JP6917680B2 - 光学シート成形装置、光学シート成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、導光板などに用いられる光学シートを押出成形するための技術に関する。なお、本発明において、導光板は、光学用途の厚さの薄いシート（薄物シートとも言う）として構成されている。

例えば、携帯電話やスマートフォンなどの携帯端末の技術分野において、端末本体の薄型化に伴って、バックライトユニットの薄型化が要求されている。バックライトユニットは、例えば、導光板、拡散シート、プリズムシートなどで構成されている。導光板は、高屈折率を有する透明の樹脂で成形される。バックライトユニットの薄型化には、導光板の厚さを薄くさせた薄物導光板を成形することが不可欠となる。そこで、上記した要求に応えるべく、樹脂で光学用途の薄物シートを成形する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

薄物シートを成形可能な技術としては、射出成形と押出成形が想定される。この場合、押出成形は、射出成形よりも生産効率に優れた技術である。このため、押出成形技術によって樹脂製の薄物シートを成形することが望ましい。

特表２０１４−５０２５６８号公報

従来の押出成形技術において、表裏面が平坦で一定の厚さ（以下、基準厚さと言う）の薄物シートを連続的に成形する場合、例えば、押出機から押し出された溶融樹脂を、Ｔダイの流路を通してシート状に薄く広げて吐出し、その吐出したシート状の溶融樹脂を一対のロールで狭圧及び固化させることで、薄物シートを連続的に成形する技術が知られている。この技術において、Ｔダイの流路は、溶融樹脂をシート状に薄く広げる際に、当該Ｔダイの幅方向に亘って溶融樹脂の流量が均一となるように構成されている。

ところで、薄物シートを連続的に成形する技術は、表裏面が平坦な薄物シートの成形に限らず、表裏面または片面の全面に凹部と凸部が隣接して規則正しく配された凹凸模様のパターンシートの成形にも適用される。この場合、一対のロールの表面には、パターンシートに形成される凹凸模様を反転させた凸凹を有する型が設けられる。このとき、Ｔダイからは、表裏面が平坦な薄物シートの成形と同様に、幅方向に亘って流量が均一なシート状の溶融樹脂が吐出される。シート状の溶融樹脂が一対のロールに接地した際に、型の凸部から溢れた溶融樹脂が型の凹部に回り込むことで、樹脂量のバランスがとられる。このため、成形されたパターンシートの平均厚さは基準厚さとなる。

これに対して、表裏面が平坦な基準厚さの薄物シートを成形する場合において、予め設定された形状輪郭として、例えば、当該基準厚さを維持しつつ、薄物シートの表面を一部立体的に突出（厚肉化）させることはできない。

この場合、一対のロールの表面には、薄物シートの突出部（表面を一部立体的に突出させた部分）の形状を反転させた凹状溝の型のみが設けられる。換言すると、一対のロールの表面には、凹状溝に対応する凸状部は設けられていない。しかも、Ｔダイからは、表裏面が平坦な薄物シートの成形と同様に、幅方向に亘って流量が均一なシート状の溶融樹脂が吐出される。

そうなると、シート状の溶融樹脂が一対のロールに接地した際に、型の凹溝全体に行き渡る程の溶融樹脂の回り込み効果を得ることができない。即ち、立体的に突出（厚肉化）させるに必要な樹脂量を十分に賄うことができない。この結果、例えば、溶融樹脂が固化する際に生じる「ひけ」により、予め設定された形状輪郭の薄物シートを精度よく成形することができなくなってしまう場合がある。

本発明の目的は、予め設定された形状輪郭の光学シートを精度よく押出成形することが可能な光学シート成形技術を提供することにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、入光部と面発光部とを備えた導光板を成形可能に構成され、導光板において、入光部及び面発光部の双方の上面は、互いに平行に配置された平坦面として構成され、双方の上面の相互間には、傾斜面が構成され、導光板の下面が、双方の上面と平行に対向する連続した平坦面として構成されることにより、入光部が厚肉部として成形され、面発光部が薄肉部として成形される光学シート成形装置であって、樹脂原料を溶融・混練して溶融樹脂を生成する押出機と、互いに平行に対向する第１リップの第１スリット面と第２リップの第２スリット面との間の隙間として規定され、隙間通路を介してマニホールドと接続された吐出用スリットからシート状の溶融樹脂を吐出するＴダイと、を有する押出ユニットと、回転軸を中心に回転可能な主ロール及び押圧ロールを有し、主ロール及び押圧ロールがそれぞれ円筒形状の転写面を有する成形ロールユニットと、転写面の幅方向の片側を周方向に沿って連続的に窪ませることにより主ロールと押圧ロールの一方に１つ構成され、溝底面と溝底面の両側から転写面に向けて傾斜する２つの傾斜面を有し、溶融樹脂の一部に他の部分よりも厚肉化させた厚肉部を押出方向に沿って連続的に成形可能な厚肉部成形溝と、厚肉部成形溝に対する吐出用スリットの位置を調整可能な位置調整機構と、を有する。吐出スリットから吐出された溶融樹脂には、ネックイン現象により生じたネックイン部が押出方向に沿って連続的に構成されている。ネックイン部は、位置調整機構によって厚肉部成形溝に対向させて位置決めされ、シート状の溶融樹脂の幅方向において、導光板の半製品を１つ構成可能とした。

本発明によれば、予め設定された形状輪郭の光学シートを精度よく押出成形することが可能な光学シート成形技術を実現することができる。

一実施形態に係る光学シート成形装置の外観構成を示す斜視図。 Ｔダイの外観構成を示す斜視図。 Ｔダイの内部構成を示す断面図。 ネックイン部が厚肉部成形溝に対向して位置付けられた状態を模式的に示す図。 ディッケルによってネックイン部が厚肉部成形溝に対向して位置付けられた状態を模式的に示す図。 半製品の切断部分を示す断面図。 最終製品の導光板としての仕様を示す断面図。 変形例に係る押圧ロールの構成を示す断面図。 ネックイン部を厚肉部成形溝に対向させた場合（本発明サンプル）と、そうでない場合（従来サンプル）の半製品相互を比較した結果を示す断面図。

「一実施形態」
「光学シート成形装置の概要について」
本実施形態に係る光学シート成形装置は、導光板を成形可能に構成されている。導光板は、例えば、携帯電話やスマートフォンなどの携帯端末のバックライトユニットの構成として用いられている。導光板は、高屈折率を有する透明の樹脂で成形することができる。透明樹脂としては、例えば、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、シクロオレフィン系樹脂（ＣＯＰ）などの樹脂を適用することができる。

図７に示すように、光学用途の薄物導光板１は、入光部２と、面発光部３と、を備えている。入光部２は、面発光部３よりも厚肉化されている。ここで、面発光部３は、バックライトユニットの薄型化に伴って薄く成形することが要求される。これに対して、後述する光源７（例えば、ＬＥＤ）は、面発光部３と同程度に薄型化させることが技術的に困難である。よって、面発光部３を更に薄肉化させつつ、光源７からの光を漏れなく取り込むためには、入光部２の厚さを少なくとも光源７と同程度に厚肉化せざるを得ない。

入光部２の上面２ａ、及び、面発光部３の上面３ａは、平滑な平坦面として構成されている。双方の上面２ａ,３ａは、互いに平行に配置されている。一方、導光板１の下面１ｓは、入光部２から面発光部３に亘って連続して構成されている。導光板１の下面１ｓは、平滑な平坦面として構成されている。導光板１の下面１ｓは、双方の上面２ａ,３ａと平行に対向して構成されている。

入光部２において、双方の上面２ａ,３ａの相互間には、平滑な傾斜面４が構成されている。傾斜面４と、入光部２の上面２ａとの境界部分５は、角張っている。換言すると、傾斜面４と、入光部２の上面２ａとの境界部分５は、丸身を帯びていない。要するに、境界部分５において、入光部２の上面２ａから傾斜面４に向けて急峻に角度が変化する。

導光板１は、入光部２から面発光部３に亘って一体成形されている。入光部２には、入光面２ｂが構成されている。入光面２ｂは、上記した双方の上面２ａ,３ａと直交する方向に沿って広がっている。入光面２ｂは、例えば、矩形状を有している。入光面２ｂは、入光部２から面発光部３に向かって真っ直ぐに対峙するように構成されている。面発光部３の上面３ａには、例えば、拡散シート、プリズムシートなどの光拡散部品６が搭載されている。

ここで、光拡散部品６を搭載した導光板１を携帯端末に設置する。入光面２ｂに対向して光源７（例えば、ＬＥＤ）を配置する。これにより、携帯端末にバックライトユニットが構成される。かかる構成において、光源７から発せられた光は、入光面２ｂから入光部２に導光される。入光部２に導かれた光は、傾斜面４に沿って案内されて面発光部３に漏れなく伝搬する。面発光部３に伝搬した光は、光拡散部品６によって面状に拡散する。この結果、面発光部３から面状に均一な光を発生させることができる。

図１〜図３に示すように、光学シート成形装置８は、押出ユニット９と、成形ロールユニット１０と、厚肉部成形機構１１と、位置調整機構１２と、を有している。
押出ユニット９は、シート状の溶融樹脂１３ａを吐出可能に構成されている。
成形ロールユニット１０において、吐出されたシート状の溶融樹脂１３ａは、表面のみが固化した溶融樹脂１３ｂの状態にされる。例えば、非結晶性の樹脂では、ガラス転移点よりも低い温度まで温度調節される。この後、その全体が可撓性を有する固化状態の光学シート１３ｃが、矢印Ｆｐ方向に搬送される。
厚肉部成形機構１１は、溶融樹脂１３ａ,１３ｂに対して、他の部分よりも厚肉化させた厚肉部１４ｂを押出方向Ｆｐに沿って連続的に成形可能に構成されている。
位置調整機構１２は、成形ロールユニット１０に対する押出ユニット９の位置を調整可能に構成されている。

ここで、押出方向Ｆｐとは、例えば、押出ユニット９から成形ロールユニット１０に亘って連続した一連の押出経路に沿った方向を指す。一連の押出経路とは、押出ユニット９から重力（垂直）方向に沿って吐出された溶融樹脂１３ａが成形ロールユニット１０を通って送り出される一連のプロセス通路を指す。
「成形ロールユニット１０」
成形ロールユニット１０は、主ロール（第２ロール）１５と、押圧ロール（第１ロール）１６と、送出ロール（第３ロール）１７と、を備えている。３つのロール１５,１６,１７は、温度調節が可能なロールとして構成されている。３つのロール１５,１６,１７は、予め設定された一定の温度に保たれている。なお、設定温度は、溶融樹脂１３ａ,１３ｂを溶融させない温度で、かつ、固化しつつ柔軟性を維持可能な温度を指す。例えば、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）であれば、１００℃〜１４０℃の温度に設定される。

主ロール（第２ロール）１５は、円筒形状の転写面１５ｓを有している。転写面１５ｓは、鏡面仕上げとなっている。転写面１５ｓは、後述する吐出用スリット１８から吐出されたシート状の溶融樹脂１３ａを押出方向Ｆｐに沿って案内可能に構成されている。
押圧ロール（第１ロール）１６は、円筒形状の転写面１６ｓを有している。転写面１６ｓは、鏡面仕上げとなっている。転写面１６ｓは、溶融樹脂１３ａを主ロール１５の転写面１５ｓに向けて押圧可能に構成されている。
送出ロール（第３ロール）１７は、円筒形状の送出面１７ｓを有している。送出面１７ｓは、必ずしも鏡面仕上げとなっていなくてもよい。送出面１７ｓは、光学シート１３ｃを、押出方向Ｆｐに沿って送り出し可能に構成されている。

３つのロール１５,１６,１７は、それぞれ、１本の回転軸１５ｒ,１６ｒ,１７ｒを中心に回転可能に構成されている。３つの回転軸１５ｒ,１６ｒ,１７ｒは、水平方向に沿って互いに平行に配置されている。換言すると、３つの回転軸１５ｒ,１６ｒ,１７ｒは、重力（垂直）方向を横断（直交）する方向（水平方向）に沿って並んでいる。主ロール１５の回転方向は、他の２つのロール１６,１７の回転方向とは逆方向に設定されている。

かかる構成において、押出ユニット９から重力（垂直）方向に沿って吐出されたシート状の溶融樹脂１３ａは、主ロール１５と押圧ロール１６との間（接地点）を通過する。接地点を通過した溶融樹脂１３ａは、主ロール１５の転写面１５ｓに沿って搬送される間に、その表面のみが固化した溶融樹脂１３ｂとなる。かかる溶融樹脂１３ｂは、主ロール１５と送出ロール１７との間（接地点）を通った後、その全体が可撓性を有する固化状態の光学シート１３ｃとなる。かくして、光学シート１３ｃは、矢印Ｆｐ方向に搬送される。このとき、光学シート１３ｃは、薄物導光板１に至る半製品として、その厚さが設定される。

なお、図面にはベストモードの一例として、３つのロール１５,１６,１７を水平方向に沿って横並びさせた仕様が示されている。これに代えて、比較的好ましいモードとして、例えば、主ロール１５を中心にその両側のロール（押圧ロール１６、送出ロール１７）を傾斜させてもよい。ただし、３つのロール１５,１６,１７を重力（垂直）方向に沿って縦並びさせる仕様は、ベストモードとは言えない。

縦並び仕様では、押出ユニット９から主ロール１５と押圧ロール１６との間（接地点）に向けて樹脂を吐出することになる。このとき、吐出された樹脂は、主ロール１５と押圧ロール１６との間（接地点）に到達する前に、重力作用によって下方に引き寄せられて垂れ下がる。これにより、当該樹脂は、下方側のロール（例えば、押圧ロール１６）に先に接地し、比較的早期に固化が始まる。この結果、主ロール１５と押圧ロール１６との間での転写（成形）精度を一定に維持できなくなってしまう虞がある。

「厚肉部成形機構１１」
厚肉部成形機構１１は、主ロール１５及び押圧ロール１６の一方、或いは、双方に構成することができる。この場合、主ロール１５に厚肉部成形機構１１を構成することが好ましい。このため、図面には一例として、主ロール１５に構成された厚肉部成形機構１１が示されている。厚肉部成形機構１１は、主ロール１５の周方向に円環状の厚肉部成形溝１９を有している。厚肉部成形溝１９は、主ロール１５の転写面１５ｓに設けられている。

転写面１５ｓにおいて、厚肉部成形溝１９は、他の面よりも周方向に沿って連続的に窪ませて構成されている。厚肉部成形溝１９は、一定の厚さ（基準厚さ）の半製品（例えば、光学シート１３ｃ）に対して、他の部分よりも厚肉化させた部分（厚肉部１４ｂ）を押出方向Ｆｐに沿って連続的に成形する仕様に適用される。

本実施形態では、１個の半製品（薄物導光板１）を成形する仕様を想定している。この場合、主ロール１５の幅方向片側に厚肉部成形溝１９（厚肉部成形機構１１）を１つ構成すればよい。これにより、主ロール１５と押圧ロール１６との間を通過した溶融樹脂１３ａ,１３ｂに対して、他の部分よりも厚肉化させた厚肉部１４ｂを、押出方向Ｆｐに沿って連続的に成形させることができる。

「押出ユニット９」
押出ユニット９は、押出機２０と、Ｔダイ２１と、を備えている。押出機２０とＴダイ２１とは、連結管２２を通して互いに連結されている。押出機２０、連結管２２、Ｔダイ２１は、予め設定された温度に加熱され、その設定温度に保たれている。設定温度は、上記した３つのロール１５,１６,１７の設定温度よりも高い温度になっている。例えば、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）であれば、約２６０℃の温度に設定される。

押出機２０は、図示しないシリンダ及びホッパを備えている。シリンダは、１又は複数のスクリュ（図示しない）が回転可能に挿通されている。ここで、１つのスクリュがシリンダに挿通される仕様では、単軸押出機２０が構成される。複数（例えば、２つ）のスクリュがシリンダに挿通される仕様では、二軸押出機２０が構成される。

なお、ホッパは、シリンダに樹脂原料を投入可能に構成されている。ここで、例えば、ペレット状の樹脂原料をホッパから投入する。投入された樹脂原料は、シリンダ内において、回転するスクリュによって溶融されて混練される。溶融・混練された樹脂原料は、溶融状態でシリンダの先端に搬送される。シリンダの先端には、上記した連結管２２が設けられている。

シリンダの先端まで搬送された溶融樹脂は、連結管２２を通ってＴダイ２１に供給される。換言すると、押出機２０において、溶融樹脂が生成される。生成された溶融樹脂は、連結管２２を通ってＴダイ２１に供給される。Ｔダイ２１には、Ｔダイ加熱保温用ヒータ２３（図３参照）が設けられている。かかるヒータ２３によって、Ｔダイ２１は、予め設定された一定の温度に保たれている。このため、Ｔダイ２１に供給された溶融樹脂は、固化することは無く、一定の溶融状態に維持される。なお、Ｔダイ２１を一定の温度に保つための温度は、溶融樹脂の種類や用途に応じて設定されるため、ここでは特に数値限定はしない。

Ｔダイ２１は、供給された溶融樹脂をシート状に広げて吐出可能に構成されている。Ｔダイ２１は、例えば、連結管２２に連通したマニホールド２５ａと、マニホールド２５ａから延出した隙間通路２５ｂ（図３参照）と、を備えて構成されている。マニホールド２５ａは、上記した押出方向Ｆｐを横断する方向（即ち、後述するスリット１８の幅方向）に沿って延出している。隙間通路２５ｂは、マニホールド２５ａの幅方向に沿って平面状に広がっている。隙間通路２５ｂの一端は、マニホールド２５ａに接続されている。隙間通路２５ｂの他端は、スリット１８に接続されている。

Ｔダイ２１は、Ｔダイ本体２１ａと、固定リップ２１ｂと、可動リップ２１ｃと、を備えている。固定リップ２１ｂ及び可動リップ２１ｃは、締結ボルト２４によって、Ｔダイ本体２１ａに対して着脱自在に組み付けることができる。Ｔダイ本体２１ａに固定リップ２１ｂ及び可動リップ２１ｃを組み付けた状態において、Ｔダイ２１には、上記したマニホールド２５ａ及び隙間通路２５ｂが構成される。

「吐出用スリット１８」
Ｔダイ２１は、吐出用スリット１８（以下、スリットと言う）を備えている。スリット１８は、シート状の溶融樹脂１３ａを吐出可能に構成されている。スリット１８は、互いに平行に対向する２つのスリット面（第１スリット面１８ａ、第２スリット面１８ｂ）を有している。２つのスリット面（第１スリット面１８ａ、第２スリット面１８ｂ）は、凹凸の無い平坦な平面として構成されている。

ここで、スリット１８は、第１スリット面１８ａと、第２スリット面１８ｂとの間の隙間（リップ隙間Ｈとも言う）として規定されている。スリット１８は、上記した押出方向Ｆｐに沿った第１及び第２スリット面１８ａ,１８ｂの全長（流路長Ｌ（図３参照））に亘る範囲に規定されている。更に、スリット１８には、その先端に、吐出口１８ｃが設けられている。

具体的に説明すると、吐出口１８ｃは、Ｔダイ２１の先端に設けられている。Ｔダイ２１の先端とは、重力方向に沿って最も下方に相当する最下部を指す。吐出口１８ｃは、かかる最下部の端面（第１及び第２スリット面１８ａ,１８ｂの下端面）に構成されている。更に、Ｔダイ２１の先端には、２つのリップ（第１リップ２６ａ、第２リップ２６ｂ）が設けられている。第１リップ２６ａと第２リップ２６ｂとは、互いに間隔を存して対向配置されている。第１リップ２６ａは、上記した可動リップ２１ｃに設けられている。第２リップ２６ｂは、上記した固定リップ２１ｂに設けられている。

上記した第１及び第２スリット面１８ａ,１８ｂは、第１及び第２リップ２６ａ,２６ｂの対向面に１つずつ設けられている。即ち、第１スリット面１８ａは、第１リップ２６ａの対向面に設けられている。第２スリット面１８ｂは、第２リップ２６ｂの対向面に設けられている。かくして、第１スリット面１８ａと、第２スリット面１８ｂとの間の隙間領域（リップ隙間Ｈ）に亘って、上記したスリット１８が構成されている。

このような構成において、上記した吐出口１８ｃは、第１及び第２スリット面１８ａ,１８ｂの下端面に沿って、上記した押出方向Ｆｐを横断する方向（即ち、スリット１８の幅方向）に延出した細長い矩形状の開口として規定することができる。この場合、Ｔダイ２１（スリット１８、吐出口１８ｃ）から吐出された溶融樹脂１３ａは、その全体が細長い矩形状を有して落下する。このとき、後述するように、ネックイン（neck-in）現象によって、溶融樹脂１３ａの両縁部（両側部）には、押出方向Ｆｐに沿って、ネックイン部１３ｐが連続的に構成される。

Ｔダイ２１は、２つのリップ２６ａ,２６ｂ（第１及び第２スリット面１８ａ,１８ｂ）の相互の間隔（リップ隙間Ｈ）を調整可能なリップ隙間調整機構２７を備えている。リップ隙間調整機構２７は、複数のリップ調整ボルト２８を有している。複数のリップ調整ボルト２８は、互いに平行かつ等間隔に配置されている。リップ調整ボルト２８は、Ｔダイ２１に回転可能に支持されている。リップ調整ボルト２８の基端には、調整部２８ａが設けられている。リップ調整ボルト２８の先端には、押圧部２８ｂが設けられている。押圧部２８ｂは、２つのリップ２６ａ,２６ｂのいずれか一方に接触可能に構成されている。

図面には一例として、押圧部２８ｂを第１リップ２６ａに接触させたリップ調整ボルト２８が示されている。ここで、調整部２８ａを回転させる。押圧部２８ｂを前進させる。押圧部２８ｂから第１リップ２６ａに押圧力を作用させる。第１リップ２６ａを弾性変形させる。これにより、第１リップ２６ａを第２リップ２６ｂに接近させる。この結果、リップ隙間Ｈを狭めることができる。

逆に、調整部２８ａを逆方向に回転させる。押圧部２８ｂを後退させる。第１リップ２６ａに対する押圧部２８ｂからの押圧力を解除させる。第１リップ２６ａの弾性力により元の形状に復元させる。これにより、第１リップ２６ａを第２リップ２６ｂから離間させる。この結果、リップ隙間Ｈを拡げることができる。

「位置調整機構１２」
図１〜図２、図４に示すように、位置調整機構１２は、押出ユニット９及び成形ロールユニット１０を、回転軸１５ｒ,１６ｒ,１７ｒに沿って相対的に移動可能に構成されている。これにより、成形ロールユニット１０に対するスリット１８の位置を調整することができる。この場合、位置調整機構１２の仕様としては、下記３つのバリエーションを想定することができる。

第１バリエーションの仕様は、押出ユニット９を回転軸１５ｒ,１６ｒ,１７ｒに沿って移動させる。第２バリエーションの仕様は、成形ロールユニット１０を回転軸１５ｒ,１６ｒ,１７ｒに沿って移動させる。第３バリエーションの仕様は、押出ユニット９及び成形ロールユニット１０の双方を回転軸１５ｒ,１６ｒ,１７ｒに沿って同時に移動させる。

図面には一例として、第１バリエーションに係る位置調整機構１２の仕様が示されている。かかる仕様において、位置調整機構１２は、移動装置と、支持ユニットと、を有している。

移動装置は、回転軸１５ｒ,１６ｒ,１７ｒに沿って押出ユニット９を移動可能に構成されている。移動装置は、移動本体と、移動機構と、を備えている。移動本体としては、例えば、押出ユニット９に設けられた押出機２０を適用することができる。移動機構は、押出機（移動本体）２０を、予め設定された方向Ｓ１,Ｓ２に移動可能に構成されている。更に、移動機構は、例えば、２本のガイドレール２９と、複数のローラ３０と、制御部（図示しない）と、を備えている。

２本のガイドレール２９は、回転軸１５ｒ,１６ｒ,１７ｒに沿って互いに平行に配置されている。複数のローラ３０は、押出機（移動本体）２０に回転可能に設けられている。ローラ３０は、ガイドレール２９に沿って転動可能に構成されている。制御部は、ローラ３０の回転状態（例えば、回転方向、回転速度、回転数）を制御可能に構成されている。制御部には、ローラ３０を回転させるためのサーボモータ（図示しない）が搭載されている。

かかる移動装置によれば、制御部によってローラ３０を駆動制御する。これにより、ローラ３０をガイドレール２９に沿って転動させることができる。この結果、ローラ３０の回転移動に追従して、押出機（移動本体）２０を矢印Ｓ１,Ｓ２方向に前進及び後退させることができる。即ち、矢印Ｓ１方向に前進させることで、押出機（移動本体）２０を、回転軸１５ｒ,１６ｒ,１７ｒに沿って成形ロールユニット１０に接近させることができる。逆に、矢印Ｓ２方向に後退させることで、押出機（移動本体）２０を、回転軸１５ｒ,１６ｒ,１７ｒに沿って成形ロールユニット１０から離間させることができる。

支持ユニットは、支持本体と、連結機構と、を備えている。連結機構は、支持本体を押出機（移動本体）２０に連結可能に構成されている。連結機構としては、例えば、押出ユニット９に設けられた連結管２２を適用することができる。

支持本体は、スリット１８を支持可能に構成されている。支持本体としては、例えば、押出ユニット９に設けられたＴダイ２１を適用することができる。Ｔダイ２１には、スリット１８が設けられている。換言すると、スリット１８は、Ｔダイ２１に支持された状態となっている。ここで、Ｔダイ（支持本体）２１の向き及び位置を、予め設定された方向に調整する。

Ｔダイ（支持本体）２１の向き調整では、例えば、細長い矩形状の吐出口１８ｃの向きを、回転軸１５ｒ,１６ｒ,１７ｒに沿って平行に整列させる。これにより、スリット１８が、回転軸１５ｒ,１６ｒ,１７ｒに沿って平行に支持される。この結果、シート状の溶融樹脂１３ａを、スリット１８から回転軸１５ｒ,１６ｒ,１７ｒに沿って平行に吐出可能となる。

Ｔダイ（支持本体）２１の位置調整では、吐出口１８ｃ（スリット１８）の位置を、主ロール１５と押圧ロール１６との間に一致させる。換言すると、吐出口１８ｃ（スリット１８）を、主ロール１５と押圧ロール１６との間の真上に位置決めする。これにより、吐出口１８ｃ（スリット１８）は、回転軸１５ｒ,１６ｒ,１７ｒに平行に、かつ、押出方向Ｆｐを横断する方向に一定の大きさの隙間（リップ隙間Ｈ）を有して構成される。かくして、溶融樹脂１３ａを、互いに回転する主ロール１５と押圧ロール１６との間に供給させることができる。

かかる構成において、スリット１８を支持するＴダイ（支持本体）２１は、連結管（連結機構）２２を介して、押出機（移動本体）２０に連結されている。ここで、例えば、制御部（サーボモータ）によって、ローラ３０をガイドレール２９に沿って転動させる。押出機（移動本体）２０を矢印Ｓ１,Ｓ２方向に前進及び後退させる。このとき、前進及び後退の運動は、連結管（連結機構）２２を介して、Ｔダイ（支持本体）２１に伝達される。これにより、押出機（移動本体）２０の移動（前進、後退）に追従させて、Ｔダイ（支持本体）２１を移動させることができる。この結果、主ロール１５と押圧ロール１６との間の真上において、スリット１８を、回転軸１５ｒ,１６ｒ,１７ｒに沿って平行に移動させることができる。

なお、成形ロールユニット１０を回転軸１５ｒ,１６ｒ,１７ｒに沿って移動させる第２バリエーション及び第３バリエーションに係る位置調整機構（図示せず）は、成形ロールユニット１０を回転軸１５ｒ,１６ｒ,１７ｒに沿って移動させる移動機構（図示せず）を有している。この移動機構は、第１バリエーションに係る位置調整機構１２の移動機構と同様に、例えば、成形ロールユニット１０に設けられたローラをガイドレールに沿って転動させることにより、成形ロールユニット１０を回転軸１５ｒ,１６ｒ,１７ｒに沿って移動させることができる。

「ネックイン部１３ｐの位置調整」
Ｔダイ２１（スリット１８、吐出口１８ｃ）から吐出されたシート状の溶融樹脂１３ａには、押出方向Ｆｐに沿って、ネックイン部１３ｐが連続的に構成される。ネックイン部１３ｐは、ネックイン（neck-in）現象によって、溶融樹脂１３ａの両縁部（両側部）に構成される。

ネックイン現象とは、押出方向Ｆｐを横断する方向（即ち、スリット１８の幅方向）において、言い換えれば、Ｔダイ２１から吐出されたシート状の溶融樹脂１３ａの幅方向において、シート状の溶融樹脂１３ａが収縮し、その幅が狭くなる現象である。このときのシート状の溶融樹脂１３ａの収縮は、幅方向の両端部で著しく大きく生じ、内側になるに従って減少し、特定の位置より内側では生じない。従って、シート状の溶融樹脂１３ａの幅方向の両端部は、その厚さが厚くなり、両端部からそれぞれの端部に対応する特定の位置までの間でその厚さが減少し、特定の位置より内側では、一定の厚さ（基準厚さ）となる。

このネックイン現象は、Ｔダイ２１から吐出されたシート状の溶融樹脂１３ａの表面張力、溶融弾性特性およびシート状の溶融樹脂１３ａの押出方向Ｆｐへの引張張力の合成力が作用して発生するものと考えられており、樹脂の種類により収縮の程度は異なるが、必ず発生する現象である。

ネックイン部１３ｐは、幅方向の両端部からそれぞれの端部に対応する特定の位置までの両縁部（両側部）を指し、特定の位置の内側のシート状の溶融樹脂１３ａの一定の厚さ（基準厚さ）よりも、厚さが厚くなる部分を指す。言い換えれば、ネックイン部１３ｐは、シート状の溶融樹脂１３ａのうち、押出方向Ｆｐを横断する方向の両縁部（両側部）に構成されている。ネックイン部１３ｐの厚さＷ１は、両縁部（両側部）を除いた他の部分（中央部、中間部）の厚さＷ２よりも厚くなっている（図４参照）。

なお、従来、ネックイン部１３ｐは、基準厚さ（一定の厚さ）よりも、厚さが厚くなるため、半製品、製品として使用されていない。ネックイン部１３ｐは、切断された後、廃棄またはリサイクルされている。

ここで、上記した位置調整機構１２は、スリット１８（吐出口１８ｃ）の位置を調整することで、ネックイン部１３ｐを、上記した厚肉部成形溝１９に対向させて位置決め可能に構成されている。厚肉部成形溝１９は、主ロール１５（転写面１５ｓ）の片側に沿って周方向に連続して構成されている。

厚肉部成形溝１９は、溝底面１９ａと、２つの傾斜面（第１傾斜面１９ｂ、第２傾斜面１９ｃ）と、を備えている。溝底面１９ａは、例えば、水平方向Ｅ（回転軸１５ｒ方向）に沿って平行に構成されている。第１及び第２傾斜面１９ｂ,１９ｃは、溝底面１９ａの両側から転写面１５ｓに向けて傾斜している。第１及び第２傾斜面１９ｂ,１９ｃは、末広がり状の勾配（傾斜角θ１,θ２）を有している。

この場合、第１傾斜面１９ｂによって成形される部分は、上記した薄物導光板１（図７参照）の傾斜面４に相当する。かかる傾斜面４は、光源７から発せられた光を、漏れなく面発光部３に伝搬させるのに最適な角度に設定する必要がある。このため、第１傾斜面１９ｂの傾斜角θ１は、０°＜θ１＜３０°なる範囲に設定されている。

更に、ネックイン部１３ｐと、厚肉部成形溝１９との位置合わせに際し、ネックイン部１３ｐの立ち上がり部１３ｄを、厚肉部成形溝１９の第１傾斜面１９ｂに対向させることが好ましい。なお、立ち上がり部１３ｄは、ネックイン部１３ｐが構成された両縁部（両側部）と、他の部分（中央部、中間部）との境界領域の近傍に位置付けられる。

これに対して、第２傾斜面１９ｃは、溶融樹脂１３ａを厚肉部成形溝１９に押し留めるストッパ壁としての機能を有している。このため、第２傾斜面１９ｃの傾斜角θ２は、特に数値限定されていない。厚肉部成形溝１９から溶融樹脂１３ａが流れ出ないような傾斜角θ２であればよい。

なお、同じ樹脂であっても、分子量の高いグレードは高粘度となり、ネックイン現象によるシート状の溶融樹脂１３ａの収縮の程度が小さくなる。この場合、厚肉部成形溝１９に対して、ネックイン部１３ｐの立ち上がり部１３ｄの溶融樹脂量が不足することが考えられる。この対処として、吐出用スリット１８の第１スリット面１８ａまたは第２スリット面１８ｂの立ち上がり部１３ｄに対応する位置に、例えば、深さ０．１ｍｍ程度の溝部を設けて、その範囲だけ吐出用スリット１８から吐出される溶融樹脂量を増加させてもよい。

「光学シート成形方法」
図１〜図２、図４に示すように、押出機２０から溶融樹脂を押し出す。このときの押出圧力によって、溶融樹脂が、連結管２２からＴダイ２１に供給される。Ｔダイ２１に供給された溶融樹脂は、スリット１８を通過する。このとき、スリット１８からシート状の溶融樹脂１３ａが吐出される。吐出された溶融樹脂１３ａには、その両縁部（両側部）に、ネックイン部１３ｐが構成されている。位置調整機構１２によって、ネックイン部１３ｐを、厚肉部成形溝１９に対向させて位置決めする。かかる位置決めでは、熱膨張による連結管２２の伸び量を考慮しつつ、同時に、ネックイン部１３ｐを、厚肉部成形溝１９に対向させて位置決めすることができる。かくして、初期設定が完了する。なお、当該プロセスでは、試験的に溶融樹脂１３ａを吐出させる必要がある。

ここで、上記した初期設定プロセスに代えて、他のプロセスを適用してもよい。他のプロセスにおいて、例えば、ネックイン部１３ｐの構成位置、及び、熱膨張による連結管２２の伸び量を予想する。かかる予想値に基づいて、位置調整機構１２によって、ネックイン部１３ｐを、厚肉部成形溝１９に対向させて位置決めする。かくして、初期設定が完了する。当該他のプロセスでは、試験的に溶融樹脂１３ａを吐出させる必要はない。

初期設定の完了後、スリット１８からシート状の溶融樹脂１３ａを吐出させる。吐出された溶融樹脂１３ａは、主ロール１５と押圧ロール１６との間（接地点）を挟圧されつつ通過する。このとき、溶融樹脂１３ａには、厚肉部成形溝１９の形状輪郭に一致した厚肉部１４ｂが成形される。厚肉部１４ｂは、他の部分よりも厚肉化しており、押出方向Ｆｐに沿って連続的に成形される。続いて、切断プロセスにおいて（図６参照）、厚肉部１４ｂを、予め設定された切断ライン３１に沿って切断する。これにより、薄物導光板１に至る半製品が１つ構成される。

次に、当該半製品において、厚肉部１４ｂの反対側に対向して成形された余剰部分３２を、予め設定された切断ライン３３に沿って切断する。そして、押出方向Ｆｐに所定の間隔で裁断する。これにより、入光部２から面発光部３に亘って一体成形された薄物導光板１（図７参照）が構成される。

続いて、かかる薄物導光板１において、面発光部３となるべき薄肉部１４ａに対して各種の表面処理が施される。これにより、最終製品としての薄物導光板１が完成する。この後、面発光部３の上面３ａに光拡散部品６（例えば、拡散シート、プリズムシートなど）を搭載する。かくして、携帯端末のバックライトユニット（図７参照）が完成する。

「実施形態の効果について」
本実施形態によれば、押出機（移動本体）２０を矢印Ｓ１,Ｓ２方向（回転軸１５ｒ,１６ｒ,１７ｒに平行な方向）に前進及び後退させる。このとき、前進及び後退の運動は、連結管（連結機構）２２を介して伝達され、Ｔダイ（支持本体）２１を移動させる。かくして、Ｔダイ２１（スリット１８、吐出口１８ｃ）から吐出されたシート状の溶融樹脂１３ａにおいて、そのネックイン部１３ｐが厚肉部成形溝１９に対向させて位置決めされる。これにより、半製品の厚肉部１４ｂ（導光板１の入光部２）の形状輪郭が精度よく成形される。この結果、半製品（薄物導光板１）に用いられる光学シートを、予め設定された形状輪郭に沿って精度よく押出成形することができる。

ところで、Ｔダイ（支持本体）２１の移動方向と、当該Ｔダイ（支持本体）２１に対する連結管（連結機構）２２の連結方向とが異なる場合、熱膨張による連結管（連結機構）２２の伸び量を考慮したＴダイ（支持本体）２１の移動と、ネックイン部１３ｐを厚肉部成形溝１９に対向させるためのＴダイ（支持本体）２１の移動と、を別々に行わなければならない。

そこで、本実施形態によれば、Ｔダイ（支持本体）２１の移動方向と、当該Ｔダイ（支持本体）２１に対する連結管（連結機構）２２の連結方向とを同一方向（例えば、回転軸１５ｒ,１６ｒ,１７ｒに平行な方向）に設定する。これにより、Ｔダイ（支持本体）２１を一方向に移動させるだけで、熱膨張による連結管２２の伸び量を考慮しつつ、同時に、ネックイン部１３ｐを厚肉部成形溝１９に対向させて位置決めすることができる。

本実施形態によれば、押出方向Ｆｐを横断する方向（即ち、スリット１８の幅方向）において、言い換えれば、Ｔダイ２１から吐出されたシート状の溶融樹脂１３ａの幅方向において、薄物導光板１に至る半製品が１つ構成する仕様である。これにより、Ｔダイ（支持本体）２１の小型化を図ることができる。この結果、位置調整機構１２の構成を簡略化することが可能となり、装置全体のコンパクト化を図ることができる。

本実施形態によれば、半製品（薄物導光板１）の形状輪郭において、入光部２の上面２ａを、凹凸の無い平坦面状に成形することができる。これにより、光源７（例えば、ＬＥＤ）から発せられた光を、入光面２ｂから漏れなく取り込んで、入光部２に円滑に導光させことができる。この結果、導光効率に優れた半製品（薄物導光板１）を実現することができる。

本実施形態によれば、半製品（薄物導光板１）の形状輪郭において、傾斜面４と、入光部２の上面２ａとの境界部分５を角張らせることができる。換言すると、傾斜面４と、入光部２の上面２ａとの境界部分５を、丸身を帯びないように構成することができる。要するに、境界部分５において、入光部２の上面２ａから傾斜面４に向けて急峻に角度を変化させることができる。これにより、入光部２に導光した光を、傾斜面４に沿って漏れなく面発光部３に伝搬させることができる。この結果、面発光部３から面状に均一な光を発生させることができる。

「実施形態の効果の実証試験」
ネックイン部１３ｐを厚肉部成形溝１９に対向させて位置決した発明仕様と、そうでない従来仕様とを準備する。そして、双方に共通の試験用装置（即ち、光学シート成形装置８）を用意する。

試験用装置のスペックは、以下の通りである。
押出機 ：同方向回転２軸混練押出機 スクリュ呼径２８ｍｍ
Ｔダイ ：幅３３０ｍｍ リップ隙間０.８ｍｍ
３つのロール ：直径１８０ｍｍ 面長４００ｍｍ
主ロール ：片側に深さ０.１５ｍｍの溝
溶融樹脂の押出量（流量） ：２０ｋｇ／ｈ ポリカーボネート原料
最終製品（導光板）の厚さ ：厚肉部（入光部）の厚さ０.３５ｍｍ
薄肉部（面発光部）の厚さ０.２ｍｍ
図９には、試験結果が示されている。即ち、発明仕様で得られる半製品の断面写真（本発明サンプル）と、従来仕様で得られる半製品の断面写真（従来サンプル）と、が示されている。双方の断面写真の間には、最適な製品輪郭が示されている。かかる試験結果によれば、製品輪郭の製品化領域において、従来仕様の半製品では「ひけ」が発生しているのに対して、発明仕様の半製品には「ひけ」が発生していないことが分かる。この結果、上記した効果を得られることが実証された。

「変形例」
上記した実施形態において、成形ロールユニット１０の押圧ロール（第１ロール）１６は、その外周が弾性変形しない仕様を想定しているが、これに代えて、弾性変形可能な外周を有する押圧ロール１６を適用してもよい。図８に示すように、本変形例の押圧ロール１６は、外筒３４と、内筒３５と、温度調節媒体３６と、を備えている。外筒３４は、内筒３５の外側に配置されている。温度調節媒体３６は、外筒３４と内筒３５との間に隙間なく充填又は循環されている。外筒３４と内筒３５は、押圧ロール１６の回転軸１６ｒに対して同心円状に設けられている。

内筒３５は、剛性を有している。内筒３５は、弾性変形し難く構成されている。内筒３５は、金属材料で構成されている。一方、外筒３４は、弾性を有している。外筒３４は、弾性変形可能に構成されている。外筒３４は、金属材料で構成されている。この場合、外筒３４は、内筒３５よりも薄肉化されている。外筒３４を薄肉化させることで、弾性変形し易くなる。

かかる構成によれば、Ｔダイ２１のスリット１８から吐出したシート状の溶融樹脂１３ａを、主ロール（第２ロール）１５の転写面１５ｓに向けて押圧する際、外筒３４は、転写面１５ｓに沿って弾性変形する。これにより、溶融樹脂１３ａを主ロール１５の厚肉部成形溝１９に沿って隙間なく密着させることができる。この結果、溶融樹脂１３ａを主ロール１５の転写面１５ｓの幅方向全体に亘って均一に押し付けることができる。

この場合、外筒３４のうち、溶融樹脂１３ａに接触する部分は、鏡面仕上げにすることが好ましい。これにより、半製品（薄物導光板１）の下面１ｓを平滑な平坦面として構成することができる。半製品（薄物導光板１）の下面１ｓを入光部２の上面２ａ、及び、面発光部３の上面３ａと平行に対向させることができる。この結果、半製品としての薄物導光板１の光学特定を一定に維持することができる。なお、これ以外の構成及び効果は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

「変形例」
上記した実施形態において、上記した初期設定を行う際に、加えて、当該初期設定後におけるネックイン部１３ｐの位置調整を行う際に、例えば、図５に示すように、ディッケル（dickel）３７によってＴダイ２１のスリット１８（吐出口１８ｃ）を制限するようにしてもよい。ディッケル３７は、スリット１８（吐出口１８ｃ）を一部覆うようにセットすることが可能である。そうすると、使用目的や用途に応じ、溶融樹脂１３ａの吐出範囲を狭めたり広げたりして、調整することができる。これにより、例えば、ネックイン部１３ｐと厚肉部成形溝１９との位置合わせを高精度に行うことができる。この結果、品質精度の高い光学シートを成形することが可能となる。なお、これ以外の構成及び効果は、上記した実施形態と同様であるため、その説明は省略する。

８…光学シート成形装置、９…押出ユニット、１０…成形ロールユニット、
１１…厚肉部成形機構、１２…位置調整機構、１３ａ,１３ｂ…溶融樹脂、
１３ｐ…ネックイン部、１５…主ロール（第２ロール）、
１６…押圧ロール（第１ロール）、１７…送出ロール（第３ロール）、
１８…吐出用スリット、１９…厚肉部成形溝、２０…押出機、２１…Ｔダイ。

Claims (6)

1. 入光部と面発光部とを備えた導光板を成形可能に構成され、
   前記導光板において、
   前記入光部及び前記面発光部の双方の上面は、互いに平行に配置された平坦面として構成され、
   双方の前記上面の相互間には、傾斜面が構成され、
   前記導光板の下面が、双方の前記上面と平行に対向する連続した平坦面として構成されることにより、前記入光部が厚肉部として成形され、前記面発光部が薄肉部として成形される光学シート成形装置であって、
   樹脂原料を溶融・混練して溶融樹脂を生成する押出機と、
   互いに平行に対向する第１リップの第１スリット面と第２リップの第２スリット面との間の隙間として規定され、隙間通路を介してマニホールドと接続された吐出用スリットからシート状の前記溶融樹脂を吐出するＴダイと、を有する押出ユニットと、
   吐出された前記溶融樹脂を固化させつつ押出方向に搬送するように、前記押出方向を横断する方向に沿って配置された回転軸を中心に回転可能な主ロール及び押圧ロールを有し、前記主ロール及び前記押圧ロールがそれぞれ円筒形状の転写面を有する成形ロールユニットと、
   前記転写面の幅方向の片側を周方向に沿って連続的に窪ませることにより前記主ロールと前記押圧ロールの一方に１つ構成され、溝底面と前記溝底面の両側から前記転写面に向けて傾斜する２つの傾斜面を有し、前記溶融樹脂の一部に他の部分よりも厚肉化させた厚肉部を前記押出方向に沿って連続的に成形可能な厚肉部成形溝と、
   前記厚肉部成形溝に対する前記吐出用スリットの位置を調整可能な位置調整機構と、を有し、
   前記吐出用スリットから吐出された前記溶融樹脂には、ネックイン現象により生じたネックイン部が前記押出方向に沿って連続的に構成され、
   前記ネックイン部は、前記位置調整機構によって前記厚肉部成形溝に対する前記吐出用スリットの位置を調整することで、前記厚肉部成形溝に対向させて位置決めされ、
   シート状の前記溶融樹脂の幅方向において、前記導光板の半製品を１つ構成可能とした光学シート成形装置。
2. 前記位置調整機構は、
   前記回転軸に沿って前記押出ユニットを移動可能な移動装置を有し、
   前記移動装置によって前記押出ユニットを移動させることで、前記吐出用スリットを前記回転軸に沿って平行に移動させる請求項１に記載の光学シート成形装置。
3. 前記位置調整機構は、
   前記回転軸に沿って前記成形ロールユニットを移動可能な移動機構を有し、
   前記移動機構によって前記成形ロールユニットを移動させることで、前記厚肉部成形溝を前記回転軸に沿って平行に移動させる請求項１に記載の光学シート成形装置。
4. 前記位置調整機構は、
   前記吐出用スリットの一部を覆うディッケルを有し、
   前記ディッケルによって前記吐出用スリットを制限することで、前記溶融樹脂の吐出範囲を調整する請求項２又は３に記載の光学シート成形装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の前記光学シート成形装置を用いた光学シート成形方法であって、
   前記押出ユニットの前記吐出用スリットから、前記溶融樹脂をシート状に吐出することと、
   吐出された前記溶融樹脂を、前記成形ロールユニットによって固化させつつ前記押出方向に搬送することと、
   前記溶融樹脂の一部に他の部分よりも厚肉化させた厚肉部を、前記厚肉部成形溝によって前記押出方向に沿って連続的に成形することと、
   前記位置調整機構によって前記厚肉部成形溝に対する前記吐出用スリットの位置を調整することと、を含み、
   吐出された前記溶融樹脂には、ネックイン現象により生じた前記ネックイン部が前記押出方向に沿って連続的に構成され、
   前記ネックイン部は、前記位置調整機構によって前記厚肉部成形溝に対する前記吐出用スリットの位置を調整することで、前記厚肉部成形溝に対向させて位置決めされている光学シート成形方法。
6. 前記厚肉部を、当該厚肉部に沿って切断することと、
   前記厚肉部の反対側に対向して成形される余剰部分を切断することと、を更に含む請求項５に記載の光学シート成形方法。

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