KR20080053277A - 조명 장치용 하우징 구조체 및 그의 제조방법, 및 상기구조체를 이용한 백라이트 장치 - Google Patents

조명 장치용 하우징 구조체 및 그의 제조방법, 및 상기구조체를 이용한 백라이트 장치 Download PDF

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마사미 고구레
히로시 가와토
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이데미쓰 고산 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 산화타이타늄을 20 내지 60질량% 함유하여 이루어진 폴리카보네이트계 수지 조성물로부터 수득된 1.5 내지 3.5㎜ 두께의 성형체의 내부 측면부에, 광원 말단의 고정부가 일체로 성형되어 이루어진 조명 장치용 하우징 구조체, 및 산화타이타늄을 20 내지 60질량% 함유하여 이루어진 폴리카보네이트계 수지 조성물을 시트 성형하고, 당해 시트를 진공 성형 또는 프레스 성형함으로써, 내부 측면부에 광원 말단의 고정부가 일체로 성형되어 이루어진 상자형 성형체를 제조하는 조명 장치용 하우징 구조체의 제조방법이며, 경량으로 하여 조립 공수가 적은 조명 장치용 하우징 및 그의 제조방법, 상기 조명 장치 하우징을 이용한 백라이트 장치, 액정 디스플레이 부재를 제공한다.

Description

조명 장치용 하우징 구조체 및 그의 제조방법, 및 상기 구조체를 이용한 백라이트 장치{HOUSING STRUCTURE FOR LIGHTING EQUIPMENT AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, AND BACKLIGHT DEVICE USING SAID STRUCTURE}
본 발명은, 액정 디스플레이 등에 사용되는 백라이트 장치의 구성을 주로 한 조명 장치용 하우징 구조체, 백라이트 장치, 액정 디스플레이 부재 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 액정 표시 장치는 백라이트 장치와 액정 패널로 이루어진다. 백라이트 장치는 판금제 백 샤시와 프론트 샤시, 광반사판, 광원 지지부, 광원, 광확산판, 필요에 따라 사용되는 도광판이나 인버터 등의 광원 구동 회로로 이루어진 백라이트 장치로 구성되고, 액정 표시 장치는 이 백라이트 장치에 추가로 액정 패널이 배치되어 고정된 구성으로 이루어져 있다. 이 백라이트 장치는 크게 나누어 직하형, 도광형, 이들 양자의 하이브리드인 탠덤형의 3개의 타입으로 분류된다. 그 중에서도, 대화면 액정 TV에 사용되는 백라이트 장치에서는, 높은 휘도가 요구되기 때문에, 최근 직하형이나 탠덤(하이브리드)형(특허문헌 1 참조)의 백라이트 장치의 개발이 활발해지고 있다.
종래의 직하형 백라이트 장치는, 알루미늄 판금 기재에 수지 발포체가 접착 적층되어 형성되고, 평판상 또는 골판상의 광반사판, 복수의 광원, 광원 지지체, 광확산판, 복수의 광학 필름, 판금제 하우징 등(백 샤시, 프론트 샤시)으로 이루어진 하우징 구조체로 구성되어 있다(예컨대, 특허문헌 2 내지 4 참조).
종래의 액정 표시 장치는 상기 백라이트 장치에 액정 패널을 배치하여 구성되어 있다.
사용되는 광반사판은, 반사판의 휨·변형 및 구조 유지의 목적으로, 알루미늄 판금 기재에 수지 발포체를 접착 적층한 광반사판이 사용되고 있다. 통상, 판금 가공에 의해, 골판 형상의 형성을 위한 프레스 가공이나 측면 형성을 위한 구부림 가공 등이 실시되어 반사기가 제작되고 있다.
광원은, 액정 표시 장치의 표시 화면 크기 및 백라이트 장치에 요구되는 휘도에 따라 복수의 광원이 사용된다. 광원으로서는 선상이나 U자상 등의 냉음극관(CCFL), 광반도체 소자(LED) 등의 점 광원 또는 이들을 선상 또는 면상으로 배열한 것 등이 사용되고 있다.
광원 지지체는 판금제가 아니라 열가소성 수지 조성물의 사출 성형체가 다용되고 있다. 그 중에서도, 산화타이타늄을 함유하는 폴리카보네이트 수지 조성물을 이용하여 성형된 광원 지지체는 광선 반사 기능을 갖고 광반사판의 비틀림 강성 향상을 위해 광원 지지 기능 외에 리브 구조를 형성시킨 구조의 광원 지지체가 채용되고 있다.
광확산판은 통상 아크릴계 수지, 아크릴계 모노머와 스타이렌의 공중합 수지나 폴리카보네이트 수지, 최근에는 환상 올레핀 수지 등의 투명성 수지에 광확산제가 배합된 수지 조성물이 사용되고, 두께는 1 내지 3㎜ 정도이며, 액정 표시 화면 크기나 조명 장치 방식에 따라 선택된다.
이 밖에, 광확산판 지지체 프레임도 광원 지지부 뿐만 아니라, 산화타이타늄을 함유하는 폴리카보네이트계 수지 조성물의 사출 성형체에 의한 리브 구조를 갖는 프레임이 적용되는 경우도 있다.
광학 필름에 관해서는 복수의 기능을 갖는 것이 적층된다. 통상, 백라이트 장치의 표면 휘도를 균일화하기 위해 이용하는 광확산 필름이나 휘도 향상 기능을 갖는 프리즘 시트 등이 사용되고 있다. 이들은 휘도 및 휘도의 균일성의 조정에 따라 복수장 적층하여 사용된다.
이들 종래의 백라이트 장치는 모두 부품 점수가 많아 조립 공정이 많다.
더욱이, 광반사판의 골판 가공이나 측면 형성을 위한 구부림 가공에 의한 반사기의 제작을 위한 판금 가공과 샤시(하우징), 즉 하우징 구조체의 제작을 위한 판금 가공이 2회에 걸쳐 행해지기 때문에, 2배의 노동 시간이 드는 동시에 장치 전체의 중량의 증가를 피할 수 없다. 알루미늄 판금 기재에 수지 발포체를 접착 적층한 광반사판은, 판금 가공 중에 수지 발포체층이 알루미늄 기재로부터 박리되기 쉬워 위치 어긋남을 발생시키기 때문에, 복잡한 형상의 판금 가공은 곤란하게 된다. 여기에 사용되는 알루미늄 판금 기재는 알루미늄제 또는 알루미늄 합금제이지만, 판금 가공 특성을 부여하기 위해, 통상 입수가능한 비교적 저렴한 알루미늄 소 재의 52S재를 사용할 수 없고, 고가의 소재를 사용할 필요가 있다. 이와 같이, 복잡한 형상의 판금 가공이 곤란하기 때문에, 광반사판의 비틀림 방지 보강 구조나 광원의 지지, 반사부의 지지, 광원 전극 단자 발열의 단열 기능 등을 겸비한 광원 지지체를 별도 사출 성형법에 의해 수지 조성물을 이용하여 제작하여, 상기 광반사판에 광원을 배치한 후에 부착하고 고정하여 반사기로 할 필요가 있었다. 또한, 하우징 구조체의 골격을 형성하는 샤시의 두께도 알루미늄 판금제의 경우, 표시 화면 크기가 22인치 등급의 것으로 두께 1㎜, 30인치 등급의 것으로 두께 1.5㎜, 40인치 등급의 것으로는 2㎜의 것이 사용되고 있어, 역시 중량 증가의 원인이 된다(예컨대, 특허문헌 5, 6 참조).
또한, 광반사판용 판금 기재에 미리 광반사 성능을 갖는 도장을 실시한 판금 기재가 제안되어 있다. 그러나, 이들은 판금 기재를 광반사판에만 적용하고 있고, 백 샤시 및/또는 광원 지지체를 겸비한 구조의 반사기는 제안되어 있지 않으며, 상술한 바와 같이 광원 지지부에는 별도의 사출 성형법에 의해 제작한 광원 지지체를 적용할 필요가 있었다.
한편, 당해 알루미늄 판금 기재를 이용하지 않고 광선 반사 기능을 갖는 산화타이타늄 함유 폴리카보네이트계 열가소성 수지 조성물을 이용하여 광반사판을 형성한 경우에는, 광원으로부터의 열에 의한 온도 상승에 따른 열팽창에 의한 휨·변형의 억제가 곤란했다.
또한, 필요에 따라 액정 패널의 지지를 목적으로 한 샤시를 형성하기 위해서는 강성의 확보가 곤란했다(예컨대, 특허문헌 7, 8 참조).
또한, 열 발생원인 광원 전극 단자의 구조를 개량하여 방열성을 높이는 방법이 제안되어 있지만, 어떠한 것도 부품 점수를 줄이지는 못하였다(예컨대, 특허문헌 9 내지 11 참조).
이들 종래의 백라이트 장치는 어떠한 것도 부품 점수가 많아 조립 공정이 많다. 또한 반사기 배면(背面)에는 철 또는 알루미늄의 판금 샤시가 배치된 하우징 구조체로 구성되어, 액정 디스플레이의 중량 증가의 원인으로 되었다.
또한, 종래의 반사재는 폴리에스터, 폴리프로필렌계 재료를 연신한 박육(190㎛) 필름이나, 초임계 유체 발포법에 의한 폴리에스터계 발포 시트(1㎜)이며, 본래의 특성을 유지한 채로 열 가공 등으로 형상을 부여하는 것이 곤란했다. 그 때문에, 박육 필름의 경우에는 알루미늄 판금과 접합하여 프레스 가공하고, 초임계 발포 시트에서는 절단에 의한 구부림 등의 공정을 이용하여 왔다. 그러나 이들 공정은 비용이나 손이 많이 가고, 또한 광학 특성에 있어서 상정하는 형상 설계치와 실측치에 괴리가 있었다.
특허문헌 1: 일본 특허공개 제2002-72204호 공보
특허문헌 2: 일본 특허공개 제2004-22352호 공보
특허문헌 3: 일본 특허공개 제2004-127643호 공보
특허문헌 4: 일본 특허공개 제2001-215497호 공보
특허문헌 5: 일본 특허공개 제2004-55182호 공보
특허문헌 6: 일본 특허공개 제2004-139871호 공보
특허문헌 7: 일본 특허공개 제2004-102119호 공보
특허문헌 8: 일본 특허공개 제2003-162901호 공보
특허문헌 9: 일본 특허공개 제2004-134281호 공보
특허문헌 10: 일본 특허공개 제2001-216807호 공보
특허문헌 11: 일본 특허공개 제2003-234012호 공보
발명의 개시
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 내부에 배치된 광원으로부터의 광을 특정 방향으로 반사하는 반사판과 광원, 광학 시트 등의 지지부, 고정부를 일체화하고, 또한 그 자신이 구조체도 겸한 구조로서, 경량으로 하여 조립 공수가 적은 조명 장치용 하우징 및 그의 제조방법, 상기 조명 장치 하우징을 이용한 직하형 및 탠덤형의 백라이트 장치, 상기 백라이트 장치를 이용한 액정 디스플레이 부재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하도록 예의 연구한 결과, 산화타이타늄을 함유하여 이루어진 폴리카보네이트계 수지 조성물로 이루어져, 내부에 배치된 광원으로부터의 광을 특정 방향으로 반사하는 반사판과 광원, 광학 시트 등의 지지부, 고정부를 일체화하고, 또한 그 자신이 구조체도 겸하는 조명 장치용 하우징으로 함으로써 상기 과제를 해결할 수 있다는 것을 발견했다. 본 발명은 이러한 지견에 따라 완성된 것이다.
즉, 본 발명은, (1) 산화타이타늄을 20 내지 60질량% 함유하여 이루어진 폴리카보네이트계 수지 조성물로부터 수득된 1.5 내지 3.5㎜ 두께를 갖는 상자형 형 상의 성형체로서, 당해 성형체의 내부 측면부에 광원 말단의 고정부가 일체로 성형되어 이루어진 것을 특징으로 하는 조명 장치용 하우징 구조체, (2) 상기 (1)에 기재된 조명 장치용 하우징 구조체 내에 선 또는 점상 광원을 짜 넣고, 그의 상부에 광확산판을 배치하고, 그 위에 광학 필름을 적층하여 구성되는 백라이트 장치, (3) 상기 (1)에 기재된 조명 장치용 하우징 구조체 내에 선 또는 점상 광원을 짜 넣고, 그의 상부에 광확산판, 광학 필름 및 액정 패널을 순차적으로 배치하고, 그의 외주에 외주 프레임 부재를 부착하여 이루어진 액정 디스플레이 부재, 및 (4) 산화타이타늄을 20 내지 60질량% 함유하여 이루어진 폴리카보네이트계 수지 조성물을 시트 성형하고, 당해 시트를 진공 성형 또는 프레스 성형함으로써, 내부 측면부에 광원 말단의 고정부가 일체로 성형되어 이루어진 1.5 내지 3.5㎜ 두께의 상자형 성형체를 제조하는 것을 특징으로 하는 조명 장치용 하우징 구조체의 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 하우징의 일례에 따른 백라이트의 평면도이다.
도 2의 (A)는 형광관 말단 고정부의 예를 나타내는 요부 확대 사시도이고, (B)는 동 형광관 부착 상황 설명도이다.
도 3의 (A)는 형광관 지지부의 예를 나타내는 도 1의 A-A면의 측면도이고, (B)는 동 확대 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 4에 따른 하우징 바닥부 골형 형상에 의한 백라이 트의 설명도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 6에 따른 차광 코팅층을 실시한 백라이트의 설명도이다.
도 6의 (A)는 본 발명의 실시예 7에 따른 배면에 나사 구멍을 형성한 백라이트 하우징의 설명도이고, (B)는 나사 구멍부 확대 설명도이다.
도 7은 본 발명의 실시예 8에 따른 반사 필름을 부착한 백라이트 하우징의 설명도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 9에 따른 광확산판 지지부를 설치한 백라이트 하우징의 설명도이다.
도 9는 본 발명의 실시예 9에 따른 광확산판 지지부의 배치를 나타내는 백라이트 하우징의 설명도이다.
도 10은 본 발명의 실시예 10에 따른 광확산판 지지부를 갖춘 백라이트 하우징의 설명도이다.
도 11은 본 발명의 실시예 11에 따른 광확산판 지지부를 갖춘 백라이트 하우징의 설명도이다.
도 12는 본 발명의 실시예 12에 따른 기판 격납부를 갖는 백라이트 하우징의 설명도이다.
도 13은 본 발명의 액정 디스플레이 부재의 전체 구성의 설명도이다.
도 14는 하우징 구조체의 구부러짐량 측정 요령 설명도이다.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80: 백라이트용 하우징 구조체
2: 형광관
3: 형광관 단말 유지부(고정부)
4: 형광관 지지부
5: 광확산판 고정부
6, 61, 62, 63: 광확산판 지지부
7, 70: 광확산판
8: 절반(折返) 리브
9: 플랜지부
11: 골형상 반사부
12: 오목형 격납부
13: 액정 구동용 기판
14: 액정 패널
15: FPC
16: 커넥터
17: 외주 프레임 부재
18: 보강 프레임
21: 차광층
31: 나사 구멍부
41: 반사 필름
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
본 발명의 조명 장치용 하우징 구조체는, 산화타이타늄을 20 내지 60% 함유하여 이루어진 폴리카보네이트계 수지 조성물로부터 수득된 1.5 내지 3.5㎜ 두께를 갖는 상자형 형상의 성형체로서, 당해 성형체의 내부 측면부에 광원 말단의 고정부가 일체로 성형되어 있다.
본 발명에 있어서, 광원 말단이란, 백라이트 장치 등에 있어서 광원으로서 선상이나 U자상 등의 냉음극관(CCFL)이나 광반도체 소자(LED) 등의 점광원 또는 이들을 선상 또는 면상으로 배열한 것 등이 사용되고 있지만, 주로 선상이나 U자상 등의 냉음극관(CCFL), 보다 구체적으로는 형광관 등의 광원 전극 단자의 유지부를 의미한다.
본 발명에 있어서, 광원 말단의 고정부(유지부)가 일체로 성형된 것이란, 광원 말단의 고정에 소요되는 오목상이나 볼록상이 전체 성형시에 동시에 성형되어 있는 것을 의미한다.
본 발명에 사용되는 산화타이타늄은, 폴리카보네이트계 중합체 혼합물에 높은 반사성과 낮은 투명성, 즉 높은 차광성을 부여할 목적으로부터 미분말의 형태로 사용되지만, 각종 입도의 미분말의 산화타이타늄은 염소법 또는 황산법 중 어떠한 방법에 의해서도 제조할 수 있다. 본 발명에 있어서 사용되는 산화타이타늄은, 루틸형 및 아나타제형 중 어느 것이어도 좋지만, 열안정성, 내후성 등의 점에서 루틸형이 바람직하다. 또한, 그의 미분말 입자의 형상은 특별히 한정되는 것은 아니며, 비늘 조각상, 구상, 부정형 등 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
이 산화타이타늄은, 알루미늄 및/또는 규소의 함수 산화물 외에, 아민 화합물, 폴리올 화합물 등으로 표면 처리한 것이 바람직하다. 이 처리를 함으로써, 폴리카보네이트 수지 조성물 중에서의 균일 분산성 및 그의 분산 상태의 안정성이 향상되는 것 외에, 추가로 필요에 따라 첨가되는 난연제와의 친화성도 향상되기 때문에, 균일한 조성물을 제조하는 데에 있어서 바람직하다. 여기서 말하는 알루미늄이나 규소의 함수 산화물, 아민 화합물 및 폴리올 화합물로서는 각각 알루미나 함수물, 실리카 함수물, 트라이에탄올 아민 및 트라이메틸올 에테인 등을 예시할 수 있다. 상기 표면 처리에서의 처리 방법 자체는 특별히 한정되는 것은 아니며, 임의의 방법이 적절히 채용된다. 이 처리에 의해 산화타이타늄 입자 표면에 부여되는 표면 처리제의 양은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 산화타이타늄의 광반사성, 폴리카보네이트 수지 조성물의 성형성을 고려하면 산화타이타늄에 대하여 0.1 내지 10.0질량% 정도가 적당하다.
또한, 본 발명에서 이용하는 산화타이타늄의 표면 산량은 10마이크로몰/g 이상인 것이 바람직하고, 표면 염기량은 10마이크로몰/g 이상인 것이 바람직하다. 표면 산량이 10마이크로몰/g보다 작거나, 표면 염기량이 10마이크로몰/g보다 작은 경우는, 안정화제인 오가노실록세인 화합물과의 반응성이 낮아지기 때문에, 산화타이타늄의 분산이 불충분해져, 성형체의 고휘도화가 불충분해질 우려가 있다. 산화타이타늄의 표면 산량은 보다 바람직하게는 15마이크로몰/g 이상, 더욱 바람직하게는 16마이크로몰/g 이상, 표면 염기량은 보다 바람직하게는 20마이크로몰/g 이상, 더욱 바람직하게는 25마이크로몰/g 이상이다.
상기 산화타이타늄 분말의 입자 직경에 관해서는 특별히 제한은 없지만, 상기 효과를 효율적으로 발휘하기 위해서는, 평균 입자 직경 0.1 내지 0.5㎛ 정도의 것이 적합하다.
본 발명에 따른 폴리카보네이트 수지 조성물에 있어서의 산화타이타늄의 배합량은, 폴리카보네이트계 중합체 혼합물 + 산화타이타늄의 각 성분의 합계 100질량부에 대하여 20 내지 60질량%, 바람직하게는 30 내지 50질량%이다. 배합량이 20질량%보다 적으면 광선 반사율의 저하가 커져, 차광성이 불충분하여 바람직하지 못하다. 또한, 배합량이 60질량%를 초과하면 시트화가 곤란해진다.
특히, 액정 텔레비젼, 모니터 용도 등의 백라이트의 하우징 구조체로서는, 차광성과 높은 광반사성이 요구되기 때문에, 산화타이타늄의 배합량은 30 내지 50질량%가 보다 바람직하다.
폴리카보네이트계 수지에 산화타이타늄을 배합할 때에는, 상기 산화타이타늄에 의한 수지의 분해 및 열화를 억제하기 위해서 분해억제제를 배합해야 한다. 이러한 분해억제제는 조성물 전량에 기초하여 0.1 내지 5질량%를 배합한다. 당해 분해억제제의 배합량이 상기 범위내이면, 수지의 분해 및 열화의 억제 효과가 충분해지고, 또한 금형 침전물의 발생도 없다. 상기 분해억제제로서는 오가노실록세인이 바람직하게 사용되며, 당해 오가노실록세인으로서는 알킬 수소 실리콘, 메톡시기, 에톡시기 등의 반응성기를 함유하는 알콕시실리콘 등을 들 수 있다. 알킬 수소 실리콘으로서는, 예컨대 메틸 수소 실리콘, 에틸 수소 실리콘 등을 들 수 있고, 알콕시 실리콘으로서는, 예컨대 메톡시 실리콘, 에톡시 실리콘 등을 들 수 있다.
필요에 따라 사용되는 난연제는, 유기 금속염 화합물, 무기 규산 및 그의 규산염 화합물, 인산에스터계 화합물, 브롬계 화합물, 트라이아진계 화합물, 폴리오가노실록세인계 화합물 등 공지된 것을 사용할 수 있다. 난연조제로서는, 폴리테트라플루오로에틸렌 수지를 드립핑 방지제로서 이용할 수 있다. 이들 난연제 및 난연조제의 합계 배합량은 조성물 전량에 기초하여 0.1 내지 5질량%, 바람직하게는 1 내지 4질량%이다.
또한, 본 발명에 사용되는 폴리카보네이트 수지 조성물은, 예컨대 일본 특허공개 제2004-91567호 공보에 개시된 방법에 따라 얻어지는 폴리카보네이트 수지일 수 있다. 즉, 예컨대 염화메틸렌 등의 용매 중에 있어서, 공지의 산 수용체나 분자량 조절제의 존재하에 2가 페놀과 포스젠과 같은 카보네이트 전구체를 반응시킴으로써, 또는 2가 페놀과 다이페닐카보네이트와 같은 카보네이트 전구체의 에스터교환 반응 등에 의해서 제조할 수 있다. 여기서, 2가 페놀로서는 특별히 제한은 없다.
2가 페놀의 1종을 이용한 호모폴리머일 수도 있고, 2종 이상을 이용한 코폴리머일 수도 있다. 또한, 다작용성 방향족 화합물을 2가 페놀과 병용하여 얻어지는 열가소성 랜덤 폴리카보네이트일 수도 있다.
또한, 폴리카보네이트계 수지 조성물로서, 폴리카보네이트 폴리오가노실록세인 공중합체(이하, PC-PDMS 공중합체라고 함)를 사용할 수 있다. 이러한 공중합체는 폴리카보네이트부와 폴리오가노실록세인부로 이루어진 블록 공중합체로서, 점도 평균 분자량이 바람직하게는 10,000 내지 40,000, 보다 바람직하게는 12,000 내지 35,000인 것이다.
이러한 PC-PDMS 공중합체는, 예컨대 일본 특허공개 제2004-91567호 공보에 기재된 방법에 의해 얻을 수 있다. 즉, 미리 제조된 폴리카보네이트부를 구성하는 폴리카보네이트 올리고머(이하, 「PC 올리고머」라고 함)와, 폴리오가노실록세인부를 구성하는 말단에 반응성기를 갖는 폴리오가노실록세인〔예컨대, 폴리다이메틸실록세인(PDMS), 폴리다이에틸실록세인 등의 폴리다이알킬실록세인 또는 폴리메틸페닐실록세인 등〕을, 염화메틸렌, 클로로벤젠, 클로로폼 등의 용매에 용해시키고, 비스페놀의 수산화나트륨 수용액을 가하고, 촉매로서 트라이에틸 아민이나 트라이메틸벤질암모늄 클로라이드 등을 이용하여, 계면 중축합 반응에 의해 제조할 수 있다. 또한, 일본 특허공고 제1969-30105호 공보에 기재된 방법이나 일본 특허공고 제1970-20510호 공보에 기재된 방법에 의해서 제조된 PC-PDMS 공중합체를 이용할 수도 있다.
이러한 공중합체를 폴리카보네이트계 수지 조성물로서 선정하면, 얻어지는 하우징 구조체는 인계 난연제를 배합하지 않더라도, 시트 두께 1㎜ 이하이고 난연성에 관한 UL94 규격의 V-0의 난연 레벨을 실현할 수 있다.
산화타이타늄을 20 내지 60질량% 함유하여 이루어진 폴리카보네이트계 수지 조성물은, 폴리카보네이트계 수지, 산화타이타늄, 산화방지제 또는 분해억제제 및 필요에 따라 난연제와 난연조제의 각각의 소정량을 배합하고, 용융 혼련함으로써 얻을 수 있다. 이 배합과 용융 혼련은, 통상 사용되고 있는 방법, 예컨대 리본 블렌더, 헨쉘 믹서(상품명), 밴버리 믹서, 드럼 텀블러 믹서, 단축 스크류 압출기, 이축 스크류 압출기, 코니더, 다축 스크류 압출기 등을 이용하는 방법에 의해 행할 수 있다. 한편, 용융 혼련에 있어서의 가열 온도는 통상 240 내지 320℃의 범위에서 선택된다.
또한, 본 발명의 폴리카보네이트계 수지 조성물에는, 추가로 이형제, 대전방지제, 착색제 등을 적절히 첨가할 수도 있다.
산화타이타늄을 함유하는 폴리카보네이트계 수지 조성물은 공지된 압출 성형법 또는 롤 성형법 등에 의해 두께 1.5 내지 4㎜의 시트로 성형 가공된다.
수득된 두께 1.5 내지 4㎜의 시트를 원반(原反)으로 하여, 진공 성형, 프레스 성형 등의 각종 열 성형법에 의해, 기능상 요구되는 형상, 예컨대 평판상, 골판상, 구멍상, 오목상, 볼록상 등의 형상을 포함하는 상자상 등의 임의의 형상으로 성형품 두께가 1.5 내지 3.5㎜인 조명 장치용 하우징 구조체를 성형할 수 있다.
성형품 두께가 1.5㎜ 이상이면, 조명 장치의 하우징 구조체로서의 강도가 부족하지 않고, 성형품 두께가 3.5㎜ 이내이면, 성형용 시트에 두꺼운 것을 이용할 필요가 없어, 예열 시간을 오래할 필요가 없고, 표면 과열에 의한 표면 거칠어짐이 없어, 양호한 외관과 반사율을 확보할 수 있고, 또한 중량 증가를 초래하는 일도 없다.
시트 성형, 열 성형에 관해서는 후술한다.
본 발명의 조명 장치용 하우징 구조체에 있어서, 내부 바닥면부에 광원 지지부를 일체적으로 설치하기 위해서는, 소정 부위에 이 광원 지지부가 형성되도록 설계된 금형을 사용하여 시트를 성형하면 바람직하다.
또한, 본 발명의 조명 장치용 하우징 구조체에 있어서, 상자형 형상의 하우징의 경우, 상단부에 절반 리브 구조부를 형성함으로써, 하우징 전체로서의 강성이 늘어, 외력에 대한 내성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 리브 구조부의 상부를 플랜지부로 함으로써, 플랜지부 상에 광확산판 고정부를 일체적으로 형성할 수 있기 때문에 바람직하다.
이 리브 구조부를 형성하는 경우도, 소정의 형상으로 설계된 성형용 금형을 사용하면 좋다.
또한, 상자형 형상의 하우징으로 하는 경우, 바닥면부를 광학 설계에 대응하여 리브 구조부 또는 볼록형 형상부를 갖는 구성으로 할 수 있지만, 이 경우도, 설계된 소정의 금형을 사용하여 시트를 성형함으로써 달성된다.
또한, 광확산판은, 광원부로부터 10㎜ 정도의 부위에 고정되지만, 열에 의해 구부러짐, 휘도 불균일 등의 원인이 되기 때문에, 소정 높이의 광확산판 지지부를 바닥면부로부터 일체적으로 돌출되게 설치할 수 있다. 광확산판 지지부의 설치 위치나 소요 개수는, 광확산판(광학 시트)의 두께 및 재질에 따라 결정되고, 그들에 따라 설계된 소정의 금형을 사용하여 시트를 성형함으로써 바닥면부에 일체적으로 세울 수 있다.
또한, 광확산판 지지부는, 형광관 지지부, 바닥면부의 리브 구조부, 또는 광학 설계에 대응하여 설치되는 볼록형 형상부의 상부에 연장하여 설치된 일체 성형체로서 설치할 수 있다. 이와 같은 구성으로 할 때는, 바닥면부에의 형광관 지지부, 또는 광학 설계에 대응하여 설치되는 볼록형 형상부의 배치와 그들의 간극에 광학 시트 유지부를 배치함으로써 설계상의 번잡함이 해소된다.
또한, 본 발명의 조명 장치용 하우징 구조체의 외측면에 차광층을 설치함으로써, 차광성을 더욱 향상시킬 수 있다. 특히 성형 후의 하우징의 두께가 비교적 얇은 경우나, 폴리카보네이트 중의 산화타이타늄 함유량이 비교적 적은 경우에는, 이들 층을 외면에 설치하는 것은 차광성 향상에 유효하다.
본 발명에 사용할 수 있는 차광층은, 반사층의 반대면(최외층)에 가시 광선을 차단 또는 투과를 억제하기 위해 설치된다. 차광층에는, 베이스제(바인더)에 흑색 안료를 분산시킨 것이 사용된다. 베이스제로서는 통상 아크릴우레탄계 수지가 사용된다. 흑색 안료로서는, 카본 블랙, 램프 블랙, 혼 블랙, 흑연, 철흑, 아닐린 블랙, 사이아닌 블랙, 기타, 염료 또는 안료의 혼색계 색재 등으로부터 선택하여 이용할 수 있고, 특히 카본 블랙이 바람직하다.
차광층 두께는 1 내지 30㎛가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 내지 20㎛, 나아가 2 내지 20㎛가 바람직하다. 차광층 두께가 1㎛ 미만이면 가시광의 투과 억제가 불충분해질 우려가 있고, 30㎛를 초과하면 코팅에서의 차광층 형성시에 건조 효율이 내려가 건조 시간이 길어져 바람직하지 못하다.
이러한 차광층으로서는, 예컨대 시판되는 동경잉크주식회사 제조의 도료 「SY915 묵(墨) JK」, 다이니폰도료주식회사 제조의 도료 「아크리탄 TSR-5 및 아크리탄 경화제를 10:1로 혼합한 것」 등을 적합하게 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상자형 형상으로 성형하여 이루어진 성형체의 내면부에 내광 코팅층을 설치할 수 있다.
본 발명에 사용하는 내광 코팅층은 자외광을 차단 또는 흡수하는 기능을 갖는 것이다. 자외광의 차단 또는 흡수는 내광 코팅층에 광안정제 및 자외선흡수제로부터 선택되는 1종 이상을 함유시킴으로써 실현할 수 있다. 광안정제나 자외선흡수제로서는, 장애 아민계, 살리실산계, 벤조페논계, 벤조트라이아졸계, 벤즈옥사진온계, 사이아노아크릴레이트계, 트라이아진계, 벤조에이트계, 옥살산 아닐라이드계, 유기니켈계 등의 유기계 화합물, 또는 졸겔 등의 무기계 화합물이 적합하다.
이들 중에서는, 장애 아민계 화합물, 벤조페논계 화합물 및 벤조트라이아졸계 화합물이 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 광안정제 및/또는 자외선흡수제를 함유하는 내광 코팅층의 형성을 보다 용이하게 하기 위해서, 광안정제 및/또는 자외선흡수제에 적절히 다른 수지 성분을 혼합시켜 이용하는 것이 바람직하다. 즉, 수지 성분과, 광안정제 및/또는 자외선흡수제를 용매에 용해시킨 혼합 용액, 수지 성분과, 광안정제 및/또는 자외선흡수제 중 하나를 용해시키고 다른 하나를 분산시켜 이루어진 액체, 수지 성분과, 광안정제 및/또는 자외선흡수제를 미리 따로 용매에 용해 또는 분산시키고, 이것을 혼합한 혼합액을 도포액으로서 이용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 용매로서는 물 및 유기 용매로부터 선택되는 1종 이상을 적절히 이용하면 좋다. 또한, 광안정제 성분 및/또는 자외선흡수제 성분과 수지 성분과의 공중합체를 그대로 도포액으로서 이용하는 것도 바람직하다.
본 발명에 있어서는, 광안정제 성분 및/또는 자외선흡수제 성분이 공중합되어 이루어진 아크릴계 수지 또는 메타크릴계 수지를 내광 코팅층에 사용하는 것이 바람직하다. 공중합하는 경우에는, 중합성의 광안정제 성분 및/또는 자외선흡수제 성분과, 아크릴 모노머 성분 또는 메타크릴 모노머 성분을 공중합시키는 것이 바람직하다.
중합성의 광안정제 성분 및 자외선흡수제 성분으로서는, 장애 아민계, 벤조트라이아졸계, 벤조페논계, 벤즈옥사진온계, 사이아노아크릴레이트계, 트라이아진계 및말론산에스터계 화합물로부터 선택되는 1종 이상을 이용하는 것이 바람직하다. 이들 중합성의 광안정제 성분 및 자외선흡수제 성분은, 기본 골격에 장애 아민, 벤조트라이아졸, 벤조페논, 벤즈옥사진온, 사이아노아크릴레이트, 트라이아진 또는 말론산에스터를 갖고, 또한 중합성 불포화 결합을 갖는 화합물이면 좋다. 보통은, 측쇄에 광 흡수능이나 자외선 흡수능을 갖는 이들 화합물로부터 유도된 작용기를 갖는, 아크릴계나 메타크릴계의 모노머 화합물이다.
이들 중합성의 광안정제 성분 및/또는 자외선흡수제 성분과, 공중합하는 모노머류와의 공중합 비율은 특별히 한정되는 것이 아니지만, 중합성의 광안정제 성분 및/또는 자외선흡수제 성분의 비율이 10질량% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20질량% 이상, 더욱 바람직하게는 35질량% 이상이다. 상기 모노머류를 이용하지 않고, 중합성의 광안정제 성분 및/또는 자외선흡수제 성분을 중합한 중합체일 수도 있다. 이들 중합체의 분자량은 특별히 한정되지 않지만 통상 5,000 이상, 도포층의 강인성의 점에서, 바람직하게는 10,000 이상, 보다 바람직하게는 20,000 이상이다. 이들 중합체는 유기 용매, 물 또는 유기 용매/물 혼합액에 용해 또는 분산된 상태로 사용된다. 상술한 공중합체 이외에 시판되는 하이브리드계 광안정 폴리머를 사용할 수도 있다. 또한, 아크릴 모노머와 광안정제와 자외선흡수제와의 공중합물을 유효 성분으로서 포함하는, 니혼쇼쿠바이주식회사 제조의 「UWR」, 아크릴 모노머와 자외선흡수제의 공중합물을 유효 성분으로서 포함하는, 잇포샤유지공업주식회사 제조의 「HC-935 UE」 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 내광 코팅층의 반사 특성 및 내광성을 손상하지 않는 범위에서, 형광증백제, 대전방지제 등의 첨가제를 첨가할 수 있다. 형광증백제로서는, 유비텍(상품명: 시바스페셜티케미컬즈사 제품), OB-1(상품명: 이스트만사 제품), TBO(상품명: 스미토모세이카주식회사 제품), 케이콜(상품명: 니혼소다주식회사 제품), 카야라이트(상품명: 니혼카야쿠주식회사 제품), 퓨코퓨아 EGM(상품명: 클라리안트쟈팬주식회사 제품) 등의 시판품을 이용할 수 있다. 내광층 중의 형광증백제의 함유량은 0.01 내지 2질량%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.03 내지 1.5질량%, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 1질량%이다. 0.01질량% 미만이면, 그 효과가 작고, 2질량%를 초과하면, 반대로 노란빛을 띌 수 있거나, 또는 내구성이 저하되기 쉽게 될 우려가 있다. 대전방지제로서는, 설폰산포스포늄염 등을 이용할 수 있다.
본 발명의 하우징 구조체는, 본 발명의 폴리카보네이트계 수지 조성물의 특징에 의해, 광반사층 또는 광반사판(광반사 시트)의 기능을 구비하고 있지만, 본 발명의 조명 장치의 하우징 구조체에는, 반사면(구조체 내부 바닥면 및 측면)에 광반사 필름을 첩부함으로써 추가로 반사율을 향상시킬 수 있다. 광반사 필름의 두께로서는 50㎛ 내지 1.5㎜ 정도, 바람직하게는 0.2㎜ 내지 1.5㎜ 정도이다.
광반사 필름으로서는, 비정질 상태이며 투명한 열가소성 수지를 연신하여 얻어지는 다공질체 또는 초임계 유체 발포법으로 얻어지는 발포체로서 95% 이상의 광선 반사율을 갖는 것이 적합하다.
비정질 상태이며 투명한 열가소성 수지로서는, 결정화 속도를 수 분 정도로 한 폴리프로필렌계 수지나 폴리에스터(PET)계 수지를 들 수 있다.
연신에 의해 다공질체를 수득하는 비정질 상태이며 투명한 수지로서는, 공중합에 의해 결정화를 제어하거나 연신에 의해 보이드(void)를 형성하기 위한 핵제로서, 소량의 무기질의 입상물을 첨가한 투명성 수지를 들 수 있다.
무기질의 입상물로서는, 탄산칼슘, 황산칼슘, 황산바륨, 탈크, 실리카, 알루미나 등의 무기 충전제를 들 수 있고, 이들의 첨가량은 통상 0.1 내지 20질량% 정도이다. 이들 무기 충전제-혼입 수지를 보통의 압출 성형법 등으로 필름 또는 시트 형상으로 성형하고, 수득된 필름 또는 시트를 연신함으로써 얻어지는 다공질체가 사용된다.
연신에 의해 보이드를 형성시켜 다공질체로 한 것으로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지계로서는 도오레주식회사 제조의 E60L을 들 수 있고, 폴리프로필렌 수지계로서는 미쓰이화학주식회사 제조의 화이트 레프스타(WHITE REFSTAR)를 예시할 수 있다.
초임계 발포법으로 얻어지는 발포체로서는, 후루가와전기공업주식회사 제조의 MC-PET를 들 수 있다.
한편, 이들 발포체에 의한 필름 또는 시트가, 백라이트 등의 조명 장치의 설계 형상 상의 결과로서 일체 부착이 곤란한 경우에는, 이들 필름 또는 시트를 재단 가공, 천공 가공, 구부림 가공 등에 의해 소정의 형상으로 가공하고, 하우징 구조체의 반사면에 이들을 적층 배치할 수도 있다. 부착 방법으로서는, 양면 점착 테이프를 이용하는 방법이 적합하다. 당해 양면 점착 테이프로서는, 예컨대 스미토모쓰리엠주식회사 제조의 VHR 아크릴폼 구조용 접합 테이프 Y-4950이 적합하다.
또한, 광반사 필름으로서, 광반사성 열가소성 수지 재료가 폴리카보네이트계 수지, 폴리에스터계 수지 또는 폴리프로필렌계 수지를 매트릭스 수지 성분으로 하고, 백색 안료를 8 내지 50질량%, 산화방지제 또는 분해억제제를 0.1 내지 5질량%, 필요에 따라 난연제와 난연조제를 합계 0.1 내지 5질량%의 비율로 함유하는 열가소성 수지 조성물로부터 성형한 필름을 이용할 수 있다. 이러한 열가소성 수지 조성물을 사용함으로써, 수득되는 광반사층 또는 광반사판은 반사율, 차광성, 내광성이 우수한 것으로 된다. 백색 안료의 함유량이 상기 범위내이면, 차광성, 반사율이 우수한 것으로 되고, 폴리카보네이트계 수지를 비롯하여 폴리에스터계 수지 또는 폴리프로필렌계 수지에의 상기 백색 안료의 배합을 문제없이 행할 수 있다.
반사성 백색 안료를 고착하는 매트릭스 수지 성분으로서의 폴리카보네이트계 수지는, 예컨대 일본 특허공개 제2004-91567호 공보에 개시된 방법에 의해 얻을 수 있다. 예컨대, 염화메틸렌 등의 용매 중에 있어서, 공지된 산 수용체나 분자량 조절제의 존재하에, 2가 페놀과 포스젠과 같은 카보네이트 전구체를 반응시킴으로써, 또는 2가 페놀과 다이페닐카보네이트와 같은 카보네이트 전구체의 에스터교환 반응 등에 의해서 제조할 수 있다. 여기서, 2가 페놀로서는 특별히 제한은 없다. 2가 페놀의 1종을 이용한 호모폴리머일 수도 있고, 2종 이상을 이용한 코폴리머일 수도 있다. 또한, 다작용성 방향족 화합물을 2가 페놀과 병용하여 얻어지는 열가소성 랜덤 폴리카보네이트일 수도 있다.
폴리에스터계 수지로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지(PET), 또는 테레프탈산과 아이소프탈산의 공중합체, 테레프탈산과 1,3-프로페인다이올 또는 1,4-뷰테인다이올의 중합체, 폴리뷰틸렌테레프탈레이트 수지(PBT)를 들 수 있고, 폴리프로필렌계 수지로서는, 프로필렌의 단독중합체, 프로필렌과, 에틸렌 및 탄소수 4 이상의 올레핀류, 예컨대 탄소수 4 내지 20의 올레핀류 중에서 선택되는 1종 이상의 코모노머의 공중합체를 들 수 있다.
백색 안료로서는 다양한 것을 이용할 수 있으며, 구체적으로는, 예컨대 산화타이타늄, 산화아연, 리토폰, 황화아연, 연백(鉛白)을 들 수 있다. 이들 중에서는, 착색력이 우수한 산화타이타늄이 바람직하다. 이 산화타이타늄으로서는, 루틸형 및 아나타제형 중 어느 것이어도 좋지만, 열 안정성, 내후성이 우수한 루틸형을 이용하는 것이 바람직하다. 당해 산화타이타늄은, 각종 표면 처리제, 예컨대 수화 알루미나, 실리카, 아연 등으로 표면 처리한 것이 바람직하다.
본 발명의 하우징 구조체에 있어서, 상자형 형상으로 성형하여 이루어진 성형체의 바닥면부의 반사광의 전광선 반사율(Y값)을 95% 이상, 전광선 투과율을 1% 이하로 하는 것이 바람직하다.
이것을 위해서는, 폴리카보네이트계 수지 조성을 조정하고, 추가로 상술한 광반사 필름을 병용하거나 차광층을 실시하거나 함으로써 달성할 수 있다.
성형체의 바닥면부의 Y값이 95% 이상이면 실용 수준의 휘도를 달성할 수 있고, 전광선 투과율이 1% 이하이면 배면측으로의 광 누출을 억제할 수 있다.
또한, 하우징 구조체의 배면 또는 전면에 다른 부품 부착용의 탭 구멍 가공을 실시할 수 있다. 탭 구멍은, 광원(형광관) 지지부 등과 중복되지 않도록 설계된 금형에 의해 배면부 또는 측면부에 필요한 수로 설치된다.
본 발명의 하우징 구조체에 있어서, 상자형 형상 상단부의 어느 하나의 위테두리에, 구동용 기판을 격납하기 위한 오목형 격납부를 일체화한 구성으로 할 수 있다.
보다 구체적으로는, 예컨대 상하(도 12에서는 좌우)의 리브 구조부의 어디에든, 액정 패널 구동용의 회로 기판의 크기에 대응한 자루상 또는 홈상의 오목부를 상단측에 개구하여 설치하면 좋다.
상기 오목형 격납부도, 그 형상에 따라 설계된 소정의 금형을 사용하여 시트를 성형함으로써 상자형 형상 상단부에 일체적으로 설치할 수 있다.
또한, 본 발명의 하우징 구조체 내에 선상 또는 점상 광원을 짜 넣고, 그 상부에 광확산판을 배치하고, 추가로 광학 필름을 적층함으로써 백라이트를 구성할 수 있다.
적층하는 광학 필름으로서는, 백라이트 장치의 표면 휘도를 균일화하기 위해서 이용하는 광확산 필름이나 휘도 향상 기능을 갖는 프리즘 시트 등이 사용되고, 이들은 휘도 및 휘도의 균일성의 조정에 따라 복수장 적층하여 사용된다.
또한, 상기 본 발명의 조명 장치용 하우징 구조체 내에 선상 또는 점상 광원을 짜 넣고, 그 상부에 광확산판, 광학 필름 및 액정 패널을 순차적으로 배치하고, 그 외주에 외주 프레임 부재를 부착하여 일체화하여, 액정 디스플레이 부재로 할 수 있다.
외주 프레임 부재는 액정 디스플레이 부재를 보호 일체화하는 것이기 때문에, 외부로부터의 충격이나 상처에 대한 내성을 갖추고 있을 필요가 있으며, 이들 관점에서 금속인 것이 바람직하다.
금속으로서는, 각종 전자기기 등의 하우징(샤시)으로서 사용되는, 알루미늄 합금, 타이타늄 합금이나 철 등이 강성, 가공성, 경량성, 사용 실적 등의 관점에서 바람직하다.
상기 금속은 일반적으로 판재로서 사용되고, 프레스 가공으로 구부림, 천공 등에 의해 소정 형상의 외주 프레임 부재를 형성할 수 있다.
또한, 상기 판재 외에, 건재의 알루미늄 샤시와 같이 알루미늄 또는 알루미늄합금의 이형 압출에 의해, 조명 장치용 하우징 및 액정 디스플레이 부재를 수납 가능한 소정 치수의 홈을 갖는 형상으로 직선상으로 압출한 이형 알루미늄 압출재를 소정 치수로 절단하여 사용할 수도 있다.
외주 프레임 부재는, 디자인성, 반사 방지, 녹 방지 등의 필요성에 따라, 원하는 색채로 도장하여 사용된다. 도장은, 하지 도장, 중도 도장, 마무리 도장의 순으로 실시되고, 4개의 둘레(周)의 프레임 부재를 부착하여 조립한 후에 도장할 수도 있다.
외주 프레임 부재는, 전체로 4개의 변 부분이 필요하고, 상하, 좌우 각 소정 길이의 것을 이용하여, 코너에 L상의 코너 부재를 이용하여 접합하여, 4개의 둘레가 접합된 외주 프레임으로 할 수 있다. 또한, 직선상의 부재로부터, 코너 부분의 측벽을 절결하여 구부리고, 아랫변과 좌우측 변이 연속하는 U자상, 또는 좌우 어느 하나의 한 변과 위아랫변이 연속하는 'ㄷ'자상으로 하고, 개구측의 가장자리에 대응한 치수의 외주 프레임 부재를, 상기 코너 부재 등에서 접합하면, 4개의 둘레를 외주 프레임 부재로 둘러쌀 수 있다. 또한, 좌측변과 아랫변, 우측변과 윗변을 각각 연결한 2개의 L상의 코너 부재로 하고, 이것을 접합하여 4개의 둘레 형상의 외주 프레임으로 할 수도 있다.
또한, 본 발명의 액정 디스플레이 부재에 있어서는, 전체 강도를 향상시키기 위해, 이면(裏面)의 외주 프레임 부재에 보강 프레임을 부착할 수도 있다. 이 경우, 보강 프레임은 이면측의 상·하(아래) 프레임 사이에 보강 프레임을 적절한 개수 고착하거나, 네 구석을 대각선으로 맺는 비스듬히 교차하는 형상의 보강 프레임을 부착하는 것이 효과적이다. 보강 프레임은, 단면 형상이 평판상, 중공 평파이프상, 역 U자 단면 파이프상 등인 것이 경량성과 강성의 밸런스 등에서 바람직하다. 고착은, 비스 중지제, 리벳 중지제, 접착제 등 어느 것이어도 좋다. 또한, 보강 프레임의 재질은 고강성의 강화 플라스틱이나 외주 프레임과 같은 재질의 것이 보강 효과의 점에서 바람직하다.
또한, 보강 프레임은 상기의 주상의 것에 한정되지 않고, 이면 전체 또는 이면을 부분적으로 덮는 면 형상으로 하여, 보강용 리브 없이 튀어나온 부분을 갖는 것이어도 좋다.
본 발명의 조명 장치용 하우징 구조체의 제조방법에서는, 산화타이타늄을 함유하는 폴리카보네이트계 수지 조성물은 공지된 압출 성형법 또는 롤 성형법 등에 의해 두께 1.5 내지 4㎜의 시트로 성형 가공된다.
수득된 두께 1.5 내지 4㎜의 시트를 원반으로 하여, 진공 성형, 프레스 성형 등의 각종 열 성형법에 의해, 기능상 요구되는 형상, 예컨대 평판상, 골판상, 구멍상, 오목상, 볼록상 등의 형상을 포함하고, 내부 측면에 광원 말단 고정부가 일체로 성형되어 이루어진 성형품 두께가 1.5 내지 3.5㎜인 조명 장치용 하우징 구조체를 성형할 수 있다.
성형품 두께가 1.5㎜ 이상이면, 조명 장치의 하우징 구조체로서의 강도가 부족하지 않고, 성형품 두께가 3.5㎜ 이내이면, 성형용 시트로 두꺼운 것을 이용할 필요가 없어, 예열 시간을 길게 할 필요가 없고, 표면 과열에 의한 표면 거칠어짐이 없어, 양호한 외관과 반사율을 확보할 수 있고, 또한 중량 증가를 초래하는 일이 없다.
열 성형법으로서는, 구체적으로는 수득된 시트를 가열하여 진공 및/또는 압축 공기의 압력으로 성형하는 방법을 들 수 있다. 가열은 시트의 한 측 또는 양측의 어떠한 곳이어도 좋고, 열원에 직접 접촉시켜 가열할 수도 있다. 열 성형시의 시트 가열 온도(시트 표면 온도)는 160 내지 200℃, 바람직하게는 170 내지 200℃이며, 평균 전개 배율은 1.2 내지 2배, 바람직하게는 1.2 내지 1.8배이다.
가열 온도가 150℃ 미만인 경우는 균일하게 성형할 수 없는 경우가 있고, 200℃를 초과하면 시트의 발포가 생기기 쉬워진다. 열 성형의 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 단순한 진공 성형법, 드레이프 포밍법, 매치드 다이법, 프레셔 버블 플러그 어시스트 진공 성형법, 플러그 어시스트법, 진공 스냅법, 프레셔 밸브 진공 스냅백법, 에어 슬립 포밍, 트랩 시트 접촉가열-프레셔 포밍, 단순 압공 성형법 등을 들 수 있다. 이 성형시의 압력은 진공 성형법의 경우는 101kPaG 이하, 압공 성형법의 경우는 294 내지 784kPaG가 바람직하고, 진공 성형법과 압공 성형법은 조합하여 행할 수 있다. 이 열 성형법에 의해 광원의 타입, 개수에 따른 형상, 균질한 면 반사가 가능한 형상으로 할 수 있다.
한편, 상기 열 성형시에 이용하는 시트는 예비 건조를 하여 이용하는 것이 바람직하고, 흡습에 의한 발포 현상을 막을 수 있다. 이 때의 건조 조건은 120 내지 140℃, 2 내지 10시간 건조가 적당하다.
본 발명에 의하면, 산화타이타늄을 함유하여 이루어진 폴리카보네이트계 수지 조성물에 의해, 내부에 배치된 광원으로부터의 광을 특정 방향으로 반사하는 반사판과 광원, 광학 시트 등의 지지부, 고정부를 일체화하고, 또한 그 자신이 샤시로서의 구조체도 겸한 구조로 하고 있기 때문에, 경량으로 하여 조립 공수가 적은 조명 장치용 하우징 구조체 및 이 조명 장치용 하우징 구조체를 이용한 백라이트 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 조명 장치용 하우징 구조체의 제조방법은, 반사 성능이 우수한 산화타이타늄을 20 내지 60질량% 함유하여 이루어진 폴리카보네이트계 수지 조성물을 시트 성형하고, 이 시트를 진공 성형 또는 프레스 성형하는 방법이기 때문에, 종래와 같이 금속 샤시와의 인서트 성형, 램프 홀더, 램프 지주 등의 외부재의 부착이 필요치 않은, 경량으로 하여 조립 공수가 적은 조명 장치용 하우징 구조체의 제조방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 조명 장치용 하우징 구조체에 광원을 짜 넣은 백라이트, 액정 유닛을 외주 프레임 부재로 일체화하여 액정 디스플레이 부재로 하기 때문에, 조립 공수의 삭감을 도모할 수 있다.
이하, 본 발명에 대하여 실시예 및 비교예에 의해 상세히 설명하지만, 본 발명은 실시예에 의해 조금도 제한되지 않는다.
제조예 1
폴리카보네이트 폴리오가노실록세인 공중합체〔PC-PDMS, Mv=17,000, PDMS 함유율 3.0%: 비스페놀 A를 원료로 하는 폴리카보네이트 블록 단위에 대하여, 3질량%의 폴리다이메틸실록세인 블록 단위(반복 단위수 30)를 포함하며, 그의 점도평균분자량이 17,000임〕 46질량%와 비스페놀 A형 직쇄상 폴리카보네이트(이데미쓰고산주식회사 제품: 상품명 타플론 FN2500A, Mv=25,000) 24질량%와 산화타이타늄 분말(이시하라산업주식회사 제품: 상품명 PF726) 30질량%의 합계 100질량부에 대하여, 반응성 폴리오가노실록세인(도오레·다우코닝주식회사 제품: 상품명 BY16-161) 1.1질량부와 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, 아사히가라스주식회사 제품, 상품명 CD076) 0.3질량부, 및 산화방지제로서 트라이페닐포스핀(조호쿠카가쿠주식회사 제품: 상품명 JC263) 0.1질량부를 혼합하고, 2축 압출기를 이용하여 용융 혼련하여 폴리카보네이트제 수지 조성물 PC1을 수득했다.
제조예 2
제조예 1에서 사용한 PC-PDMS 33질량%, 비스페놀 A형 직쇄상 폴리카보네이트 FN2500A 16질량%, 및 산화타이타늄 분말 PF740(이시하라산업주식회사 제품) 50질량%를 합쳐서 100질량부로 한 것 외에는 제조예 1과 같이 배합 및 혼련하여 폴리카보네이트제 수지 조성물 PC2를 수득했다.
제조예 3
제조예 1에서 사용한 PC-PDMS 59질량%, 비스페놀 A형 직쇄상 폴리카보네이트 FN2500A 31질량%, 및 산화타이타늄 분말 PF726 10질량%를 합쳐서 100질량부로 한 것 외에는 제조예 1과 같이 배합 및 혼련하여 폴리카보네이트제 수지 조성물 PC3을 수득했다.
시트 제조예
구경 90㎜, 1000㎜ 폭의 코트 행거 다이를 갖는 단축 압출기를 이용하여 실린더 온도 260 내지 290℃, 다이스 온도 290℃에서 수평 방향으로 압출하고, 세로 3개의 냉각롤 방식으로 시트 성형하여, 실시예에 기재된 2㎜, 3㎜ 두께의 반사 시트를 수득했다.
실시예 1
폴리카보네이트제 수지 조성물 PC1의 두께 2㎜의 시트를 180℃로 가열하여 100kPaG에서 진공 성형하여, 도 1에 나타낸 바와 같이, 세로×가로가 750㎜×400㎜(바깥 치수)이고 각(角) 치수 800㎜(안쪽 치수), 상단부에 플랜지부(9)와 절반한 리브 구조(8)를 갖고, 형광관이 16등용의 백라이트 하우징(1)인 열성형품을 수득했다.
본 열성형품에는 형광관(2)의 전극 유지부(3)가 32개소, 형광관 지주(4)는 32개소 일체 성형되어 있다. 이웃하는 형광관의 거리는 26㎜로 했다.
전극 유지부의 형상은 도 2(A)에 나타낸 바와 같이 웅덩이 형상으로 되어 있고, 형광관 지주는 도 3(B)에 나타낸 바와 같이 1개소에서 2개의 형광관을 유지할 수 있도록 형성되어 있고, 그 크기는 길이 30㎜×폭 5㎜×높이 4.5㎜의 돌기상으로 하여 일체적으로 형성되어 있다. 또한, 도 1에 나타낸 바와 같이 성형품의 상부의 플랜지부(9)(폭 18㎜)에는, 사각 형상의 확산판 고정부(5)(크기: 길이 20×폭 5㎜×높이 5㎜)가 10개소 일체적으로 성형되어 있다. 전체 치수를 도 3(A)에 나타낸다.
또한, 형광관 지주(4)는, 도 1에서의 A-A를 잘라서 본 측면도로서 도 3(A)에 나타낸 바와 같이, 형광관 길이 방향으로 연속하여 배치되어 있는 것이 아니고, 본 실시예에서는 소정 피치로 2열 설치되어 있다.
실시예 2
PC1의 시트 두께를 3㎜, 하우징 크기 대각 치수를 925㎜, 20등용으로 한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 성형품을 수득했다.
실시예 3
폴리카보네이트제 수지 조성물 PC2로 한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 성형품을 수득했다.
실시예 4
반사면에 대하여, 도 4와 같이 형광관과 형광관 사이에 골형 형상(11)(폭 20㎜, 높이 10㎜)을 배치한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 성형품을 수득했다.
실시예 5
니혼쇼쿠바이주식회사 제조의 광안정제 UWR UV-G12를 다이 아세톤 알코올에 고형분 20%의 농도로 희석한 용제를 그라비어 롤을 이용하여, 반사면에 10㎛ 두께의 도막을 형성하고, 열풍 오븐으로써 80℃ 내지 120℃에서 건조하여, 반사면에 내광 코팅층을 형성한 것 외에는 실시예 4와 동일하게 성형품을 수득했다.
실시예 6
도 5와 같이 동경잉크주식회사 제조의 도료 SY915 묵 JK를 반사면의 반대측에 스크린 인쇄하고, 80℃ 내지 120℃에서 건조하여, 두께 30㎛의 차광층(21)을 형성한 것 외에는 실시예 4와 동일하게 성형품을 수득했다.
실시예 7
도 6에 나타낸 바와 같이 배면에 열성형과 동시에 기판 부착용의 나사 구멍부(31)(3㎜ φ)를 일체 성형했다.
실시예 8
도 7에 나타낸 바와 같이 반사면 상에 도오레제 반사 필름(41)(상품명: E60V)을 양면 테이프로써 부착했다.
실시예 9
반사면에 대하여 도 8과 같이 바닥면 평탄부에 바닥부의 원 직경이 5㎜, 선단부의 곡률 반경이 0.5㎜, 높이가 18㎜인 원추형의 광확산판 지지부를 도 9에 나타낸 바와 같이 3개/열×3열 배치한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 성형품을 수득했다. (본 실시예에서는, 하우징 안쪽 치수 높이를 18㎜로 했다.)
실시예 10
반사면에 대하여 도 10과 같이 형광관 지주 상에 바닥부의 원 직경이 5㎜, 선단부의 곡률 반경이 0.5㎜, 높이가 8㎜인 원추형의 광확산판 지지부를 연장하여 설치한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 성형품을 수득했다. (본 실시예의 하우징 안쪽 치수 높이를 18㎜로 했다.)
실시예 11
단면 △ 형상의 볼록부를 갖는 반사면에 대하여 도 11과 같이 볼록부에 연속하여서 바닥부의 원 직경이 8㎜, 선단부의 곡률 반경이 0.5㎜인 원추형의 광확산판 지지부를 연장하여 설치한 것 외에는 실시예 1과 동일하게 성형품을 수득했다. (본 실시예의 하우징 안쪽 치수 높이를 18㎜로 했다.)
실시예 12
광확산판 지지부가 돌출되어 설치된 상단부의 폭을 확장시킨 오른쪽 상단변에 도 12와 같이, 액정 구동용의 기판을 격납하는 폭 10㎜, 길이 20㎜, 깊이 30㎜의 오목형 격납부(12)를 일체 성형했다.
실시예 13
실시예 9의 각 치수 800㎜, 상단부에 플랜지부(9)와 절반부(8)를 갖는 백라이트 하우징에, 16등의 형광관(냉음극관 광원)(2)을 세팅하고, 광확산판(데이진주식회사 제품, 상품명: 판라이트 시트, 질량 720g)을 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이 광확산판 지지부(61)로 지지가능하게 하여, 실시예 12와 마찬가지로 상단측(도면 오른쪽)에 오목형 격납부(12)를 갖춘 백라이트 장치를 수득했다.
이 백라이트 장치 상에, 프리즘 시트(200㎛ 두께), 반사 편광 필름(400㎛ 두께), 액정 패널(14)로 이루어진 액정 유닛을 탑재하고, FPC15로 접속된 액정 구동용의 회로 기판(13)을 오목형 격납부(12)에 수납하여, 커넥터(16)를 외부로 향하게 하여 액정 디스플레이 부재로서 집합하고, 그 외주를 도 13에 나타낸 금속제(알루미늄의 이형 압출품)의 외주 프레임(17)으로 고정했다. 외주 프레임(17)은 백라이트 장치, 액정 유닛의 두께에 대응한 폭의 홈을 갖고 있고, 이 홈에 감입한 상태로 집합 유지되는 구성으로 되어 있다. 네 개의 가장자리의 외주 프레임(17)은, 대략 L자상의 접합 부재(도시를 생략함)를 이용하여 비스에 의해 고착되고, 이면측에는 두께 2㎜, 폭 50㎜의 평판상 보강 프레임(18) 3개를 상하 외주 프레임(17) 사이에 고착시켰다.
조립 후의 액정 디스플레이 부재는 전체로서 견고한 강도를 가지며, 기동 테스트를 행한 바 휘도 불균일이나 비뚤어짐이 없이 명료한 액정 표시가 얻어졌다.
비교예 1
실시예 1과 동일한 PC1을 사용하여, 두께 1㎜의 성형 시트를 제작하고, 이 시트를 이용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 성형품의 평균 두께가 1㎜이고 실시예 1과 동일한 형상인 800㎜(32인치)의 백라이트 하우징을 제작했다.
비교예 2
상기와 같은 PC1을 사용하여, 두께 5㎜의 성형 시트를 제작하고, 성형품의 평균 두께가 4㎜이고 실시예 1과 동일한 800㎜(32인치)의 백라이트 하우징을 제작했다.
비교예 3
폴리카보네이트제 수지 조성물 PC3의 두께 2㎜의 시트를 180℃로 가열하여 진공 성형하여, 실시예 1과 동일한 16등용의 백라이트 하우징의 열성형품을 수득했다.
참고예 1
실시예 1과 동일한 크기의 1㎜ 두께의 철 판금에 의한 백라이트 하우징(샤시)에 형광관 단말 고정 부품, 형광관 지주, 기타 필요 부품을 부착하여, 백라이트를 조립했다.
참고예 2
참고예 1과 동일한 하우징에 반사층으로서 MCPET(후루카와전공주식회사 제품, PET 반사 시트)를 골형으로 가공하여 부착하고, 그 외는 참고예 1과 같이 하여 백라이트를 조립했다.
이상, 각 실시예, 비교예, 참고예의 백라이트 하우징의 구성에 대하여 정리하여 표 1에 나타낸다.
Figure 112008013187158-PCT00001
각 실시예, 비교예, 참고예에서 수득된 백라이트 하우징에 대하여, 하기 방법으로 평가했다.
(1) 성형품 평균 두께: 바닥면의 중심부 및 네 개의 모퉁이의 두께의 평균치.
(2) 구부러짐량: 도 14에 나타낸 바와 같이 열성형품(백라이트 하우징)을 평면에 놓고, 대각에 있는 두 개의 모서리를 들어 올렸을 때, 나머지 대각의 두 개의 모서리는 함께 평면에 설치된 채로, 올라가는 높이를 구부러짐량으로 했다.
(3) 전광선 투과율: JIS K 7105에 준거하여, 스가시험기주식회사 제품 직독 헤이즈컴퓨터 HGM-2DP(상품명)를 이용하여 성형품의 가장 얇은 부분의 투과율을 측정했다.
(4) 차광성: 하우징내에 형광관을 설치하고, 육안으로써 배면으로부터의 광누출의 유무를 확인했다.
(5) 표면 거칠어짐: 육안으로써 표면 요철이 심한 경우를 NG로 했다.
(6) 반사율(Y값): JIS K 7105에 기재된 방법에 준하여 시료(성형체)의 색에 대한 3자극치 X, Y, Z를 분광 측색법에 의해 구했을 때의 자극치 Y를 의미하고, 이 Y값은 휘도율 또는 시감 반사율에 상당한다. Mcbeth사 제조의 색차계 MS2020 플러스(상품명)를 이용하여, D65 광원, 시야각 10°의 조건에서 경면 반사를 포함하는 400 내지 700㎚의 반사율을 측정하여, 반사율(Y값)로 했다.
(7) 조립성: 참고예의 구성의 샤시를 이용하여 반사 필름, 형광관 유지부, 형광관 지주, 확산판 지주 등을 짜 넣은 경우와, 본 실시예 등의 하우징을 이용하여 백라이트 유닛으로 했을 때의 조립 용이성을 비교했다.
이들의 평가 결과를 정리하여 표 2에 나타낸다.
Figure 112008013187158-PCT00002
본 발명의 조명 장치용 하우징 구조체는, 산화타이타늄을 함유하여 이루어진 폴리카보네이트계 수지 조성물에 의해, 내부에 배치된 광원으로부터의 광을 특정 방향으로 반사하는 반사판과 광원, 광학 시트 등의 지지부, 고정부를 일체화하고, 또한 그 자신이 샤시로서의 구조체도 겸한 구조이며, 상단 테두리에는 구동용 기판의 격납부를 설치할 수도 있기 때문에, 경량으로 하여 조립 공수가 적은 조명 장치용 하우징 구조체로서 백라이트 장치에 이용할 수 있다.
또한, 본 발명의 하우징 구조체에 냉음극관의 광원을 짜 넣고, 광확산판, 소요의 광학 필름 등을 세팅한 백라이트 장치와, 액정 패널과 소요의 광학 시트 등으로 이루어진 액정 유닛을 집합하여, 외주 프레임 부재 및 보강 프레임으로 외주를 둘러 싸기 때문에, 견고한 액정 디스플레이 부재를 적은 조립 공수로 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 조명 장치용 하우징 구조체의 제조방법은, 반사 성능이 우수한 산화타이타늄을 20 내지 60질량% 함유하여 이루어진 폴리카보네이트계 수지 조성물을 시트 성형하고, 당해 시트를 진공 성형 또는 프레스 성형하는 방법이기 때문에, 종래와 같이 금속 샤시와의 인서트 성형, 램프 홀더, 램프 지주 등의 다른 부재의 부착 등을 요하지 않는, 경량으로 하여 조립 공수가 적은 백라이트 등의 조명 장치용 하우징 구조체의 제조방법으로서 이용할 수 있다.

Claims (17)

  1. 산화타이타늄을 20 내지 60질량% 함유하여 이루어진 폴리카보네이트계 수지 조성물로부터 수득된 1.5 내지 3.5㎜ 두께를 갖는 상자형 형상의 성형체로서, 당해 성형체의 내부 측면부에 광원 말단의 고정부가 일체로 성형되어 이루어진 것을 특징으로 하는 조명 장치용 하우징 구조체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    성형체의 내부 바닥면부에 광원 지지부가 일체적으로 성형되어 이루어진 조명 장치용 하우징 구조체.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상자형 형상으로 성형하여 이루어진 성형체의 상단부에 리브 구조부를 가져 이루어진 조명 장치용 하우징 구조체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상자형 형상으로 성형하여 이루어진 성형체의 바닥면부에 리브 구조부 또는 광학 설계에 대응하는 볼록형 형상부를 갖는 조명 장치용 하우징 구조체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    성형체의 내부 바닥면부에 광확산판 지지부를 일체 성형하여 이루어진 조명 장치용 하우징 구조체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    성형체의 내부 바닥면부에 일체 성형한 광확산판 지지부가, 당해 바닥면부에 설치된 형광관 지지부 또는 광학 설계에 대응하는 볼록형 형상부에 연장하여 설치되어 이루어진 조명 장치용 하우징 구조체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상자형 형상으로 성형하여 이루어진 성형체의 외면부에 차광층을 갖는 조명 장치용 하우징 구조체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상자형 형상으로 성형하여 이루어진 성형체의 내면부에 내광 코팅층을 갖는 조명 장치용 하우징 구조체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상자형 형상으로 성형하여 이루어진 성형체의 내면부에 광반사 필름을 첩부하여 이루어진 조명 장치용 하우징 구조체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상자형 형상으로 성형하여 이루어진 성형체 내부 바닥면부의 반사광의 반사율(Y값)이 95% 이상, 전광선 투과율이 1% 이하인 조명 장치용 하우징 구조체.
  11. 제 1 항에 있어서,
    하우징의 배면(背面) 또는 전면(前面)에 다른 부품 부착용의 탭 구멍 가공을 실시한 조명 장치용 하우징 구조체.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상자형 형상 상단부 중 어느 하나의 위테두리에, 구동용 기판을 격납하기 위한 오목형 격납부가 일체화된 조명 장치용 하우징 구조체.
  13. 제 1 항에 따른 조명 장치용 하우징 구조체 내에 선 또는 점상 광원을 짜 넣고, 그의 상부에 광확산판을 배치하고, 그 위에 광학 필름을 적층하여 구성되는 백라이트 장치.
  14. 제 1 항에 따른 조명 장치용 하우징 구조체 내에 선 또는 점상 광원을 짜 넣고, 그의 상부에 광확산판, 광학 필름 및 액정 패널을 순차적으로 배치하고, 그의 외주에 외주 프레임 부재를 부착하여 이루어진 액정 디스플레이 부재.
  15. 제 14 항에 있어서,
    액정 디스플레이 부재의 이면(裏面)측의 외주 프레임 부재에 보강 프레임을 부착하여 이루어진 액정 디스플레이 부재.
  16. 제 15 항에 있어서,
    외주 프레임 부재 및/또는 보강 프레임의 재질이 금속으로 이루어진 액정 디스플레이 부재.
  17. 산화타이타늄을 20 내지 60질량% 함유하여 이루어진 폴리카보네이트계 수지 조성물을 시트로 성형하고, 당해 시트를 진공 성형 또는 프레스 성형함으로써, 내부 측면부에 광원 말단의 고정부가 일체로 성형되어 이루어진 1.5 내지 3.5㎜ 두께의 상자형 성형체를 제조하는 것을 특징으로 하는 조명 장치용 하우징 구조체의 제조방법.
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