CN103802305B - 模型构造、转印成型装置及方法、光学部件、面光源装置、液晶显示装置及移动设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种模型构造、转印成型装置、转印成型方法、光学部件、面光源装置、液晶显示装置以及移动设备,能够可靠且迅速地去除在转印成型时产生的残留空气。因此,该模型构造具备:第一模型;第二模型,其相对于所述第一模型可相对地接触、分离;转印部件,其设于所述模型的至少任一方,且使转印面与供给到所述模型间的树脂制片材抵接而进行转印成型。尤其是,作为所述转印部件的上模用转印板(20)具备:形成于所述转印面的凹部(23)和与所述凹部(23)连接的至少一个槽部(27)。
Description
技术领域
本发明涉及用于转印成型的模型构造、转印成型装置、转印成型方法、光学部件、面光源装置、液晶显示装置及移动设备。
背景技术
目前,作为用于转印成型的模型构造,公知的如下的模型构造,即,被组装在光学制品的转印成型装置中,通过转印板对树脂膜进行加热和加压而对微细的凹凸图形进行转印成型(例如,参照专利文献1),所述转印成型装置在第一模与第二模之间通过转印板对树脂膜进行加热和、加压而进行微细的凹凸图形的转印成型,在第一模和第二模的至少一方设有具有向树脂膜的被转印部进行转印成型的转印面的转印板、在所述转印成型时按压位于所述树脂膜的被转印部周边的周边部的弹性板、所述转印板的加热机构及冷却机构。
但是,在现有的所述模型构造中,在去除转印成型中产生的气泡时耗费时间。尤其是,在树脂片材的表面形成凸部的情况下,大量的空气残留在为了形成所述凸部而设于转印板(转印部件)的凹部内,为了将残留空气除去而需要更长的时间,因此,生产性降低。
另外,如后所述,如图8a所示,在所述转印部件的凹部的内向缘部连续地并设有具备锥面的多个圆弧状区域(粗虚线)的情况下,熔融树脂的流速是不一样的。因此,在熔融树脂的流速快的区域和慢的区域中残留空气(粗实线)的变形量不同,残留空气从一样的宽度尺寸的形状变形为不同形状(图8b~8e)。其结果,如图8f所示,所述残留空气的一部分分离而产生的边界气泡残留在成型品的内部,存在成品率差的问题点。
专利文献1:(日本)特开2005-310286号公报
发明内容
本发明是鉴于上述问题点而设立的,其课题在于提供一种能够可靠且迅速地除去转印成型时产生的残留空气的模型构造、转印成型装置、转印成型方法、用该转印成型方法制造的光学部件、面光源装置、液晶显示装置及移动设备。另外,作为所述光学部件,例如可列举出导光板、棱镜片等。
为了解决上述课题,本发明的模型构造具备::第一模型;第二模型,其相对于所述第一模型可相对地接触和分离;转印部件,其设于所述模型的至少任一方,并且使转印面与向所述模型间供给的树脂制片材抵接而进行转印成型,所述转印部件具备形成于所述转印面的凹部和与所述凹部连接的至少一个槽部。
根据本发明,能够将在将转印部件的转印面压接于树脂制片材而进行转印成型时产生的残留空气经由槽部可靠且迅速地排出。
另外,所述槽部可以是沿所述凹部直接、连接的形状。另外,所述槽部可以与外部连接,或者也可以不与外部连接。而且,在所述槽部成型的部分若通过成型后的研磨作业除去,则在实用上没有问题。
所述槽部可以具有与所述凹部相同或其以上的深度。
根据本实施方式,残留空气不易在凹部的内侧面中途受阻,可经由槽部将所述残留空气可靠且迅速地排出。
另外,所述槽部可以与所述转印部件的外部连接。
根据本实施方式,可将残留空气向外部排出,能够更加可靠且迅速地排出残留空气。
另外,所述槽部也可以以与形成于所述转印面的所述凹部交叉的方式形成。
根据本实施方式,槽部的设计的自由度大,设计容易。
而且,所述转印部件具有以沿所述凹部连接的方式形成的辅助槽部,所述槽部也可以经由所述辅助槽部与所述凹部连接。
根据本实施方式,经由槽部能够排出在所述辅助槽部暂时收集的残留空气,故而能够进一步可靠且迅速地排出残留空气。
另外,所述各槽部也可以具有从所述凹部流出的熔融树脂的压力大致相同的扇形的流路截面面积。
根据本实施方式,残留空气被从各槽部均等地排出,故而能够更加迅速地排出残留空气。
另外,所述各槽部也可以配置在熔融树脂的流速大致相同的位置。
根据本实施方式,熔融树脂的流速变得一样,可同时且均一地排出残留空气,故而生产性提高。
而且,可以将所述模型构造设置在转印成型装置中。
根据本发明,可得到将在将转印部件的转印面压接于树脂制片材而进行转印成型时产生的残留空气经由槽部可靠且迅速地排出的转印成型装置。
另外,本发明的转印成型方法,具有:插入工序,其向相对配置的第一模型与第二模型之间插入树脂制片材;夹持工序,在所述两模型之间,在使转印部件的转印面与所述树脂制片材的至少任一面抵接的状态下夹持树脂制片材;转印成型工序,通过加热所述模型的至少任一方,使所述转印部件的转印面抵接的所述树脂制片材的至少表面部熔融,在形成于所述转印面的凹部形成厚壁部时,经由与所述凹部连接的槽部将残留在所述凹部内的残留空气排出。
根据本发明,可得到将在将转印部件的转印面压接于树脂制片材而进行转印成型时产生的残留空气经由槽部可靠且迅速地排出的转印成型方法。
所述槽部也可以具有与所述凹部相等或其以上的深度。
根据本实施方式,可得到残留空气不易在凹部的内侧面中途受阻,可经由槽部可靠且迅速地排出所述残留空气的转印成型方法。
另外,在所述转印成型工序中,也可以使熔融树脂的一部分向成型非制品部分的槽部流出。
根据本实施方式,能够可靠地排出残留空气,可改善成品率。另外,只要在成型后通过研磨作业除去非制品部分,实用上就没有问题。
而且,也可以用所述转印成型方法成型光学部件。
根据本发明,可得到能够可靠且迅速地排出了残留空气的光学部件,可得到生产性高、成品率佳的光学部件。
另外,本发明的面光源装置,具备:所述光学部件;配置于所述光学部件的至少一端面的光源,使从所述光源射入光学部件的光从所述光学部件的光射出面射出。
根据本发明,可得到能够可靠且迅速地排出残留空气、生产性高、成品率佳的面光源装置。
另外,也可以构成具备所述面光源装置、液晶面板的液晶显示装置。
根据本发明,可得到能够可靠且迅速地排出残留空气、生产性高、成品率佳的液晶显示装置。
而且,也可以构成具备所述面光源装置的移动设备。
根据本发明,可得到能够可靠且迅速地排出残留空气、生产性高、成品率佳的移动设备。
根据本发明,具有能够可靠且迅速地除去在将转印部件的转印面向树脂制片材上转印的转印成型时产生的残留空气的效果。
附图说明
图1是表示第一实施方式的光学部件形成装置的概略图;
图2是表示图1的转印成型装置的概略的局部分解立体图;
图3(a)是图2的上模用转印板的局部仰视图,(b)是图2的模型部分的局部剖面概略图,(c)是局部放大剖面图;
图4(a)、(b)是表示第一实施方式的第一、第二变形例的局部俯视图;
图5(a)、(b)、(c)、(d)是表示第一实施方式的第3、第4、第5、第6变形例的局部俯视图;
图6(a)、(b)是表示为了求出用于除去残留气泡的最佳的缝隙宽度尺寸而进行的分析结果的曲线图及评价表;
图7(a)、(b)是表示测定根据缝隙的有无而变化的熔融树脂的流速时的测定位置及测定结果的曲线图;
图8是图示第一实施方式的熔融树脂的流速的图,(a)是局部放大图,(b)、(c)、(d)、(e)、(f)是图示细长的残留空气的变形、分裂过程的示意图;
图9(a)是表示半成品板和切削用工具的位置关系的说明图,(b)是切削前的剖面图,(c)是刚切削结束后的剖面图。
图10是表示组装有作为第一实施方式的光学部件之一的导光板、棱镜片的液晶显示装置的剖面图。
标记说明
1:材料供给装置
2:转印成型装置
3:贴膜装置
4:裁断装置
5:外形加工装置
6:主辊
7:辊
8:卷取辊
9:下模
10:上模
11:下模用支承板
12:下模用中间板
13:下模用隔热板
14:下模用转印板
15:加热器
16:测微仪
17:上模用支承板
18:上模用中间板
19:上模用隔热板
20:上模用转印板
21:保持板
22:加热器
23:凹部
24:圆弧状区域
25:树脂制片材
26:厚壁部
27:槽部
27a:贮存用槽部
28:开口部
29:软X射线照射装置
30:杆
31:冲压装置
32:气体供给装置
33:支承辊
34:定位用夹钳
35:搬运用夹钳
36:供气通道
37:排气通道
38:粘接辊
39:保护膜
40:夹具
41:切削部件
41a、41b:切削工具
46:半成品板
46a:切削用避让部
47:虚拟板
48:导光板(光学部件)
48a:厚壁部
48b:薄壁部
49a、46b:切削刃
50:液晶显示装置
52:扩散板
53:棱镜片(光学部件)
具体实施方式
以下,根据附图说明本发明的实施方式。另外,在以下的说明中,根据需要使用表示特定的方向及位置的用词(例如,含有“上”、“下”、“侧”、“端”的用词),但这些用词的使用使得参照附图的发明的理解变得容易,本发明的技术范围不被这些用词的意思限定。另外,以下的说明不过是本质上的示例,不是限制本发明、其适用物或其用途的说明。
(构成)
图1表示第一实施方式的光学部件形成装置的概略。该光学部件形成装置具备材料供给装置1、转印成型装置2、贴膜装置3、裁断装置4和外形加工装置5。
材料供给装置1将卷绕在主辊6上的树脂制片材25卷回并向转印成型装置2供给。在中途配置有多个辊7,在第二个辊7之后,将粘贴在树脂制片材25上的保护片剥离并卷绕在卷取辊8上。在此,树脂制片材25使用聚碳酸酯(融点=220~230℃,玻璃转化温度=约150℃)。
如图2所示,转印成型装置2具备下模9及上模10。
下模9是在下模用支承板11的上面依次配置有下模用中间板12、下模用隔热板13、下模用转印板14的模。
下模用支承板11是将不锈钢(SUS)形成俯视为矩形的板状。在下模用支承板11的两侧面间形成有多个贯通孔,插入加热器15及热电偶(未图示)。通过对加热器15通电,将该下模用支承板11加热,经由下模用中间板12及下模用隔热板13可将下模用转印板14升温。在此,将向加热器15通电引起的下模用支承板11的加热温度控制为约180℃。
下模用中间板12与上述下模用支承板11同样,将不锈钢(SUS)形成为俯视为矩形的板状。
下模用隔热板13是层叠有由聚酰亚胺等树脂材料构成的多片隔热片13a(在图2中,以在上下方向分解的状态进行图示)。根据隔热片的层叠片数的不同能够调节隔热性能。在此,通过由五片隔热片材构成下模用隔热板13,下模用支承板11的加热温度约180℃,以下模用转印板14的温度为约150℃的方式进行调整。由此,可防止树脂制片材25受到来自下模用支承板11的热影响而变形。因此,将树脂制片材25的搬运线设定在下模9的附近,不必增大模型开放时的距离,因此,能够使转印成型装置2小型化。另外,下模用隔热板13起到防止将模型合模并加热树脂制片材25时,来自上模10的热向下模侧释放的作用。另外,下模用隔热板13起到防止在冷却树脂制片材25时连下模用支承板11都被冷却的作用。
下模用转印板14是将镍铬合金制成俯视为矩形的板状。在下模用转印板14的上面形成有在x轴方向及y轴方向以任意的间隔配置有具有亚微米级的深度的多个半球面状的小凸部的转印面。由此,能够在作为转印对象的树脂制片材25的下面形成多个半球状的小凹部。形成有这些小凹部的面成为反射面,使来自光源的光向上面侧反射,起到将光射出的作用。另外,小凸部不限于半球面状,例如,也可以是截面三角形等的各种形状。另外,不限于小凸部,也可以形成小凹部。
上述下模9通过未图示的伺服电动机等驱动装置在水平面可沿x轴方向及轴方向移动。另外,移动量通过测微仪16来检测,基于其检测结果可对在水平面内的x轴方向及y轴方向的位置进行微调整。另外,也可以使用测微仪并手动微调节。
上模10在上模用支承板17的下面依次配置有上模用中间板18、上模用隔热板19及保持上模用转印板20的保持板21。
上模用支承板17与上述下模用支承板11同样地,将不锈钢(SUS)形成为俯视为矩形的板状。在上模用支承板17的两侧面间形成有多个贯通孔,插入有加热器22及热电偶(未图示)。通过对加热器22通电,可将上模用支承板17升温到约280℃。
上模用中间板18与上述上模用支承板17同样地,将不锈钢(SUS)形成为俯视为矩形的板状。
上模用隔热板19与上述下模用隔热板13同样地,层叠有由聚酰亚胺等树脂材料构成的多片隔热片材19a。在此,由两片隔热片构成上模用隔热板19,以上模用转印板20的温度成为约240℃的方式进行调节。由此,用上模10和下模9夹持树脂制片材25时,能够将树脂制片材25充分地熔融。
上模用转印板20与上述下模用转印板14同样地,将镍铬合金形成俯视为矩形的板状。如图3所示,在上模用转印板20的下面形成有向宽度方向延伸的凹部23。上述凹部23为由垂直面23a、底面23b、倾斜面23c及两端面(未图示)包围的空间。在倾斜面23c上沿宽度方向并设有多个圆弧状区域24,在各圆弧状区域24的下半部分沿径向延伸有截面大致三角形的多条突条部。
在上述凹部23,流入熔融的树脂制片材25的一部分而形成厚壁部26(图3)。在此,由于树脂制片材25为膜状且非常薄,因此,包含在本实施方式中使用的0.2~0.3mm、或者具有其以上的厚度的树脂制片材。厚壁部26的高度尺寸为亚毫米级,在此为0.5mm。在倾斜面上形成的突条部的突出尺寸(表面粗糙度)为亚微米级,在此为0.2μm。形成有这些突条部的区域也包含在转印面中,使从配置于厚壁部26的端面侧的多个光源射入的光弯曲,抑制从倾斜面23漏出。
另外,在上述上模用转印板20的下面形成有从上述凹部23连接到外部的多个槽部27。各槽部27优选在与凹部23延伸的宽度方向(y轴方向)正交的方向(x轴方向)形成,但也可以以交叉的方式形成。由此,能够使槽部27的长度最短。另外,各槽部27以位于圆弧状区域24、24间的方式形成。这是因为以下的理由。
即,如上所述,如图3所示,本实施方式的上模用转印板20在上述凹部23的内侧缘部并设有多个圆弧状区域24。因此,在使树脂制片材熔融而进行转印成型时,向凹部23流入的熔融树脂的流速不一样。更具体地进行图示,如图8(a)所示,在上述凹部23的内侧缘部中,圆弧状区域24的熔融树脂的流速快,位于相邻的上述圆弧状区域24、24间的区域的熔融树脂的流速慢。因此,残留在上模用转印板20的凹部23内的残留空气在加压初期、中期具有大致均一的宽度尺寸(图8(b)、8(c)),但是,由于在加压中途熔融树脂的流速不一致,残留空气的内侧缘部的凹凸差增大(图8(d)、图8(e))。而且,残留空气的一部分在位于相邻的上述圆弧状区域24、24间的区域分离而成为边界气泡,原样地残留。因此,为了使熔融树脂的流速均一化,要在熔融树脂的流速慢的区域的背后设置槽部27。其结果,在凹部23不产生边界气泡,可将残留空气迅速地排出。
另外,各槽部27的深度尺寸只要是凹部23的深度尺寸以上即可,在此可以设定为同一深度。另外,各槽部27的宽度尺寸设定为将流入到凹部23内的熔融状态的树脂(树脂制片材25)的流出量抑制为需要的最小限,并且在凹部23内不残留气泡的值。
这样,通过在圆弧状区域24、24间的背后形成从凹部23与外部连接的槽部27,在熔融树脂流入时能够顺利地将凹部23内的空气向外部导出。而且,流入凹部23内的熔融树脂的一部分也向槽部27流出。另外,由于槽部27的深度尺寸为凹部23的深度尺寸以上,故而在从凹部23至槽部27的区域也不会残留空气(只要槽部27的深度尺寸比凹部23的深度尺寸小就能够形成角部,在该角部有可能残留空气)。因此,在凹部23内不会残留空气,在厚壁部26也不会产生空隙。另外,即使在凹部23内残留有空气也是微量的,因此,在成型树脂中也不会发生燃烧,利用加压力不会在熔融树脂中产生空隙而能够溶化。
另外,根据本发明者的见解,若上述槽部的宽度尺寸小,则产生更大的大气泡,容易残留,而在上述宽度尺寸大时,会产生大量的小气泡,具有容易残留的倾向。因此,测定了大气泡及小气泡均可有效地排出、除去的槽部的宽度尺寸。图6表示测定的结果。
由图6可知,判断为在将槽部的宽度尺寸形成为0.5mm时,可有效地排出、除去大气泡及小气泡的任何气泡。
另外,对根据上述槽部27的宽度尺寸而变化的熔融树脂的流速比进行了解析。图7(a)、7(b)表示解析结果。
如图7(a)、7(b)所示,在将槽部27的宽度尺寸为零时的熔融树脂的流速比设为1的情况下,宽度尺寸为0.5mm时,流速比超过1.2,宽度尺寸为1.0mm时,流速比增大到1.4。因此判明,随着宽度尺寸的增大,在圆弧状区域24的熔融树脂的流速与相邻的圆弧状区域24、24间的区域的熔融树脂的流速的速度差变小。
另外,如图4(a)、4(b)所示,上述槽部27也可以以进入用于形成壁厚部的凹部23内的方式延伸。另外,如图5所示,上述槽部27的前端也可以延伸到树脂制片材25的外侧(图5(a)),上述槽部27的前端也可以配置在树脂制片材25内(图5(b))。另外,在上述槽部27的前端也可以设有用于贮存气泡的贮存用槽部27a(图5(c))。而且,上述槽部27无需一定为槽形状,如图5(d)所示,也可以是宽大的凹部。
而且,上述槽部27无需为同一间距,也可以适当地不同,另外,无需具有同一宽度尺寸、同一深度尺寸,也可以是具有扇形状的宽度尺寸、深度尺寸的槽部。另外,上述槽部27的流路横截面积也可以一样地增大或一样地减少,或者,也可以反复增大及减少。而且,上述槽部27无需为直线状,也可以弯曲,也可以折曲。另外,上述槽部27无需与相邻的槽部27平行,也无需使深度方向相同。尤其是,上述槽部27的延伸方向例如即使在将成型品作为导光板使用的情况下,也无需一定与入光方向平行。而且,槽部也可以以沿凹部直接连接的方式形成,另外,也可以以经由至少一个其它槽部连接的方式从上述凹部离开而形成。
另外,显然,上述槽部27也可以根据需要而将上述的形状组合。
如图2所示,保持板21将不锈钢(SUS)形成为矩形框状,因此,在中央形成有开口部28。保持板21在其下面保持上模用转印板20,使该上模转印板从开口部28向上方露出。在从开口部28露出的上模用转印板20的上面,通过软X射线照射装置29照射软X射线。因此,树脂制片材25被除去静电,防止因静电引力导致的周围的尘埃等的附着。在保持板21的两侧部连结有杆30,通过驱动未图示的汽缸等驱动装置,能够进行与上模10整体的升降独立的升降。
上模10整体的升降利用配置于上模用支承板17的上面侧的冲压装置31而进行。冲压装置31由空气供给装置32供给及排出空气,通过杆30的升降,经由上模用支承板17使上模10整体升降。
在上述上模10与上述下模9之间搬运通过上述材料供给装置1供给的树脂制片材25。在树脂制片材25的搬运路径的中途,在模型的入口侧和出口侧,从与模型接近的一方依次分别可升降地配置有支承树脂制片材25的下面的支承辊33和从上下夹持的定位用夹钳34。另外,在搬运路径的下游侧配置有搬运用夹钳35。搬运用夹钳35与定位用夹钳34同样地从上下夹持树脂制片材25,通过未图示的驱动装置沿搬运路径进行往复移动。在将定位用夹钳34开放的状态下,用搬运用夹钳35夹持树脂制片材25并向搬运路径的下游侧移动,由此,能够搬运树脂制片材25。关于这些支承辊33及各夹钳的动作进行后叙。
另外,在模型的上游侧上方配置有供气通道36,在下游侧上方配置有排气通道37。从供气通道36吹出由未图示的压缩机等供给的空气,从斜上方向位于上模10与下模9之间的树脂制片材25吹附。排气通道37通过未图示的压缩机等吸气,将从供气通道36向树脂制片材25吹附的空气回收。从供气通道36供给的空气是被净化的空气,从供气通道36到排气通道37形成的空气流不仅冷却树脂制片材25,而且形成所谓的空气屏障,防止在树脂制片材25的表面附着尘埃等。另外,通过上述的软X射线的照射,树脂制片材25被除去静电,因此,也不会因静电引力而附着尘埃等。
如图1所示,在模型的上游侧分别配置有与树脂制片材25的上下面接触的粘接辊38。通过旋转驱动粘接辊38,搬运树脂制片材25并将附着于其表面的尘埃等除去。
贴膜装置3在转印成型后的树脂制片材25的上下面粘贴保护膜39。利用保护膜39来防止树脂制片材25与其它的部件碰撞而损伤,或在表面附着防止埃等。
裁断装置4是用于将转印成型后的树脂制片材25切断及/或冲裁而得到半成品板46的装置。在半成品板46中,在厚壁部26和其相反侧的端面残留有应除去的切削余量。
另外,树脂制片材25也可以在上游侧,例如在材料供给装置1设置切割机,预先以对在宽度方向并设的每一个半成品板进行划分的方式沿搬运方向切断。
外形加工装置5具备:用于以重叠的状态布置多片半成品板46的夹具40;用于切削、切断、研磨通过夹具40被定位的半成品板46的端面、即厚壁部26的外侧面的切削部件41。
在上述夹具40重叠而层叠多片半成品板46,并且,在由虚拟板47夹持其上下面的状态下进行配置。而且,以层叠状态配置的虚拟板47及半成品板46通过未图示的夹紧部件保持在上述夹具40上。
如图9所示,切削部件41具备通过未图示的驱动单元旋转驱动的切削工具41a、切削工具41b。切削工具41a为钻头形状,在其外周面以旋转轴为中心的点对称的位置设有切削刃49a。另外,切削工具41b为鼓形状,在以与上述切削工具41a的旋转轴正交的旋转轴为中心的线对称的位置设有切削刃49b。因此,切削工具41a和切削工具41b的切削轨迹交叉。另外,切削工具41a、41b的具体的切削方法进行后叙。
(动作)
以下,对由上述结构构成的转印成型装置的动作进行说明。
(准备工序)
如图1所示,使上模10上升而将模型开模,使从材料供给装置1供给的树脂制片材25的前端部分被搬运用夹钳35(图2)夹持。而且,在使搬运用夹钳35移动后,用定位用夹钳34、34夹持树脂制片材25,由此,将该树脂制片材25配置在上模10和下模9相对的区域内(搬运工序)。
通过预先对加热器15通电而将模型加热。如上所述,由于分别夹有隔热板,故而在上模10中,上模用转印板20约为240℃,在下模9中,下模用转印板14约为150℃。在树脂制片材25位于附近的下模9中,其上面被抑制为玻璃转化温度程度,因此,树脂制片材25受热影响而向下方侧挠曲,由此,不会产生与下模用转印板14接触的不良情况(预热工序)。
(转印成型工序)
在此,通过使支承辊33及定位用夹钳34下降,将树脂制片材25载置在下模9的下模用转印板14上。然后,驱动冲压装置31而使上模10下降,使上模用转印板20的转印面与树脂制片材25抵接。此时,将由冲压装置31作用的压力抑制得较小,成为将树脂制片材25轻夹在模型间的状态。由此,树脂制片材25被加热,能够除去其表层部分含有的水分(预热工序)。
如果从预热工序开始经过预先设定的时间(第一设定时间),能够使冲压装置31的加压力增大。如前所述,树脂制片材25使用聚碳酸酯(融点=220~230℃,玻璃转化温度=约150℃)。上模用转印板20升温到240℃,因此,树脂制片材25超过融点,成为熔融状态。在下模9中,尽管下模用转印板14的温度为180℃,但是因为配置有下模用隔热板13,因此,热不会从下模侧释放。因此,被树脂制片材25的模型夹持的整个区域超过融点而成为熔融状态(加热和加压工序)。
从上模10作用有冲压装置31的加压力。由此,被树脂制片材25的模型夹持的部分的厚度变薄,其一部分(上面部)向形成于上模用转印板20的凹部23内流入。若熔融树脂向凹部23内流入,则凹部23内的残留空气经由槽部27向外部排出。而且,凹部23内完全被熔融树脂充满,其一部分向槽部27流出。槽部27的深度形成为凹部23的深度以上(在此,相同)。因此,空气不会残留在凹部23内,而是顺利地向外部排出。另外,由于在凹部23内残留空气不被压缩,因此,也不会发生燃烧等问题。另外,例如即使在凹部23内残留有微量的空气,由于作用有足够的加压力,故而在熔融树脂内也不会产生空隙而能够溶化。
如果从加热加压工序开始经过了预先设定的时间(第二设定时间),则使上模10上升。但是,通过驱动汽缸,上模用转印板20与树脂制片材25抵接。在此,经由供气通道36向上模用转印板20供给空气。被加热的上模用支承板17自树脂制片材25远离,从供气通道36向上模用转印板20吹附空气。即,能够仅经由上模用转印板20将树脂制片材25冷却。因此,在树脂制片材25的冷却中不会受到来自上模用支承板17的热影响,因此,能够在短时间内有效地进行。即,能够在短时间内冷却到用于树脂制片材25的聚碳酸酯的玻璃转化温度即150℃以下。在该情况下,上模用支承板17及上模用中间板18未被冷却,因此,能量损失少,能够在短时间内顺利地开始下一转印成型工序(冷却工序)。
如果从冷却工序开始经过了预先设定的时间(第三设定时间),即,如果熔融树脂通过冷却而固化且形状稳定,则使上模用转印板20上升并从成型部分脱模。另外,使支承辊33上升,使成型部分也从下模用转印板14脱模。由此,在树脂制片材25的上面形成有高度为亚毫米级的、即0.2mm的厚壁部26。而且,在厚壁部26的倾斜面形成有具有亚微米级的、即14μm的锯齿形状的多个突条部。另一方面,在树脂制片材25的下面,在x轴方向及y轴方向以一定间隔形成有多个半球面状的小凹部(脱模工序)。
以往,通过转印成型在树脂制片材25上形成亚微米级的突起等,但不能同时形成亚毫米级的厚壁部26。通过使用具有上述模型构造的转印成型装置2,能够在树脂制片材25上同时形成亚微米级的突条部等和亚毫米级的厚壁部26。另外,在上述转印成型中,能够使夹持在模型间的树脂制片材25整体熔融,故而在之后固化而得到的半成品板46中不会残留内部应力。因此,在厚壁部26的端面侧配置多个LED以使光透过时,能够无偏斜等而均等地照射除去厚壁部26之外的整个上面。
(膜粘贴工序)
将用转印成型装置2转印成型的树脂制片材25进一步向下游侧搬运,由贴膜装置3在上下面粘贴保护膜39。保护膜39防止由于半成品板46与其它部件碰撞等而引起的划痕或损伤,并且防止周围的尘埃等附着而产生的不良情况。保护膜39在半成品板46经过后面的加工而制成作为光学部件之一的导光板后,在组装液晶面板时被剥离。
(裁断工序)
将两面粘贴有保护膜39的树脂制片材25进一步向下游侧搬运,由裁断装置4在搬运方向以半成品板单位切断而成为长条状,接着,对每个半成品板46进行冲裁。此时,半成品板46在厚壁部26和其相反侧的端面具有外形加工工序中的切削余量,并且,在上述半成品板46的角部适当地形成有研削用避让部46a。
(外形加工工序)
如图9a所示,首先,使在裁断工序得到的半成品板46以厚壁部26交替地位于相反侧的方式堆积层叠。此时,使层叠的半成品板46及虚拟板47的一端面和一侧面与夹具40的正交的两侧面(未图示)抵接并定位后,进行固定。
而且,在切削部件41中,在用钻头状的研削工具41a粗切削后,作为精确研磨,用鼓状的研削工具41b进行研磨。
首先,通过使固定于夹具40的半成品板46及虚拟板47滑动移动,用上述研削工具41a研削从夹具40的侧面突出的半成品板46及虚拟板47的端面(图9b)。在研削工具41a的研削中,在研削结束之前,研削工具41a的切削刃49a到达研削用避让部46a,故而具有不产生研削导致的毛刺的优点(图9c)。因此,也可以在切削后残留研削用避让部的一部分。
另外,半成品板46及虚拟板47的突出尺寸为在用切削工具41a、41b进行切削时,夹具40及夹紧板45不被切削的最低长度(切削余量)以上,并且为在切削时不产生偏差而形成毛刺的最大长度以下。另外,在各半成品板46的切削面的角部,相对于切削的端面形成有规定角度(在此为3°~10°)的研削用避让部46a。该研削用避让部46a也可以是锥面或弧面。在上述研削用避让部46a为锥面的情况下,锥面的角度为3度~10度即可。这是由于,若不足3度时,则锥面难以冲裁,难以得到所希望的冲裁精度,若超过10度时,会产生不希望的光的反射,对光学性能造成不利影响。
接着,通过使固定在夹具40上的半成品板46及虚拟板47朝向研削工具41b滑动移动,用上述研削工具41b的切削刃49b从上方精细地研削自夹具40的侧面突出的半成品板46及虚拟板47的端面。
在本实施方式中,上述研削工具41a的切削刃49a的轨迹和上述研削工具41b的切削刃49b的轨迹交叉,因此,具有高效且可漂亮地进行研磨的优点。
这样,在用研削工具41b精切削半成品板46及虚拟板47的一端面的情况下,即使形成有毛刺,其位置也是在虚拟板47上,而不会在半成品板46上形成。
接着,在上述半成品板46及虚拟板47的一端面被切削后,解除夹具40的夹紧状态,使半成品板46及虚拟板47的另一端面从夹具40的侧面突出,与上述同样地进行切削。由此,一次完成多片导光板48。
这样操作而完成的导光板48例如如图10所示,由0.5mm厚的厚壁部48a和0.2mm厚的薄壁部48b构成,上述厚壁部48a为截面大致梯形状,在其倾斜面的下半部分形成有突条部。另外,在上述导光板48的底面形成有多个小凹部。
然后,在载置于基部51的上述导光板48上依次层叠有扩散板52、棱镜片53及液晶面板54。另外,通过在上述厚壁部48a的垂直面的侧方配置作为光源的LED55,得到液晶显示装置50。
由此,从LED55照射的光不会通过壁厚部48a的突条部向外部漏出而被导向薄壁部48b,通过底面的半球面状的小凹部均一地扩散,经由扩散板52、棱镜片53向上述液晶面板53照射。
另外,显然也可以不设置液晶面板53,而仅作为面光源装置使用。
另外,本发明不限于上述实施方式中记载的结构,可进行各种变更。
例如,在上述实施方式中,通过使树脂制片材25熔融,使其熔融树脂的一部分向形成于上模用转印板20的凹部23而形成图3所示的厚壁部26,但上述厚壁部26也可以如下形成。
即,也可以不使树脂制片材25熔融而使其熔融树脂的一部分流入凹部,而是另外与上模用转印板20的凹部23匹配供给追加部件(例如,树脂片)。据此,能够合理而且容易地形成厚壁部26。
另外,也可以是通过预先在厚壁上形成树脂制片材25的一部分,将追加部件形成为一体化的结构。据此,不需要用于供给追加部件的机构,能够使作业性提高。
另外,在上述实施方式中,在上模用转印板20的片侧缘部设有凹部,但也可以配置在其中央部,也可以设于下模用转印板14,还可以设于两方。
而且,在上述实施方式中,采用了由上模10和下模9构成的模型构造,但例如也可以采用在水平方向开闭的模型。
另外,在上述实施方式中,在上模用转印板20及下模用转印板14上分别形成转印面,但也可以在任意一方形成。另外,也可以没有这些转印板而在模型(例如,中间板)直接形成转印面。
另外,在上述实施方式中,将上模用转印20的整体均等地加热,但也无需一定均等地加热。例如,也可以将凹部附近集中地加热。由此,作为使凹部内的树脂的熔融状态良好的部位,能够形成不产生气孔等的良好的厚壁部26。
而且,在上述实施方式中,在上模用转印板20与下模用转印板14间夹持树脂制片材25进行加热和加压,使该树脂制片材25的整体熔融。因此,优选在上述转印板20、14中的至少任一方,在周缘部具备限制熔融树脂的流动的流动限制构造。
Claims (15)
1.一种模型构造,其特征在于,具备:
第一模型;
第二模型,其相对于所述第一模型可相对地接触、分离;
转印部件,其设于所述模型的至少任一方,并且使转印面与向所述模型间供给的树脂制片材抵接而进行转印成型,
所述转印部件具备凹部和至少一个槽部,所述凹部在所述转印面上沿宽度方向延伸形成,且是被垂直面、底面、倾斜面以及两端面围成的空间,所述槽部与所述凹部连接。
2.如权利要求1所述的模型构造,其特征在于,所述槽部具有与所述凹部相同或比其深的深度。
3.如权利要求1或2所述的模型构造,其特征在于,所述槽部与所述转印部件的外部连接。
4.如权利要求1或2所述的模型构造,其特征在于,所述槽部以与形成于所述转印面的所述凹部交叉的方式形成。
5.如权利要求1或2所述的模型构造,其特征在于,
所述转印部件具有辅助槽部,该辅助槽部沿着所述凹部而连接,
所述槽部经由所述辅助槽部与所述凹部连接。
6.如权利要求1或2所述的模型构造,其特征在于,
所述各槽部具有从所述凹部流出的熔融树脂的压力大致相同的逐渐扩展的流路截面面积。
7.如权利要求1或2所述的模型构造,其特征在于,
所述各槽部配置在熔融树脂的流速大致相同的位置。
8.一种转印成型装置,其特征在于,具备权利要求1~7中任一项所述的模型构造。
9.一种转印成型方法,其特征在于,具有:
插入工序,其向相对配置的第一模型与第二模型之间插入树脂制片材;
夹持工序,在所述两模型之间,在使转印部件的转印面与所述树脂制片材的至少任一面抵接的状态下夹持树脂制片材;
转印成型工序,通过加热所述模型的至少任一方,使所述转印部件的转印面抵接的所述树脂制片材的至少表面部熔融,在形成于所述转印面的凹部形成厚壁部时,经由与所述凹部连接的槽部将残留在所述凹部内的残留空气排出,所述转印部件具备凹部和至少一个槽部,所述凹部在所述转印面上沿宽度方向延伸形成,且是被垂直面、底面、倾斜面以及两端面围成的空间,所述槽部与所述凹部连接。
10.如权利要求9所述的转印成型方法,其特征在于,所述槽部具有与所述凹部相同或比其深的深度。
11.如权利要求9或10所述的转印成型方法,其特征在于,在所述转印成型工序中,使熔融树脂的一部分向成型非制品部分的槽部流出。
12.一种光学部件,其特征在于,用权利要求9或11所述的转印成型方法成型。
13.一种面光源装置,其特征在于,具备:
权利要求12所述的光学部件;
配置于所述光学部件的至少一端面的光源,
使从所述光源射入光学部件的光从所述光学部件的光射出面射出。
14.一种液晶显示装置,其特征在于,具备权利要求13所述的面光源装置和液晶面板。
15.一种移动设备,其特征在于,具备权利要求13所述的面光源装置。
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