撃性などが良好であることから、ポリエステル、ポリフェニレンサルファイド、ポリプロピレン、シクロポリオレフィンが好ましい。なお、上記熱可塑性樹脂中には、酸化防止剤、紫外線防止剤、滑剤、顔料、強化剤などを適宜添加することができる。また、これらの添加剤を含有した塗布層を塗布して形成してもよい。

より具体的には、上記熱可塑性樹脂のフィルムまたはシートの一例として、熱可塑性ポリエステルの押出シートに炭酸ガスを高圧下で含浸させた後、加熱し発泡させたシートで、内部の気泡径が５０μｍ以下であるポリエステル系発泡シート（例えば、古河電気工業株式会社製のＭＣＰＥＴ（登録商標））を使用することができる。その他、同様に内部の気泡径が５０μｍ以下であるシクロポリオレフィン系発泡シートを使用することができる。

また、光反射板１０を形成する材料の他の好ましい例として、フィラーを含有する熱可塑性樹脂のフィルムまたはシートであって、フィラーを核として多数のボイドが形成されているフィルムまたはシートが挙げられる。この場合、上記フィルムまたはシートにおいて、フィラーを含有する熱可塑性樹脂のフィルムまたはシートは、フィラーを含有する未延伸フィルムまたはシートを成形し、この未廷伸フィルムまたはシートを延伸することにより、フィラーを核として多数のボイドを形成した多孔性延伸フィルムまたはシートであることが好ましい。

光反射板１０の厚さは、２００〜２０００μｍであることが好ましい。光反射板１０の厚さが２００〜２０００μｍの範囲内であると剛性があり、光反射板背面への光の漏洩も少ない。

光反射板１０の比重は、０．１〜０．７であることが好ましい。光反射板１０の比重が０．７を超えると、光反射板１０の透明化により光反射板背面への光の漏洩が多くなるため光損失が大きくなることがある。

光反射板１０の可視光の反射率は、９０％以上であることが好ましい。光反射板１０の可視光の反射率が９０％以上であると、光源の光の乱反射効果が高まる。なお、上記可視光の拡散反射率とは、光の入射束に対する拡散反射束の比をいい、自記分光光度計により５５０ｎｍの波長で測定し、硫酸バリウムの微粉末を固めた白板の拡散反射率を１００％とし、その相対値として求めた値をいう。自記分光光度計としては、例えばＵＶ−３１００ＰＣ（島津製作所社製商品名）を使用することができる。

本発明で用いる粘着テープの基材の材質としては、立体的な形状に加工された光反射板の変形を防止することができる力学特性を有しているものが好ましい。さらに、粘着テープの基材の材質としては、１３０℃の耐熱性を有することが望ましい。粘接着テープの基材の材質に限定はないが、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、シクロポリオレフィン、ポリアミド、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンエーテル、ポリメチルペンテン、液晶ポリマー等が挙げられる。これらのうちでも、耐熱性、耐衝撃性などが良好であることから、ポリエステル、ポリプロピレンまたはシクロポリオレフィンが特に好ましい。さらに、粘着テープは無色あるいは白色であることが好ましい。粘接着テープが他の色に着色されていると、光反射板を液晶表示装置のバックライトユニットに使用したときに、色目が画面に出てしまうことがある。なお、粘着テープの粘着剤の材質は特に限定されることはなく、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤等から上記の点を考慮して適宜選定することができる。

次に、本例の光反射板１０を用いた液晶表示装置のバックライトユニットの一例を図５および図６に示す。本例のバックライトユニット１１０は、上部が開口とされた四角形の箱体１１２を有している。この箱体１１２の内部の底部には、平板状の配線板１１４が配設されている。そして、配線板１１４の上面には複数のランプタイプのＬＥＤ（点状光源）１１６が取り付けられている。これらのＬＥＤ１１６は、配線板１１４上にマトリクス状に配列されている。また、配線板１１４上には、本例の光反射板１０が配置されている。そして、光反射板１０の各挿通孔１６にＬＥＤ１１６が挿通され、各挿通孔１６からＬＥＤ１１６が突出している。

本例のバックライトユニット１１０では、光反射板１０の上方に、透光性の光拡散表面板１２６が配設されている。この光拡散表面板１２６は、光反射板１０と対向するように箱体１１２の開口部に配置されている。また、光反射板１０と光拡散表面板１２６との間に、複数の貫通孔を有する光拡散反射板１３４が配設されている。

本発明において、点状光源の種類、形状などは特に限定されず、砲弾型ＬＥＤ、表面実装型ＬＥＤなどから適宜選択することができる。また、発光色としては、赤、緑、青、黄、白のいずれでもよい。視野角も特に限定されないが、５０〜１４０°のものが望ましい。さらに、光源の明るさは、使用電力量に相関するため状況により適宜選択することができる。さらにまた、１つの凹部２０に収納される点状光源の数としては、白色の発光色を呈する１つの点状光源を配置する構成や、赤色、青色、緑色の３色の発光色をそれぞれ呈する３つの点状光源を配置する構成などのように単数であっても複数であってもいずれでもよい。

図１、図２に示した光反射板１０を作製した。この場合、折り曲げ加工によって第１部材１８および第２部材２８を作製するとともに、第１部材１８の非反射面に粘着テープ２６を貼り付けた後、第１部材１８の開口２４に第２部材２８を挿入することにより光反射板１０を作製した。

本例の光反射板１０には、平均気泡径１０μｍ、厚さ１０００μｍ、比重０．３２５、可視光の拡散反射率９７％のポリエチレンテレフタレート発泡体（古河電気工業株式会社製、商品名ＭＣＰＥＴ）を用いた。光反射板１０の凹部１２は逆四角錐台形状で、頂部が連続して繋がっており、底部１４にはＬＥＤを挿通させるための挿通孔１６が開いている。寸法は、光反射板１０の凹部１２の上部が縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ、底部が縦１０ｍｍ×横１０ｍｍ、深さが３８ｍｍ、挿通孔１６の一辺の長さが７ｍｍである。光反射板１０の外寸は、縦３００ｍｍ、横９００ｍｍ、高さ３９ｍｍ、挿通孔１６のピッチは３０ｍｍである。

また、粘着テープ２６としては、基材がポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるものを用いた。粘着テープ２６の加熱収縮率（８０℃×１４４Ｈ）は０．１３％、曲げ弾性強さは９８２．３ＭＰａ、曲げ弾性率は１８．９ＭＰａ、引っ張り強さは１４５ＭＰａ、伸びは７７％であった。

図１は本発明に係る光反射板の一実施形態を表面側から見た斜視図である。図２は同光反射板の非反射面側を図１のＡ方向から見た斜視図である。第１部材用中間品の一例を示す平面図である。第２部材用中間品の一例を示す平面図である。本発明の光反射板を用いた液晶表示装置のバックライトユニットの一例を示す模式的分解斜視図である。図５の要部の模式的断面図である。

符号の説明

１０光反射板
１２凹部
１４底部
１６挿通孔
１８第１部材
２０相互に対向する２面
２２山部
２４開口
２６粘着テープ
２８第２部材

Claims

開口部形状が逆四角錐台形状の凹部が縦方向および横方向に連続して複数配列され、前記凹部の底部にそれぞれ点状光源を挿通する挿通孔が形成されている樹脂製の光反射板であって、前記凹部の相互に対向する２面を形成する山部を有し、前記山部に三角形の開口または逆Ｖ字形のスリットが形成されている第１部材と、前記第１部材の開口またはスリットに挿入される山形の第２部材とを有するとともに、前記第１部材の非反射面に前記山部の形状保持用の片面粘着剤層を有するフィルムあるいはシートが貼り付けられており、前記第１部材の開口またはスリットに前記第２部材を挿入することにより前記凹部が形成されていることを特徴とする光反射板。
前記第１部材および第２部材は、それぞれ折り曲げ加工により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光反射板。
前記片面粘着剤層を有するフィルムあるいはシートは、８０℃における加熱収縮率が０．２％以下、曲げ弾性強さが９００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の光反射板。
開口部形状が逆四角錐台形状の凹部が縦方向および横方向に連続して複数配列され、前記凹部の底部にそれぞれ点状光源を挿通する挿通孔が形成されている樹脂製の光反射板の製造方法であって、前記凹部の相互に対向する２面を形成する山部を有し、前記山部に三角形の開口または逆Ｖ字形のスリットが形成されている第１部材を作製した後、この第１部材の非反射面に前記山部の形状保持用の片面粘着剤層を有するフィルムあるいはシートを貼り付けるとともに、前記第１部材の開口またはスリットに挿入される山形の第２部材を作製し、前記第１部材の開口またはスリットに前記第２部材を挿入することにより前記凹部を形成することを特徴とする光反射板の製造方法。
前記第１部材および第２部材を、それぞれ折り曲げ加工により形成することを特徴とする請求項４に記載の光反射板の製造方法。
前記片面粘着剤層を有するフィルムあるいはシートとして、８０℃における加熱収縮率が０．２％以下、曲げ弾性強さが９００ＭＰａ以上のものを用いることを特徴とする請求項４または５に記載の光反射板の製造方法。