JP2018120692A - 面状ライトユニットにおける柔軟性樹脂の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の層からなるエラストマを精度良く切断して品質の高い柔軟性樹脂を製造することができる面状ライトユニットにおける柔軟性樹脂の製造方法を提供することにある。【解決手段】 本発明の面状ライトユニットにおける柔軟性樹脂の製造方法では、複数の層からなるエラストマ１０を、各層毎に専用の刃を設けた切断部材１７で切断して柔軟性樹脂を形成している。エラストマ本体１１に上セパレータ１２と下セパレータ１３を剥離可能に取り付けたシート状のエラストマ１０は、上セパレータ１２が第１の刃１８で切断され、エラストマ本体１１が第２の刃１９で切断され、下セパレータ１３が第３の刃２０で切断される。その結果、各層の硬さに応じた刃で切断することができ、各層の切れ方を一様にして切断面の荒れを防ぎ、寸法精度を高めることができる。【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の携帯用電子機器等に使用されている液晶表示装置等を照明する面状ライトユニットにおいて、この面状ライトユニットにおける柔軟性樹脂の製造方法に関するものであり、特に、品質の高い柔軟性樹脂の製造方法に関する。

光源からの光を導光板の側面から入射し、導光板の上面から出射して面状に発光するサイドエッジ型の面状ライトユニットでは、光源であるＬＥＤと導光板との間に透明で弾性を有する樹脂を介在させ、光源から導光板の入射面までの屈折率の変化を抑えながら、ＬＥＤの発光を導光板に入射させることによって反射による損失を減らし、発光効率を向上させたものが提案されていた（例えば、特許文献１参照）。

上記面状ライトユニットに使用されているＬＥＤと導光板との間に設けられた樹脂は、一列に並ぶ複数のＬＥＤに対向すると共に導光板の細長い入射面に対向するように細長い外形に形成されていた。従来、樹脂等を細長く形成するには、シート状に形成された樹脂を短冊状に切断して細長く加工することが行われていた。このような切断加工には、刃物ホルダに複数の刃を間隔をおいて一列に固定し、その刃物ホルダを移動させて、一定の変化率で徐々に深く切り込んで切断する切断装置が用いられていた（例えば、特許文献２、図１４参照）。この切断装置は、刃毎に切り込み深さを変えることで、一つの刃の切断量を小さくして、切断状態を良好にしたものであった。しかし、切断するシート材が複数のシート材を積層したものであると、各刃にかかる切断抵抗がシート材の層毎に異なり、各刃による切れ方が異なることになる。このように各刃による切れ方が異なると、切断面が荒れることがあった。即ち、単に複数の刃を用いて切断したのでは、柔らかい層と硬い層の切れ方の違いにより、硬い層を切断する時に柔らかい層が変形して寸法精度が落ちることがあった。

そこで、一方の刃が切り込む方向へ変位すると他方の刃が反対方向へ変位するように連動させることで、刃にかかる負荷を自動的に調節するように構成した切断装置が提案されていた（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−１０３１０１号公報 特開２００８−２７２８４５号公報

しかしながら、上記何れの切断装置で切断しても、用意された刃が各層を切断する専用の刃ではないため、層の硬さによって切断抵抗が異なることで切れ方が大きく異なり、柔らかい層が変形し易い状態にあった。また、層と層との間の境目に刃が掛かると、硬い層と柔らかい層を同時に一つの刃で切断することになる。この場合、硬い層が切断されるときに柔らかい層が引きずられて変形し、変形した状態で切断されてしまうことがあった。特に、柔軟性樹脂のように極めて柔らかい層では顕著に変形が生じ、精度良く切断することが極めて難しいという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点を解決し、複数の層からなるエラストマを精度良く切断して品質の高い柔軟性樹脂を製造することができる面状ライトユニットにおける柔軟性樹脂の製造方法を提供することにある。

本発明の面状ライトユニットにおける柔軟性樹脂の製造方法は、側端に入射面を有し、上面に出射面を有する導光板と、前記入射面の方向に光を照射する半導体発光素子と、前記導光板の入射面の溝部に嵌めこまれた透光性及び柔軟性を有する柔軟性樹脂と、を備えた面状ライトユニットにおける柔軟性樹脂の製造方法であって、エラストマ本体の上面及び下面に上セパレータと下セパレータが剥離可能に取り付けられたシート状のエラストマを押圧固定し、前記上セパレータを切断する第１の刃と、前記エラストマ本体を切断する第２の刃と、前記下セパレータを切断する第３の刃を備えた切断部材で前記エラストマを短冊状に切断することにより前記柔軟性樹脂を形成するものとなっている。

この柔軟性樹脂の製造方法における前記第１の刃は、前記上セパレータをその厚み方向へ段階的に切断する複数の刃で構成されている。また、前記切断部材は、前記第１乃至第３の刃の前記エラストマの厚み方向への切り込み寸法をそれぞれ調整する調整機構を備え、前記切り込み寸法の数値を管理することにより前記エラストマを切断するものとなっている。更に、前記エラストマは、第１及び第２の治具により台上に水平方向及び垂直方向にそれぞれ押圧され、前記第１及び第２の治具が挟む位置にある切断部が前記切断部材で切断される。

本発明の面状ライトユニットにおける柔軟性樹脂の製造方法では、複数の層からなるエラストマを切断する際に、各層毎に専用の刃を設けた切断部材で切断して柔軟性樹脂を形成している。即ち、エラストマ本体に上セパレータと下セパレータを剥離可能に取り付けたシート状のエラストマを切断する場合、第１乃至第３の刃を備えた切断部材を使用して、上セパレータを第１の刃で切断し、エラストマ本体を第２の刃で切断し、下セパレータを第３の刃で切断する。その結果、各層の硬さに応じた刃で切断することができ、各層の切れ方をそれぞれ調整して切断面の荒れを防ぎ、寸法精度を高めることができる。

また、切断部材に第１乃至第３の刃のエラストマの厚み方向への切り込み寸法をそれぞれ調整する調整機構を設けているので、微細に刃の切り込み量を設定して各刃に対応する層だけを対応する刃によって切断することができる。その結果、確実かつ精度良くエラストマを切断することができる。

本発明の一実施形態に係る面状ライトユニットにおける柔軟性樹脂を切断する切断部材を示す側面図である。 図１に示す切断部材が取り付けられた切断装置を示す斜視図である。 図２に示す切断装置の正面図である。 図１に示す切断部材で切断したときの状態を示す断面拡大図である。 本発明により形成される柔軟性樹脂及びその柔軟性樹脂が取り付けられた面状ライトユニットを示す断面図である。 図５に示す面状ライトユニットのフロントフレーム及びバックフレームを取り除いた状態を示す斜視図である。 図６に示す面状ライトユニットの分解斜視図である。

はじめに、本実施形態における面状ライトユニット及びその面状ライトユニットに使用されている柔軟性樹脂を図５乃至図７に基づいて説明する。面状ライトユニット１は、パッケージ化した半導体発光素子２と、矩形平板状の導光板３と、半導体発光素子２と導光板３との間に配設された長尺状の柔軟性樹脂４とを備えている。

柔軟性樹脂４は、シリコン、ウレタン等のエラストマからなり、透光性を有している。また、この柔軟性樹脂４は、半導体発光素子２を破壊しないように、半導体発光素子２と導光板３との間で圧縮されて約半分の丈になった場合にその圧縮応力が１〜２ＭＰａ以下となる柔軟性を有している。例えば本実施形態における柔軟性樹脂４は０．１〜１ＭＰａ程度のヤング率を有するように柔軟性が設定されている。この柔軟性樹脂４は、導光板３の側面にある入射部３ａに設けられた筋状の凹部３ｂに嵌め込まれ、凹部３ｂから突出した部分に半導体発光素子２が密着するように配設されている。導光板３の凹部３ｂは、入射部３ａいっぱいに筋状に設けられており、それに適合するように柔軟性樹脂４は細長い外形に形成されている。

本実施形態における面状ライトユニット１は、柔軟性樹脂４及び半導体発光素子２が取り付けられた基板５並びに導光板３を、箱型のバックフレーム（下側のケース）６に納め、導光板３の発光部に対面する部分が開口した箱型のフロントフレーム（上側のケース）７をバックフレーム６に被せたものとなっている。また、この面状ライトユニット１では、基板５をバックフレーム６の直立する一の壁内面に接着し、導光板３とバックフレーム６の直立する他の壁内面との間に弾性支持部材８を介在させることで、柔軟性樹脂４及び半導体発光素子２が取り付けられた基板５並びに導光板３をバックフレーム６内に固定している。尚、導光板３とバックフレーム６の間には、導光板３の底面と左右の両側面を覆う反射シート２７が設けられている。更に、導光板３の出射面３ｃの上には、偏光フィルム、拡散フィルム、プリズムシート等からなる光学シート９が配置されている。このような構成からなる面状ライトユニット１は、液晶セル等の背面に配置され、面状に発光する光源として使用される。

次に、上記柔軟性樹脂４の製造方法を図１乃至図４に基づいて説明する。はじめに、図１及び図２に示すような、シート状のエラストマ１０を用意する。このエラストマ１０は、エラストマ本体１１の上面及び下面に上セパレータ１２と下セパレータ１３が剥離可能に取り付けられたものとなっている。この上セパレータ１２と下セパレータ１３は、前述した半導体発光素子２と導光板３に柔軟性樹脂４を取り付ける際に剥離するものであり、切断、輸送あるいは組立時に取り扱い易いように予め取り付けられている。本実施形態における上セパレータ１２と下セパレータ１３はポリエチレンテレフタレート等のプラスチックからなる。また、エラストマ本体１１の厚みを１．０〜２．０ｍｍに設定した場合、上セパレータ１２と下セパレータ１３の厚みは１５０〜７５μに設定されている。

上記エラストマ１０は、図２及び図３に示すように、台１４上に第１及び第２の治具１５，１６を用いて押圧されて固定される。この第１の治具１５は、切断方向に伸びる細板状をなし、台１４上に載置又は固定されている。この第１の治具１５の短手方向端面（切断方向に伸びる長辺側の面）にエラストマ１０の端面を突き当てることで、エラストマ１０を水平方向に固定する。また、第２の治具１６は、切断方向に伸びる細板状をなし、エラストマ１０の上に載置されると共に端部が台１４に固定又は係止されている。この第２の治具１６により、エラストマ１０を垂直方向に固定する。この第１及び第２の治具１５，１６が挟む位置がエラストマ１０の切断部となる。

上記のように台１４上に固定されたエラストマ１０は、切断部材１７により切断される。この切断部材１７は、図１に示すように、上セパレータ１２を切断する第１の刃１８と、エラストマ本体１１を切断する第２の刃１９と、下セパレータ１３を切断する第３の刃２０を備えている。また、この切断部材１７は、エラストマ１０の切断部に沿ってレール２２上を移動するスライダ２１に取り付けられて、切断部上を直線的に移動するように支持されている。この切断部材１７が切断部上を移動することにより、移動方向に一列に並んだ第１乃至第３の刃１８，１９，２０が上セパレータ１２、エラストマ本体１１、下セパレータ１３をそれぞれ且つ順次切断することになる。

また、切断部材１７には、第１乃至第３の刃のエラストマ１０の厚み方向への切り込み寸法をそれぞれ調整する調整機構２３が設けられている。この調整機構２３は、第１乃至第３の刃１８，１９，２０をそれぞれ１枚ずつ切り込み方向へ移動可能に支持する略筒状の支持体２４と、正逆回転させることにより切り込み方向へ進退するように支持体２４内で第１乃至第３の刃１８，１９，２０を移動させるネジ機構２５と、第１乃至第３の刃１８，１９，２０に連動し且つ目盛が設けられたスリーブ２６とから構成されている。この調整機構２３により、第１乃至第３の刃１８，１９，２０は、上セパレータ１２、エラストマ本体１１、下セパレータ１３をそれぞれ切断するように位置設定される。

上記調整機構２３により位置設定された第１乃至第３の刃１８，１９，２０は、図４に示すように、第１の刃１８が上セパレータ１２だけを切断し、第２の刃１９がエラストマ本体１１だけを切断し、第３の刃２０が下セパレータ１３だけを切断する。第１の刃１８は、本実施形態においては３枚の刃１８ａ，１８ｂ，１８ｃで構成されている。上セパレータ１２はエラストマ本体１１の上に密着すると共にエラストマ本体１１よりも硬く、しかもエラストマ本体１１の保護のため下セパレータ１３よりも厚みが厚く設定されている場合がある。このため、上セパレータ１２の切れ方に問題が生じると、その下にあるエラストマ本体１１が変形することがあり、これを防ぐため複数の刃で上セパレータ１２を精度良く確実に切断することが望ましい。そこで、本実施形態では、第１の刃１８を３枚の刃１８ａ，１８ｂ，１８ｃで構成している。なお、第１の刃１８を１枚の刃で構成することも可能であるが、第２及び第３の刃１９，２０に比べて摩耗し易いため、刃の管理が煩雑になり易い。従って、第１の刃１８は３枚等、複数の刃で構成することが好ましい。

図４に示すように、はじめに第１の刃１８の刃１８ａが上セパレータ１２に比較的浅い筋を付けるように切り込み、それに続いて刃１８ｂがその筋に沿って上セパレータ１２を深く切断し、最後に刃１８ｃが上セパレータ１２の薄く残った部分を切断する。このように、３枚の刃１８ａ，１８ｂ，１８ｃによって徐々に上セパレータ１２を切断することで、各刃の切断抵抗が小さくなり、エラストマ本体１１の変形を防ぐことができる。また、刃１８ａではじめに深く切り込まないことで精度の良い筋道を形成することができ、後に続く刃１８ｂ、１８ｃの切断精度を高め、各刃の切断抵抗も最小限に留めることができ、エラストマ本体１１に影響を与えることなく上セパレータ１２を切断することができる。

また、第２の刃１９は、上セパレータ１２が切断された後、エラストマ本体１１のみを切断する。上セパレータ１２が既に切断され、下セパレータ１３で支えられた柔らかいエラストマ本体１１は、１枚の刃で比較的容易に精度良く切断することができる。

更に、第３の刃２０は、エラストマ本体１１が切断された後、下セパレータ１３のみを切断する。変形し易いエラストマ本体１１は既に切断されているため、下セパレータ１３は確実に切断できれば良いので、１枚の刃で切断することができる。

上記のようにシート状のエラストマ１０を切断することにより、短冊状の柔軟性樹脂４を形成することができる。

上記のように本実施形態では、第１乃至第３の刃１８，１９，２０の切り込み寸法の数値の設定及び管理をするだけで切断精度を高めることができ、高品質な柔軟性樹脂４を形成することができる。なお、第１乃至第３の刃１８，１９，２０にそれぞれ又はその一部にコーティングを施してエラストマ１０との離型性を良くすることで、切断精度を長期間保持するように構成することもできる。また、１セットの刃を備えた切断部材１７を１ユニットとすることで、アタッチメントとして着脱、交換を可能にすることができ、より取り扱い易くすることができる。

１ 面状ライトユニット
２ 半導体発光素子
３ 導光板
３ａ 入射部
３ｂ 凹部
３ｃ 出射面
４ 柔軟性樹脂
５ 基板
６ バックフレーム
７ フロントフレーム
８ 弾性支持部材
９ 光学シート
１０ エラストマ
１１ エラストマ本体
１２ 上セパレータ
１３ 下セパレータ
１４ 台
１５ 第１の治具
１６ 第２の治具
１７ 切断部材
１８ 第１の刃
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ 刃
１９ 第２の刃
２０ 第３の刃
２１ スライダ
２２ レール
２３ 調整機構
２４ 支持体
２５ ネジ機構
２６ スリーブ
２７ 反射シート

Claims (4)

1. 側端に入射面を有し、上面に出射面を有する導光板と、前記入射面の方向に光を照射する半導体発光素子と、前記導光板の入射面の溝部に嵌めこまれた透光性及び柔軟性を有する柔軟性樹脂と、を備えた面状ライトユニットにおける柔軟性樹脂の製造方法であって、
   エラストマ本体の上面及び下面に上セパレータと下セパレータが剥離可能に取り付けられたシート状のエラストマを押圧固定し、
   前記上セパレータを切断する第１の刃と、前記エラストマ本体を切断する第２の刃と、前記下セパレータを切断する第３の刃を備えた切断部材で前記エラストマを短冊状に切断することにより前記柔軟性樹脂を形成することを特徴とする面状ライトユニットにおける柔軟性樹脂の製造方法。
   
2. 前記第１の刃は、前記上セパレータをその厚み方向へ段階的に切断する複数の刃で構成されている請求項１に記載の面状ライトユニットにおける柔軟性樹脂の製造方法。
   
3. 前記切断部材は、前記第１乃至第３の刃の前記エラストマの厚み方向への切り込み寸法をそれぞれ調整する調整機構を備え、前記切り込み寸法の数値を管理することにより前記エラストマを切断する請求項２に記載の面状ライトユニットにおける柔軟性樹脂の製造方法。
   
4. 前記エラストマは、第１及び第２の治具により台上に水平方向及び垂直方向にそれぞれ押圧され、前記第１及び第２の治具が挟む位置にある切断部が前記切断部材で切断される請求項２に記載の面状ライトユニットにおける柔軟性樹脂の製造方法。

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