JP2008238610A - Mold part and light diffusion plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金型部品および光拡散板に関し、特に、光学性能に優れた平板成形品を効率よく成形できる金型部品および光拡散板に関する。 The present invention relates to a mold part and a light diffusing plate, and more particularly to a mold part and a light diffusing plate capable of efficiently forming a flat molded product having excellent optical performance.
従来、液晶表示装置には、反射板と、複数の光源と、光拡散板とを有する直下型バックライト装置が用いられる場合がある。このような直下型バックライト装置では、光拡散板出射面での輝度を均一化する(輝度均斉度を高める)目的で、光拡散板の表面に、光源の長手方向と略平行に延びる断面多角形状の線状プリズムが複数並んだプリズム条列を設けることが実施されている(特許文献1参照)。このような光拡散板は、例えば、金型部品のキャビティ面に前記プリズム条列に対応する凹凸構造を形成し、この金型部品を用いて射出成形することにより得ることができる。しかしながら、このような線状プリズムを有する光拡散板を射出成形により成形すると、用いる樹脂によっては金型部品に光拡散板が張り付いて、光拡散板の離型が困難になる場合があった。このため、必ずしも成形作業が効率的ではなかった。 Conventionally, a liquid crystal display device may use a direct backlight device having a reflector, a plurality of light sources, and a light diffusing plate. In such a direct type backlight device, a cross-sectional polygon extending substantially parallel to the longitudinal direction of the light source is provided on the surface of the light diffusing plate in order to make the luminance uniform on the light diffusing plate exit surface (increase the luminance uniformity). It has been practiced to provide a prism array in which a plurality of linear prisms are arranged (see Patent Document 1). Such a light diffusing plate can be obtained, for example, by forming a concavo-convex structure corresponding to the prism row on the cavity surface of a mold part and performing injection molding using the mold part. However, when a light diffusing plate having such a linear prism is formed by injection molding, depending on the resin used, the light diffusing plate may stick to the mold part, and it may be difficult to release the light diffusing plate. . For this reason, the molding operation is not always efficient.
一方、特許文献2には、射出成形用の金型において、該金型と成形品との密着による成形品の離型性を改善すべく、金型の表面を十点平均粗さRzが0.2〜3.0μmの粗面とすることが開示されている。
On the other hand,
光拡散板の射出成形を効率的に実施するために、特許文献2に示す技術を利用して、プリズム条列に対応する凹凸構造の表面を粗面化することが考えられる。しかしながら、この技術を単に適用しただけでは、成形品の離型性を向上できるものの、輝度均斉度等の光学性能を十分に発揮できない場合があった。このため、十分な光学性能を有し、かつ離型性に優れた金型部品の開発が望まれている。なお、このような問題は、成形品が光拡散板である場合に限らず、導光板等の平板成形品においても同様に生じていた。
In order to efficiently perform the injection molding of the light diffusing plate, it is conceivable to roughen the surface of the concavo-convex structure corresponding to the prism row using the technique shown in
本発明の目的は、光学性能に優れた平板成形品を効率よく成形できる金型部品、およびこの金型部品により製造された光拡散板を提供することである。 An object of the present invention is to provide a mold part capable of efficiently molding a flat molded article having excellent optical performance, and a light diffusing plate manufactured by the mold part.
本発明は、光学部品として用いられる樹脂製の平板成形品を射出成形するための金型のキャビティ面に用いられる金型部品であって、前記キャビティ面には、所定方向に沿って並んだ複数の凹凸構造体が形成され、このキャビティ面は、当該面内の全方向に沿って測定した中心線平均粗さRaのうちの最大値Ra(max1)が3.0μm〜1,000μmであり、前記複数の凹凸構造体のうちの少なくとも一部の凹凸構造体には、その表面の少なくとも一部に複数の微小凹凸部が形成され、前記複数の微小凹凸部が形成された表面では、当該面内の全方向に沿って測定した中心線平均粗さRa(μm)のうちの最大値をRa(max2)とし、当該面内の全方向に沿って測定した中心線平均粗さRa(μm)のうちの最小値をRa(min2)として、下記(1)および(2)の関係を満たす。
0.05>Ra(max2)>0.005・・・(1)
Ra(max2)/Ra(min2)>1.5・・・(2)
The present invention relates to a mold part used for a cavity surface of a mold for injection molding a resin flat molded product used as an optical part, and a plurality of the mold parts arranged in a predetermined direction on the cavity surface. In this cavity surface, the maximum value Ra (max1) of the centerline average roughness Ra measured along all directions in the surface is 3.0 μm to 1,000 μm, At least a part of the concavo-convex structure of the plurality of concavo-convex structures has a plurality of micro concavo-convex parts formed on at least a part of the surface, and the surface on which the plurality of micro concavo-convex parts are formed The maximum value of the center line average roughness Ra (μm) measured along all directions in the inside is defined as Ra (max 2), and the center line average roughness Ra (μm) measured along all directions within the plane As the minimum value of Ra (min2), ) And satisfies the relation (2).
0.05> Ra (max2)> 0.005 (1)
Ra (max2) / Ra (min2)> 1.5 (2)
なお、前記金型部品としては、金型そのものとすることもできるし、金型の主面に配置されるスタンパーとすることもできる。また、凹凸構造体の表面としては、2以上平面を含む構成とすることができる。また、凹凸構造体の表面は、断面形状が円弧や楕円弧、放物線弧等の曲面を含む構成とすることもできる。表面が曲面である場合には、中心線平均粗さRaは当該曲面に沿った方向に測定すればよい。 The mold part can be a mold itself or a stamper disposed on the main surface of the mold. In addition, the surface of the concavo-convex structure can be configured to include two or more planes. Further, the surface of the concavo-convex structure may be configured such that the cross-sectional shape includes a curved surface such as an arc, an elliptical arc, or a parabolic arc. When the surface is a curved surface, the center line average roughness Ra may be measured in a direction along the curved surface.
本発明によれば、凹凸構造体の表面に形成された上記関係を満たす微小凹凸部が極めて小さな寸法で形成されているため、射出成形の際に当該微小凹凸構造内に溶融樹脂が完全には入り込みにくい。このため、金型部品との間に空隙が生じて金型部品への張り付きを抑えることができるとともに、該微小凹凸部の形状が完全には転写されない平滑な面となることにより、光の散乱を抑えた所望の光学特性を得ることができる。また、微小凹凸部の一部へ溶融樹脂が入り込んだとしても、可視光波長より小さくなるので、光学性能に影響がない。従って、光学性能に優れた平板成形品を効率よく成形できる。 According to the present invention, since the minute concavo-convex portion satisfying the above relationship formed on the surface of the concavo-convex structure is formed with an extremely small size, the molten resin is completely contained in the micro concavo-convex structure during injection molding. Hard to get in. For this reason, a gap is generated between the mold part and the sticking to the mold part can be suppressed, and the shape of the minute uneven part becomes a smooth surface that is not completely transferred, thereby scattering light. It is possible to obtain the desired optical characteristics with suppressed. Further, even if the molten resin enters a part of the minute uneven portion, it becomes smaller than the visible light wavelength, so that the optical performance is not affected. Therefore, it is possible to efficiently mold a flat molded product having excellent optical performance.
ここで、前記金型部品において、前記凹凸構造体は、当該金型部品の厚み方向に対して傾斜した二以上の平面を含んで構成されていてもよい。 Here, in the mold part, the concavo-convex structure may be configured to include two or more planes inclined with respect to the thickness direction of the mold part.
ここで、前記凹凸構造体としては、互いに略平行に線状に伸びる線状部とすることができる。具体的には、前記凹凸構造体には、例えば、断面が三角形や四角形、五角形等の多角形状で、かつ線状に伸びる構成を採用できる。
また、前記金型部品において、前記凹凸構造体は、角錐状または角錐台状の錐体とすることもできる。前記錐体としては、例えば、三角錐や四角錐、四角錐台等を採用できる。
Here, the concavo-convex structure can be a linear portion extending linearly in parallel with each other. Specifically, for example, a configuration in which the cross section has a polygonal shape such as a triangle, a quadrangle, or a pentagon, and extends linearly can be employed.
In the mold part, the concavo-convex structure may be a pyramid having a pyramid shape or a truncated pyramid shape. As the cone, for example, a triangular pyramid, a quadrangular pyramid, a quadrangular pyramid, and the like can be adopted.
また、前記金型部品において、前記二以上の平面のうちの少なくとも一の平面は、微小凹凸部が形成された粗面部と、微小凹凸部よりも平滑に形成された平滑面部とが形成されてなる構成とすることができる。このような構成によれば、金型部品を容易に製作できる。この際、一の平面において、粗面部と平滑面部とが交互にそれぞれ複数個設けられることが好ましい。 Further, in the mold part, at least one of the two or more planes is formed with a rough surface portion on which a minute uneven portion is formed and a smooth surface portion formed more smoothly than the minute uneven portion. It can be set as the structure which becomes. According to such a configuration, mold parts can be easily manufactured. At this time, it is preferable that a plurality of rough surface portions and smooth surface portions are alternately provided on one plane.
また、前記金型部品において、前記一の平面において、前記粗面部の面積S1と前記平滑面部の面積S2との比(S1/S2)が0.05〜20であることが好ましく、0.1〜10がより好ましい。面積比を上記好適な範囲とすることにより、十分な離型性を有するとともに、金型部品の製作を容易にできる。 In the mold part, in the one plane, a ratio (S1 / S2) of the area S1 of the rough surface portion to the area S2 of the smooth surface portion is preferably 0.05 to 20, and 0.1 10 is more preferable. By making the area ratio within the above-mentioned preferable range, it is possible to easily produce mold parts while having sufficient releasability.
本発明は、以上の金型部品を用いて射出成形により製造される光拡散板である。このような光拡散板によれば、十分な光学性能を発揮できる。特に、このようにして得られた光拡散板と、複数の線状光源と、反射板とをこの順に配置した直下型バックライト装置を構成した際に、線状光源間の間隔をaとし、線状光源の中心と前記光拡散板との距離bとした際に、その比(a/b)が2.3以上の時であっても、十分な光学性能を発揮できる。 The present invention is a light diffusing plate manufactured by injection molding using the above mold parts. According to such a light diffusing plate, sufficient optical performance can be exhibited. In particular, when a direct-type backlight device in which the light diffusion plate thus obtained, a plurality of linear light sources, and a reflecting plate are arranged in this order is configured, the interval between the linear light sources is a, When the distance b between the center of the linear light source and the light diffusing plate is set, sufficient optical performance can be exhibited even when the ratio (a / b) is 2.3 or more.
本発明によれば、凹凸構造体の表面に所定の微小凹凸部を形成することにより、金型部品への張り付きを抑えて光学性能に優れた平板成形品を効率よく成形できるという効果がある。 According to the present invention, by forming a predetermined minute uneven portion on the surface of the uneven structure, there is an effect that it is possible to efficiently form a flat molded product excellent in optical performance while suppressing sticking to a mold part.
本発明の一実施形態に係る金型部品について、図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る金型部品であるスタンパー1を模式的に示す斜視図である。図2は、スタンパー1の厚み方向に沿った断面を部分的に示す図である。スタンパー1は、光学部品に用いられる樹脂製の平板成形品を形成するための部材であり、図示しない射出成形用金型のキャビティ面に相当する位置に配置される。成形される平板成形品としては、光拡散板および導光板等の光学部品を挙げることができる。
A mold part according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a
ここで、平板成形品を構成する樹脂としては、輝度を低下させない観点から、透明樹脂を用いることができる。透明樹脂とは、JIS K7361−1に基づいて、両面平滑な2mm厚の板で測定した全光線透過率が70%以上の樹脂のことであり、例えば、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体、ポリプロピレン、ポリスチレン、芳香族ビニル単量体と低級アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルとの共重合体、ポリエチレンテレフタレート、テレフタル酸−エチレングリコール−シクロヘキサンジメタノール共重合体、ポリカーボネート、アクリル樹脂、および脂環式構造を有する樹脂などを挙げることができる。なお、(メタ)アクリル酸とは、アクリル酸およびメタクリル酸のことである。ここで、前記樹脂としては、前記透明樹脂に光拡散剤を添加したものを用いてもよい。光拡散剤は、光線を拡散させる性質を有する粒子であり、無機フィラーと有機フィラーとを挙げることができる。 Here, as the resin constituting the flat plate molded product, a transparent resin can be used from the viewpoint of not reducing the luminance. The transparent resin is a resin having a total light transmittance of 70% or more measured with a 2 mm-thick plate smooth on both sides based on JIS K7361-1, for example, polyethylene, propylene-ethylene copolymer, polypropylene , Polystyrene, a copolymer of an aromatic vinyl monomer and a (meth) acrylic acid alkyl ester having a lower alkyl group, polyethylene terephthalate, terephthalic acid-ethylene glycol-cyclohexanedimethanol copolymer, polycarbonate, acrylic resin, and Examples thereof include a resin having an alicyclic structure. In addition, (meth) acrylic acid is acrylic acid and methacrylic acid. Here, as the resin, a resin obtained by adding a light diffusing agent to the transparent resin may be used. The light diffusing agent is a particle having a property of diffusing light, and examples thereof include an inorganic filler and an organic filler.
図1,図2に示すように、スタンパー1には、そのキャビティ面となる面に凹凸構造2が形成されている。凹凸構造2は、複数の凹凸構造体である線状部3が互いに略平行に並び、線状部3の底角同士が連なったような断面鋸歯状の構造である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図2に示すように、線状部3は、当該スタンパー1の厚み方向に対して傾斜した2つの平面である斜面4を有する、断面が凸型の三角形状に形成されている。線状部3の頂角θは、60°〜170°であり、好ましくは70°〜160°である。線状部3の底辺部分の幅寸法Wは、20μm〜700μmであり、好ましくは30μm〜600μmである。線状部3の高さHは、0.9μm〜606μmであり、好ましくは2.6μm〜428μmである。線状部3の断面形状は、成形される平板成形品の光学性能が向上する点で二等辺三角形が好ましい。また、隣り合う線状部3同士の間隔(ピッチ)Pは、20μm〜700μmであり、好ましくは30μm〜600μmである。
As shown in FIG. 2, the
このような複数の線状部3により構成された凹凸構造2では、スタンパー1の厚み方向に垂直な方向であるA方向に測定した中心線平均粗さRa(max1)が3.0μm〜1,000μmであり、好ましくは4.0μm〜900μmである。なお、前記A方向が、当該面内の全方向に沿って測定した中心線平均粗さRaのうちの最大値を示す方向である。なお、中心線平均粗さRaは、JIS B0601に基づいて求めることができる。
In the concavo-
線状部3の各斜面4の表面には、微小凹凸部である線状凹部4Aが複数形成されている。線状凹部4Aは、線状部3の長手方向(図2の紙面に垂直な方向)と略平行に延びている。これらの線状凹部4Aは互いに略平行である。斜面4では、図中の斜面4Aに沿った方向であるB方向およびC方向に沿って測定した中心線平均粗さRa(max2)と、前記Ra(max1)との間に、0.05>Ra(max2)>0.005の関係(1)を満たしている。なお、前記B方向およびC方向が、当該面内の全方向に沿って測定した中心線平均粗さRaのうちの最大値を示す方向である。
On the surface of each
また、線状凹部4Aが形成された斜面4の表面では、線状凹部4Aの長手方向に測定した中心線平均粗さRa(min2)と、前記Ra(max2)との間に、Ra(max2)/Ra(min2)>1.5の関係(2)を満たしている。なお、線状凹部4Aの長手方向が、当該面内の全方向に沿って測定した中心線平均粗さRaのうちの最小値を示す方向である。
On the surface of the
また、前記B方向およびC方向に測定した、隣接する線状凹部4A間の平均間隔Smは、前記Ra(max1)との間に、Ra(max1)×10>Sm>Ra(max1)×0.001の関係を満たしていることが好ましく、Ra(max1)×9>Sm>Ra(max1)×0.002の関係を満たしていることがより好ましい。
The average distance Sm between the adjacent
以上のようなスタンパー1は、例えば、以下のようにして作製する。
まず、金属製の矩形板材の全面に、例えば約100μm厚のニッケル−リン無電解めっき層を施す。次いで、このめっき層の表面に、頂角が所定角度であり、線状凹部4Aに対応する加工を施した単結晶ダイヤモンバイトを備えた微細加工用の工作機械(例えば、ナノグルーバ AMG71P、不二越社製)を用いて、板材の長手方向の辺に沿って所定ピッチで切削加工することにより、断面三角形状の線状部3を複数有する凹凸構造2を形成する。ここで、線状凹部4Aに対応する加工は、収束イオンビーム装置などの高エネルギー線加工装置を用いて、凹凸部分が形成された前記ダイヤモンドバイトを用いて実施できる。このため、ダイヤモンドバイトの凹凸部分により、線状部3の斜面4には、線状部3の長手方向に沿って線状凹部4Aが複数形成される。以上のようにしてスタンパー1を作製する。
The
First, a nickel-phosphorus electroless plating layer having a thickness of, for example, about 100 μm is applied to the entire surface of a metal rectangular plate. Next, a fine processing machine tool (for example, Nano Gruber AMG71P, manufactured by Fujikoshi Co., Ltd.) provided with a single crystal diamond bit having a vertex angle of a predetermined angle on the surface of the plating layer and processing corresponding to the
このようにして作製したスタンパー1を、凹凸構造2が形成された面が射出成形用金型のキャビティ面となるように配置して、前記樹脂を用いて射出成形することにより、光拡散板等の光学部品として用いられる平板成形品を成形できる。
The
本実施形態によれば、スタンパー1の線状部3の斜面4に、中心線平均粗さRaが前記関係(1),(2)を満たすような線状凹部4Aを設けることにより、この微細な線状凹部4Aには成形用の樹脂が入り込みにくいことから、スタンパー1と平板成形品との間に空隙が生じ得ることに起因して平板成形品をスタンパー1から簡便に離型できる。このため、平板成形品を効率よく成形できる。また、平板成形品には、複数の線状部3からなる凹凸構造2に対応する、断面三角形状の線状プリズムが略平行に並んで構成されたプリズム条列が形成されるため、この平板成形品を光拡散板として使用し、この光拡散板を複数の光源上に配置して直下型バックライト装置を作製した場合には、十分な輝度を維持しつつ、輝度むらの少ない(輝度均斉度の高い)発光面を有する装置とすることができる。この際、微細凹凸部にはほとんど樹脂が入り込まないため、微細凹凸部に起因する光の散乱も抑えることができ、所望の光学特性を得ることができる。
According to the present embodiment, by providing the
前記スタンパー1により得られた光拡散板には、スタンパー1の凹凸構造2に対応するプリズム条列が形成される。このプリズム条列を構成する各線状プリズムの各斜面には、線状凹部4Aに対応する微小な凹凸構造が形成され得るが、前述したように平板成形品と金型部品との離型性や光学特性を考慮すれば、線状凹部4Aに対応する凹凸構造が転写されないことが好ましい。
On the light diffusing plate obtained by the
<変形例>
なお、本発明は、前記実施形態には限定されない。
例えば、前記実施形態において、線状部3の斜面4の凹凸部を線状凹部4Aとしたが、線状の凸部(線状凸部)としてもよいし、線状凹部および線状凸部の両方を有する構成としてもよい。また、斜面4には、線状部3の長手方向と略平行となるように複数の線状凹部4Aを形成したが、複数の線状凹部4Aが、線状部3の長手方向と略平行でなくてもよい。ただし、複数の線状凹部4A同士が互いに略平行であることが好ましい。
<Modification>
In addition, this invention is not limited to the said embodiment.
For example, in the above-described embodiment, the concavo-convex portion of the
また、前記実施形態において、線状部3を断面三角形状としたが、三角形状以外の多角形状としてもよいし、断面が、円弧や楕円弧、放物線弧等の曲線を含む形状、いわゆるレンチキュラーレンズ状としてもよい。ここで、多角形状の線状部としては、例えば、図3に示すように、凹凸構造2が少なくとも4つの面11〜14を含み、これらの少なくとも4つの面11〜14のうち、ある2つの面11,12と他の2つの面13,14とが、スタンパー1の厚み方向を含む面(図中上下方向を含み、紙面に垂直な面)に対して、互いに逆向きに傾斜した構成としてもよい。このような構成のスタンパーを用いて形成された光拡散板と複数の光源とを用いて直下型バックライト装置を構成することにより、発光面の輝度および輝度均斉度を高めることができる。従って、光拡散板は十分な光学性能を有する。
Moreover, in the said embodiment, although the
また、前記実施形態では、線状部3の頂角θをすべて同じ角度としたが、頂角θが異なるようにしてもよい。例えば、図4に示すように、各線状部3の2つの斜面4と、スタンパー1の厚み方向に直交する方向の面とのなす角度が等しくなるように形成し、地点Xと、この地点Xから線状部3の長手方向に直交する方向(図中の左右方向)に沿って所定距離離れた地点Yとの間で、地点Xおよび地点Yから離れるにつれて、角度θが連続的または段階的に小さくなるように形成してもよい。このような構成のスタンパーを用いて形成された光拡散板の地点Xおよび地点Yに相当する位置に光源を配置して直下型バックライト装置を構成することにより、発光面の輝度および輝度均斉度を高めることができる。従って、光拡散板は十分な光学性能を有する。
Moreover, in the said embodiment, although all apex angle (theta) of the
また、前記実施形態において、凹凸構造2を、スタンパーの厚み方向に対して傾斜した3以上の平面である斜面を有する凸構造または凹構造としてもよい。3以上の斜面を有する凹構造または凸構造としては、例えば図5に示すような四角錘等の多角錐や多角錐台等を含む錐体とすることができる。このような錐体を有するスタンパーを用いて成形された光拡散板と複数の光源とを用いて直下型バックライト装置を構成することにより、発光面の輝度および輝度均斉度を高めることができる。従って、光拡散板は、十分な光学性能を有する。
Moreover, in the said embodiment, the
前記錐体は、断面凹状又は凸状の多角形からなる線状部を形成した後、この線状部に、当該線状部の長手方向とは異なる向きにV字状の切り込みを入れて形成することができる。 The cone is formed by forming a linear portion having a polygonal shape with a concave or convex cross section, and then making a V-shaped cut into the linear portion in a direction different from the longitudinal direction of the linear portion. can do.
なお、前記実施形態では、すべての線状部3のすべての斜面4に、当該斜面4の略全面に亘って線状凹部4Aを形成していたが、これに限らず、本発明には、複数の線状部3の全斜面4のうちの一部分に線状凹部4Aのない平坦な面(鏡面状)を設けた構成も含まれる。このように平坦な面を一部に設けることにより、十分な成形効率を確保しつつ、より一層輝度均斉度の高い(輝度むらの少ない)成形品を得ることができる利点がある。一部分の平坦な面を有するスタンパーの具体的な構成を以下に示す。
In the above embodiment, the
図7は、第4の変形例に係るスタンパー201を示す断面図である。
図7に示すように、スタンパー201は、複数の線状部3のうち、一部の線状部3の斜面4にのみ線状凹部4Aが形成された構成である。このようなスタンパー201は、前記焼結体ダイヤモンドバイトと前記単結晶ダイヤモンドバイトとを併用することにより、簡単に作製できる。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a
As shown in FIG. 7, the
図8は、第5の変形例に係るスタンパー202を示す断面図である。
図8に示すように、スタンパー202は、複数の線状部3の各斜面4において、当該斜面4の一部分にのみ線状凸部4Bが形成された構成である。具体的には、スタンパー202では、線状部3を構成する斜面4において、線状部3の根元側および頂上側を除いた該斜面4の中央部分にのみ、線状凸部4Bが形成されている。中央部分にのみ線状凸部4Bを形成するようにすることにより、線状部3の加工を容易にできるという利点がある。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a
As shown in FIG. 8, the
前記中央部分の範囲は、図8に示すように、各斜面4に沿った方向の長さをDとし、この長さDを、線状部3の根元側から頂上側にかけた3つの領域に分割し、各領域の長さを前記の順にD1、D2、D3とすると、例えば、長さD2を長さDの1%〜98%、長さD1を長さDの1%〜98%、長さD3を長さDの1%〜98%とすることができる。また、長さD2を長さDの5%〜90%、長さD1を長さDの5%〜90%、長さD3を長さDの5%〜90%とすることが好ましい。さらに、長さD2を長さDの10%〜80%、長さD1を長さDの10%〜80%、長さD3を長さDの10%〜80%とすることがより好ましい。具体的には、例えば、長さDが45.7μmである場合に、長さD1およびD3をそれぞれ4.6μm、長さD2を36.5μmとすることができる。なお、長さD2と長さD3とを同じ寸法としたが、異なる寸法としてもよい。
As shown in FIG. 8, the range of the central portion is D in the length in the direction along each
このようなスタンパー202は、前記単結晶ダイヤモンドチップの表面に、例えば、集束イオンビーム装置を用いて微細加工を施して一部に線状凸部が形成されたチップを作製した後、このチップが取り付けられたバイトを用いて前記同様の加工を行うことにより作製できる。
Such a
ここで、前記中央部分の詳細な形状について説明する。
図9は、図8における範囲Xを拡大して示す断面図である。図9に示すように、斜面4の前記中央部分には、断面が頂角90°の三角形状の線状凸部4B(微小凹凸部)が2つ連なった粗面部としての条列部4Xが間隔をあけて複数形成されている。つまり、斜面4において、粗面部としての条列部4Xと平滑面部とが交互にそれぞれ複数設けられている。この際、条列部4Xの面積S1と前記平滑面部の面積S2との比(S1/S2)は、0.05〜20であることが好ましい。
Here, the detailed shape of the central portion will be described.
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of the range X in FIG. As shown in FIG. 9, the central portion of the
このような条列部4Xを設けることにより、2つの線状凸部4B間には凹部Zが形成される。凹部Zを有するスタンパー202を用いて成形品を成形すると、凹部Zへの成形用樹脂の入り込みが困難であることから、凹部Zの最深部に空隙が形成されること等に起因して、スタンパー202からの成形品の離型性が向上する傾向がある。このため、線状部の斜面4に、凹部Zのような樹脂が入り込みにくい箇所を敢えて設けることにより、成形品の成形性を向上させることができる。ただし、凹部Zの形状は、スタンパー202から成形品を離型する際に、離型に支障が生じないように、アンダーカット部分が生じない形状とする必要がある。
By providing such a
なお、この変形例では、斜面4の前記中央部分を、複数の条列部4Xが間隔をあけて形成された構成としたが、条列部4X間の間隔がない、すなわち線状凸部4B同士が連続して連なった構成とすることができる。このような構成においても、線状部の根元部分と頂上部分とは平坦な面であることから、十分な成形効率を確保しつつ、より一層輝度均斉度の高い成形品を得ることができる利点を奏することができる。
In this modification, the central portion of the
また、前記中央部分にのみ条列部4Xを形成したが、斜面4の全面に亘って図9に示すような構造を形成してもよい。この場合には、条列部4X間に前述したような平坦な部分が設けられることから、十分な成形効率を確保しつつ、より一層輝度均斉度の高い成形品を得ることができる利点を奏することができる。
Moreover, although the row | line |
また、本変形例では、条列部4Xの構成を線状凸部4Bが2つ連なった構成としたが、線状凹部が3つ以上連なった形状としてもよい。また、複数種類の条列部が組み合わされた構成としてもよい。例えば、図10に示すように、線状凸部4Bが2つ連なった条列部4Xと、線状凸部4Bが3つ連なった条列部4Yとが混在するような構成とすることができる。
Further, in this modification, the configuration of the
図11は、第6の変形例に係るスタンパー203を示す断面図である。
図11に示すように、スタンパー203は、各線状部3のいずれかの斜面4にのみ線状凸部4Bが形成された構成である。スタンパー203は、前記単結晶ダイヤモンドチップが設けられたバイトと、前記集束イオンビーム装置等により微細加工されたバイトとを併用することにより作製できる。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a
As shown in FIG. 11, the
図12は、第7の変形例に係るスタンパー204を示す断面図である。
図12に示すように、スタンパー204は、各線状部3のいずれかの斜面4にのみ線状凸部4Bが形成された構成である。スタンパー204は、前記単結晶ダイヤモンドバイトのいずれか一方の表面にのみ、前記集束イオンビーム装置等で微細加工を施したチップが取り付けられたバイトを用いて、前記同様の加工を行うことにより作製できる。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a
As shown in FIG. 12, the
なお、本発明の変形例として金型部品の変形例のみを挙げたが、これらの変形例に係る金型部品を用いて得られた光拡散板も同様の変形例を挙げることができる。すなわち、本発明の変形例に係る光拡散板の少なくとも一方の主面には、当該金型部品の凹凸構造が離型性を損なわない範囲で適宜転写された形状である。 In addition, although the modification of a mold component was mentioned as a modification of this invention, the light diffusing plate obtained using the mold component which concerns on these modifications can also mention the same modification. That is, at least one main surface of the light diffusing plate according to the modified example of the present invention has a shape in which the concavo-convex structure of the mold part is appropriately transferred as long as the releasability is not impaired.
以下、本発明について、実施例および比較例を挙げてより詳細に説明する。なお、本発明は、これらの実施例には限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples. The present invention is not limited to these examples.
<実施例1>
寸法800mm×500mm、厚さ2mmのステンレス鋼SUS430製の矩形板材の全面に、厚さ100μmのニッケル−リン無電解メッキを施した。次いで、頂角100度の単結晶ダイヤモンドのチップ(コンツールファインツーリング社製)の表面に、集束イオンビーム(Focused Ion Beam:FIB)装置(日立ハイテクノロジー社製)を用いて、図13にその先端を模式的に示す微細加工済みチップを作製した。この微細加工済みチップは、図中の右上方向に向かう面を用いて説明すると、先端Tから幅10μmの位置までを平滑面301とし、この平滑面301の端から幅0.22μm深さ0.11μmの直角二等辺三角形の三角形状部302を5個連続して彫り込み、三角形形状部302の端から幅5.9μmの位置までを平滑面303とし、この平滑面301の端から前記三角形形状部302と同じ大きさの三角形状部304を5個彫り込み、さらに、このような彫り込み加工を同じ箇所において三回繰り返すことにより形成した。このチップをバイトに取り付けて微細加工済みチップが取り付けられたバイトを作製した。得られたバイトを微細加工用の工作機械(例えば、ナノグルーバ AMG71P、不二越社製)に用いて、ニッケル−リン無電解めっき面に対して、板材の短辺方向に沿って、幅70μm、高さ29.4μm、ピッチ70μm、頂角100度の断面二等辺三角形状の線状部を複数切削加工して凹凸構造を形成し、スタンパーを得た。
<Example 1>
Nickel-phosphorous electroless plating with a thickness of 100 μm was applied to the entire surface of a rectangular plate made of stainless steel SUS430 having dimensions of 800 mm × 500 mm and a thickness of 2 mm. Next, using a focused ion beam (FIB) apparatus (manufactured by Hitachi High-Technology Corporation) on the surface of a single crystal diamond tip (manufactured by Contool Fine Tooling) having an apex angle of 100 degrees, FIG. A micromachined chip, schematically showing the tip, was produced. This micromachined chip will be described using a surface directed in the upper right direction in the figure. A
得られたスタンパーについて、超深度顕微鏡を用いて、線状部のRa(max1)、前記線状部の斜面のRa(max2)、Ra(min2)、およびSmを求めた。その結果、Ra(max1)が7.2μmであった。また、Ra(max2)が0.007μmであり、Ra(max2)/Ra(min2)が4.5であり、Smが70μmであった。S1/S2は0.14であった。なお、前記平滑面に対応して形成された面の合計面積が平滑面部の面積(S2)であり、前記三角形状部が形成された面の合計面積が粗面部の面積(S1)である。 With respect to the obtained stamper, the Ra (max1) of the linear portion, the Ra (max2), Ra (min2), and Sm of the slope of the linear portion were determined using an ultradeep microscope. As a result, Ra (max1) was 7.2 μm. Further, Ra (max2) was 0.007 μm, Ra (max2) / Ra (min2) was 4.5, and Sm was 70 μm. S1 / S2 was 0.14. The total area of the surfaces formed corresponding to the smooth surface is the area of the smooth surface portion (S2), and the total area of the surfaces where the triangular portions are formed is the area of the rough surface portion (S1).
次に、成形品を構成する樹脂について説明する。
透明樹脂である脂環式構造を有する樹脂(日本ゼオン社製、ゼオノア1060R、吸水率0.01%)99.7質量部と、光拡散剤として平均粒径2μmのポリシロキサン重合体の架橋物からなる微粒子0.3質量部とを混合し、二軸押出機で混練してストランド状に押し出し、ペレタイザーで切断して光拡散板用ペレットを製造した。この光拡散板用ペレットを原料として、射出成形機(型締め力1000kN)を用いて、両面が平滑な厚み2mmで100mm×50mmの試験板を成形した。この試験板の全光線透過率とヘーズを、JIS K7361−1とJIS K7136に基づいて、積分球方式色差濁度計を用いて測定した。試験板は、全光線透過率は85%であり、ヘーズは99%であった。
Next, the resin constituting the molded product will be described.
99.7 parts by mass of a transparent resin having an alicyclic structure (manufactured by ZEON Corporation, ZEONOR 1060R, water absorption 0.01%), and a crosslinked product of a polysiloxane polymer having an average particle size of 2 μm as a light diffusing agent Were mixed with 0.3 parts by mass of fine particles, kneaded with a twin-screw extruder, extruded into a strand, and cut with a pelletizer to produce a pellet for a light diffusion plate. Using this light diffusion plate pellet as a raw material, a 100 mm × 50 mm test plate having a smooth thickness of 2 mm on both sides was formed using an injection molding machine (clamping force 1000 kN). The total light transmittance and haze of this test plate were measured using an integrating sphere type color difference turbidimeter based on JIS K7361-1 and JIS K7136. The test plate had a total light transmittance of 85% and a haze of 99%.
次に、金型を準備し、この金型を構成する一方の型に前記スタンパーを取り付け、他方の金型のキャビティ面を研磨した。この際、研磨した面のRaは0.003μmであった。このような金型を有する射出成形機(型締め力4,410kN)を用いて、前記光拡散板用ペレットを原料としてシリンダー温度280度、金型温度85度の条件下で光拡散板を成形した。このようにして得られた光拡散板は、射出成形を500ショット行ったところ、スタンパーに一度だけ張り付いた。 Next, a mold was prepared, the stamper was attached to one mold constituting the mold, and the cavity surface of the other mold was polished. At this time, Ra of the polished surface was 0.003 μm. Using an injection molding machine having such a mold (clamping force 4,410 kN), the light diffusion plate is molded under the conditions of a cylinder temperature of 280 ° C. and a mold temperature of 85 ° C. using the light diffusion plate pellets as a raw material. did. The light diffusing plate thus obtained was stuck to the stamper only once after 500 shots of injection molding.
得られた光拡散板は、スタンパーの凹凸構造が適宜転写された、厚み2mm、727.5mm×415mmの長方形状であり、その一方の面には断面三角形状の線状プリズムが略平行に複数並んでなるプリズム条列が形成されていた。この線状プリズムは、その頂角が100°で、ピッチが70μmであった。なお、スタンパーにおける凹凸構造の平面に形成された複数の微小凹凸部は、ほとんど転写されなかった。 The obtained light diffusing plate has a rectangular shape with a thickness of 2 mm and 727.5 mm × 415 mm to which the uneven structure of the stamper is appropriately transferred, and a plurality of linear prisms having a triangular cross section on one side thereof. Side-by-side prism rows were formed. This linear prism had an apex angle of 100 ° and a pitch of 70 μm. In addition, the plurality of minute uneven portions formed on the plane of the uneven structure in the stamper were hardly transferred.
次に、内寸幅700mm、奥行き400mm、深さ20mmの乳白色プラスチック製ケースの内面に反射シート(株式会社ツジデン製、RF188)を貼着して反射板とし、反射板の底から5mm離して、直径3mm、長さ750mmの冷陰極管10本を、冷陰極管の中心間の距離が40mmとなるように配置し、電極部近傍をシリコーンシーラントで固定し、インバーターを取り付けた。 Next, a reflective sheet (manufactured by Tsujiden Co., Ltd., RF188) is attached to the inner surface of a milky white plastic case having an inner width of 700 mm, a depth of 400 mm, and a depth of 20 mm to form a reflector, and 5 mm away from the bottom of the reflector Ten cold cathode tubes having a diameter of 3 mm and a length of 750 mm were arranged so that the distance between the centers of the cold cathode tubes was 40 mm, the vicinity of the electrode portion was fixed with a silicone sealant, and an inverter was attached.
次に、得られた光拡散板を、プリズム条列が冷陰極管の反対側(反光源位置)になるように配置し、冷陰極管を取り付けたプラスチックケース上に設置した。この際、冷陰極管の長手方向と、プリズム条列を構成する三角プリズムの長手方向とが略平行となるように配置した。さらに、この光拡散板の上に、拡散シート(「188GM3」、きもと社製)、プリズムシート(「BEFIII」、住友スリーエム社製)、拡散シート(「188GM3」、きもと社製)をこの順に設置した。このようにして、図6に示すように、複数の光源101と、反射板102と、前記光拡散板とを有する直下型バックライト装置100を作製した。
Next, the obtained light diffusing plate was placed so that the prism row was on the opposite side (the opposite light source position) of the cold cathode tube, and was placed on a plastic case to which the cold cathode tube was attached. At this time, the cold cathode tubes were arranged so that the longitudinal direction of the cold cathode tubes and the longitudinal direction of the triangular prisms constituting the prism row were substantially parallel. Furthermore, a diffusion sheet (“188GM3”, manufactured by Kimoto), a prism sheet (“BEFIII”, manufactured by Sumitomo 3M), and a diffusion sheet (“188GM3”, manufactured by Kimoto) are installed in this order on the light diffusion plate. did. In this way, as shown in FIG. 6, a direct
次に、得られた直下型バックライトに対して管電流5mAを印加して冷陰極管を点灯させ、二次元色分布測定装置を用いて、短手方向中心線上で等間隔に100点の正面方向の輝度を測定し、下記の数式1と数式2に従って輝度平均値Laと輝度むらLuを得た。このとき、輝度平均値は7,114cd/m2で、輝度むらは0.3%であった。
輝度平均値 La=(L1+L2)/2 (数式1)
輝度むら Lu=((L1-L2)/La)×100 (数式2)
L1:複数本設置された冷陰極管真上での輝度極大値の平均
L2:極大値に挟まれた極小値の平均
なお、輝度むらは、輝度の均一性を示す指標であり、輝度むらが悪いときは、その数値は大きくなる。
Next, a cold cathode tube is turned on by applying a tube current of 5 mA to the obtained direct type backlight, and using a two-dimensional color distribution measuring device, 100 front faces are equally spaced on the center line in the short direction. The luminance in the direction was measured, and a luminance average value La and luminance unevenness Lu were obtained according to the following
Luminance average value La = (L1 + L2) / 2 (Formula 1)
Luminance unevenness Lu = ((L1-L2) / La) × 100 (Formula 2)
L1: Average luminance maximum value just above a plurality of cold-cathode tubes installed L2: Average minimum value sandwiched between maximum values Note that luminance unevenness is an index indicating luminance uniformity, and luminance unevenness When it is bad, the figure increases.
<実施例2>
直角二等辺三角形形状の幅を0.46μm深さ0.23μmとし、平滑面303の幅を4.7μmとした以外は、実施例1と同様にして光拡散板および直下型バックライト装置を得た。その結果、その結果、得られたスタンパーのRa(max1)が7.2μmであった。また、Ra(max2)が0.029μmであり、Ra(max2)/Ra(min2)が14.5であり、Smが70μmであった。S1/S2は0.34であった。なお、スタンパーにおける凹凸構造の平面に形成された複数の微小凹凸部は、部分的に転写されたものの、全体としてはあまり転写されていなかった。得られた光拡散板は、射出成形を500ショット行ってもスタンパーに一度も張り付くことがなかった。また、得られた直下型バックライト装置では、輝度平均値が7,150cd/m2で、輝度むらが0.4%であった。
<Example 2>
A light diffusing plate and a direct type backlight device are obtained in the same manner as in Example 1 except that the width of the right isosceles triangle is 0.46 μm, the depth is 0.23 μm, and the width of the
<実施例3>
平滑面301の幅を6μmとし、かつ直角二等辺三角形形状を幅0.46μm深さ0.23μm、彫り込み個数を75個とした以外は、実施例1と同様にして光拡散板および直下型バックライト装置を得た。その結果、その結果、得られたスタンパーのRa(max1)が7.2μmであった。また、Ra(max2)が0.089μmであり、Ra(max2)/Ra(min2)が29.7であり、Smが70μmであった。S1/S2は3.08であった。なお、スタンパーにおける凹凸構造の平面に形成された複数の凹凸部は、部分的に転写されたものの、全体としてはあまり転写されていなかった。得られた光拡散板は、射出成形を500ショット行ってもスタンパーに一度も張り付くことがなかった。また、得られた直下型バックライト装置では、輝度平均値が7,186cd/m2で、輝度むらが0.8%であった。
<Example 3>
The light diffusing plate and the direct type back are the same as in Example 1 except that the width of the
<比較例1>
単結晶ダイヤモンドのチップに微細凹凸を加工しない以外は、実施例1と同様にして光拡散板および直下型バックライト装置を得た。その結果、その結果、得られたスタンパーのRa(max1)が7.2μmであった。また、Ra(max2)が0.004μmであり、Ra(max2)/Ra(min2)が6.0であり、Smが70μmであった。得られた光拡散板は、射出成形を500ショット行ったうち、スタンパーに498回張り付いた。張り付かなかった光拡散板を使用した直下型バックライト装置では、輝度平均値が7,100cd/m2で、輝度むらが0.2%であった。
<Comparative Example 1>
A light diffusing plate and a direct backlight device were obtained in the same manner as in Example 1 except that fine irregularities were not processed on the single crystal diamond chip. As a result, Ra (max1) of the obtained stamper was 7.2 μm. Moreover, Ra (max2) was 0.004 μm, Ra (max2) / Ra (min2) was 6.0, and Sm was 70 μm. The obtained light diffusion plate stuck to the stamper 498 times after performing 500 shots of injection molding. In the direct type backlight device using the light diffusion plate that was not attached, the average luminance value was 7,100 cd / m 2 and the luminance unevenness was 0.2%.
<比較例2>
多結晶ダイヤモンドのチップを用いる以外は、比較例1と同様にして光拡散板および直下型バックライト装置を得た。その結果、その結果、得られたスタンパーのRa(max1)が7.2μmであった。また、Ra(max2)が0.18μmであり、Ra(max2)/Ra(min2)が7.9であり、Smが70μmであった。S1/S2は1.0であった。得られた光拡散板は、射出成形を500ショット行ったうち、スタンパーに一度も張り付くことはなかった。また得られた直下型バックライト装置では、輝度平均値が7,240cd/m2で、輝度むらが1.8%であった。
<Comparative example 2>
A light diffusing plate and a direct backlight device were obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that a polycrystalline diamond chip was used. As a result, Ra (max1) of the obtained stamper was 7.2 μm. In addition, Ra (max2) was 0.18 μm, Ra (max2) / Ra (min2) was 7.9, and Sm was 70 μm. S1 / S2 was 1.0. The obtained light diffusion plate was never stuck to the stamper after 500 shots of injection molding. In the obtained direct type backlight device, the average luminance value was 7,240 cd / m 2 and the luminance unevenness was 1.8%.
実施例1〜3と比較例1〜2の結果を表1に示す。 The results of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 are shown in Table 1.
なお、表1において、成形性とは、射出成形を500ショット行った際に、平板成形品が何回スタンパーに張り付いたかを示す値である。 In Table 1, formability is a value indicating how many times the flat molded product has stuck to the stamper when 500 shots of injection molding are performed.
表1に示すように、実施例1〜3では、成形性(離型性)に優れ、かつ輝度および輝度むらともに良好であることがわかった。これに対して、比較例1に示すように、凹凸構造の各面の表面に微小凹凸部を形成しない場合には、離型性が不十分であった。また、比較例2に示すように、凹凸構造の各面の表面に所定以上の寸法の微小凹凸部を形成した場合には、輝度むらが大きくなることがわかった。 As shown in Table 1, in Examples 1 to 3, it was found that the moldability (mold release property) was excellent and the luminance and luminance unevenness were both good. On the other hand, as shown in Comparative Example 1, in the case where the minute uneven portion is not formed on the surface of each surface of the uneven structure, the releasability was insufficient. In addition, as shown in Comparative Example 2, it was found that when unevenness portions having a predetermined size or more were formed on the surface of each surface of the uneven structure, the luminance unevenness was increased.
1,201〜204 スタンパー(金型部品)
3 線状部(凹凸構造体)
4 斜面(平面)
4A 線状凹部(微小凹凸部)
4B 線状凸部(微小凹凸部)
1,201-204 Stamper (mold parts)
3 Linear parts (concave / convex structure)
4 slope (plane)
4A Linear concave part (micro uneven part)
4B Linear convex part (micro uneven part)
Claims (7)
前記キャビティ面には、所定方向に沿って並んだ複数の凹凸構造体が形成され、このキャビティ面は、当該面内の全方向に沿って測定した中心線平均粗さRaのうちの最大値Ra(max1)が3.0μm〜1,000μmであり、
前記複数の凹凸構造体のうちの少なくとも一部の凹凸構造体には、その表面の少なくとも一部に複数の微小凹凸部が形成され、
前記複数の微小凹凸部が形成された表面では、当該面内の全方向に沿って測定した中心線平均粗さRa(μm)のうちの最大値をRa(max2)とし、当該面内の全方向に沿って測定した中心線平均粗さRa(μm)のうちの最小値をRa(min2)として、下記(1)および(2)の関係を満たす金型部品。
0.05>Ra(max2)>0.005・・・(1)
Ra(max2)/Ra(min2)>1.5・・・(2) A mold part used on a cavity surface of a mold for injection molding a resin flat plate product used as an optical part,
A plurality of concavo-convex structures arranged in a predetermined direction are formed on the cavity surface, and the cavity surface is a maximum value Ra of centerline average roughness Ra measured along all directions in the surface. (Max1) is 3.0 μm to 1,000 μm,
At least some of the plurality of concavo-convex structures have a plurality of micro concavo-convex portions formed on at least a part of the surface thereof.
On the surface on which the plurality of micro concavo-convex portions are formed, the maximum value of the center line average roughness Ra (μm) measured along all directions in the surface is defined as Ra (max2), A mold part satisfying the following relations (1) and (2), where Ra (min2) is the minimum value of the centerline average roughness Ra (μm) measured along the direction.
0.05> Ra (max2)> 0.005 (1)
Ra (max2) / Ra (min2)> 1.5 (2)
前記凹凸構造体は、当該金型部品の厚み方向に対して傾斜した二以上の平面を含んで構成されている金型部品。 The mold part according to claim 1,
The concavo-convex structure is a mold part including two or more planes inclined with respect to the thickness direction of the mold part.
前記凹凸構造体は、互いに略平行に線状に伸びる線状部である金型部品。 The mold part according to claim 2,
The concavo-convex structure is a mold part which is a linear part extending linearly in parallel with each other.
前記凹凸構造体は、角錐状または角錐台状の錐体である金型部品。 The mold part according to claim 2,
The concavo-convex structure is a mold part which is a pyramid having a pyramid shape or a truncated pyramid shape.
前記二以上の平面のうちの少なくとも一の平面は、微小凹凸部が形成された粗面部と、微小凹凸部よりも平滑に形成された平滑面部とが形成されてなる金型部品。 The mold part according to claim 2,
At least one of the two or more planes is a mold part in which a rough surface portion on which fine uneven portions are formed and a smooth surface portion formed smoother than the fine uneven portions are formed.
前記一の平面において、前記粗面部の面積S1と前記平滑面部の面積S2との比(S1/S2)が0.05〜20である金型部品。 The mold part according to claim 5,
The mold part whose ratio (S1 / S2) of the area S1 of the rough surface portion to the area S2 of the smooth surface portion is 0.05 to 20 in the one plane.
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