TWI644777B - Optical sheet forming device and optical sheet forming method - Google Patents

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TWI644777B
TWI644777B TW106113310A TW106113310A TWI644777B TW I644777 B TWI644777 B TW I644777B TW 106113310 A TW106113310 A TW 106113310A TW 106113310 A TW106113310 A TW 106113310A TW I644777 B TWI644777 B TW I644777B
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湯川大地
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東芝機械股份有限公司
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Abstract

一種光學薄片成形技術，係具有：擠出單元(9)，其是具有吐出用狹縫(18)；及成形輥單元(10)，其是具有以旋轉軸作為中心而能夠旋轉的輥子(15、16、17)；及厚壁部成形槽(19)，其是設置於成形輥單元；以及位置調整機構(12)，其是能夠調整吐出用狹縫(18)對厚壁部成形槽的位置。在所吐出的熔融樹脂(13a)中，係沿著擠出方向(Fp)連續地構成有藉由頸縮現象所產生的頸縮部(13p)。頸縮部(13p)，係藉由位置調整機構(12)使其對向定位於厚壁部成形槽(19)。

Description

光學薄片成形裝置及光學薄片成形方法
本發明係關於一種用以擠出成形例如導光板等中所用之光學薄片的技術。再者，在本發明中，導光板，係構成作為光學用途之厚度較薄的薄片(也稱為薄片材)。
例如，在行動電話或智慧型手機(smartphone)等之可攜式終端的技術領域中，伴隨終端本體之薄型化，有被要求背光源單元(backlight unit)之薄型化。背光源單元，例如是由導光板、擴散薄片、稜鏡片(prism sheet)等所構成。導光板，係由具有高折射率的透明之樹脂所成形。在背光源單元之薄型化中，不可或缺的是成形使導光板厚度形成較薄的薄導光板。於是，為了符合上面所述之要求，有提出一種以樹脂來成形光學用途之薄片材的技術(例如，參照專利文獻1)。
作為能夠成形薄片材的技術，係假定有射出成形和擠出成形。在此情況下，擠出成形，係比射出成形在生產效率上更為優異的技術。因此，較佳是藉由擠出成形技術來成形樹脂製的薄片材。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特表2014-502568號公報
在習知的擠出成形技術中，已知有一種以下的技術：在連續地成形表背面為平坦且具有一定厚度(以下，稱為基準厚度)之薄片材的情況下，例如，將從擠出機所擠出的熔融樹脂，通過T型模具之流路薄薄地擴展成薄片狀並予以吐出，且使該吐出的薄片狀之熔融樹脂由一對輥子窄壓及固化，藉此連續地成形薄片材。在該技術中，T型模具之流路，係構成在將熔融樹脂薄薄地擴展成薄片狀時，使熔融樹脂之流量遍及於該T型模具之寬度方向成為均一。
可是，連續地成形薄片材的技術，並不限於表背面為平坦的薄片材之成形，而是也能應用於在表背面或單片之全面上由凹部和凸部所鄰接並有規則地配置所得的凹凸圖案(uneven pattern)之圖案薄片(pattern sheet)的成形中。在此情況下，在一對輥子之表面，係設置有具有使形成於圖案薄片之凹凸圖案反轉之凹凸的模具。此時，從T型模具，會與表背面為平坦的薄片材之成形同樣，遍及於寬度方向地吐出流量為均一的薄片狀之熔融樹脂。在薄片狀之熔融樹脂已接地於一對輥子時，藉由從模具之凸部溢出的熔融樹脂繞進模具之凹部內，就可取得樹脂量之平 衡。因此，所成形的圖案薄片之平均厚度係成為基準厚度。
相對於此，在成形表背面為平坦的基準厚度之薄片材的情況下，例如，並無法一邊維持該基準厚度，且一邊使薄片材之表面一部分立體地突出(厚壁化)，來作為事先設定的形狀輪廓。
在此情況下，在一對輥子之表面，係僅設置有使薄片材之突出部(使表面一部分立體地突出的部分)之形狀反轉後的凹狀槽之模具。換言之，在一對輥子之表面，並未設置有對應於凹狀槽的凸狀部。而且，從T型模具，會與表背面為平坦的薄片材之成形同樣，遍及於寬度方向地吐出流量均一的薄片狀之熔融樹脂。
如此，就無法在薄片狀之熔融樹脂已接地於一對輥子時，獲得熔融樹脂繞進及於模具之凹槽整體程度的功效。亦即，無法充分地供應使其立體地突出(厚壁化)所需的樹脂量。結果，例如，藉由熔融樹脂固化時所產生的「凹痕」，有的情況無法精度佳地成形事先設定的形狀輪廓之薄片材。
本發明之目的係在於提供一種能夠精度佳地擠出成形事先設定的形狀輪廓之光學薄片的光學薄片成形技術。
為了達成此種目的，本發明係具有：擠出單元，其是具有吐出用狹縫；及成形輥單元，其是具有以旋轉軸作為 中心而能夠旋轉的輥子；及厚壁部成形槽，其是設置於成形輥單元；以及位置調整機構，其是能夠調整吐出用狹縫對厚壁部成形槽的位置。在從吐出用狹縫所吐出的熔融樹脂中，係沿著擠出方向連續地構成有藉由頸縮現象所產生的頸縮部。頸縮部，係藉由位置調整機構對向定位於厚壁部成形槽。
依據本發明，可以實現能夠精度佳地擠出成形事先設定的形狀輪廓之光學薄片的光學薄片成形技術。
1‧‧‧薄導光板
1s‧‧‧下表面
2‧‧‧入光部
2a、3a‧‧‧上表面
2b‧‧‧入光面
3‧‧‧面發光部
4‧‧‧傾斜面
5‧‧‧境界部分
6‧‧‧光擴散零件
7‧‧‧光源
8‧‧‧光學薄片成形裝置
9‧‧‧擠出單元
10‧‧‧成形輥單元
11‧‧‧厚壁部成形機構
12‧‧‧位置調整機構
13a、13b‧‧‧熔融樹脂
13c‧‧‧光學薄片
13d‧‧‧豎起部
13p‧‧‧頸縮部
14a‧‧‧薄壁部
14b‧‧‧厚壁部
15‧‧‧主輥(第二輥)
15r、16r、17r‧‧‧旋轉軸
15s、16s‧‧‧轉印面
16‧‧‧加壓輥(第一輥)
17‧‧‧送出輥(第三輥)
17s‧‧‧送出面
18‧‧‧吐出用狹縫
18a‧‧‧第一狹縫面
18b‧‧‧第二狹縫面
18c‧‧‧吐出口
19‧‧‧厚壁部成形槽
19a‧‧‧槽底面
19b‧‧‧第一傾斜面
19c‧‧‧第二傾斜面
20‧‧‧擠出機
21‧‧‧T型模具
21a‧‧‧T型模具本體
21b‧‧‧固定唇部
21c‧‧‧可動唇部
22‧‧‧連結管
23‧‧‧T型模具加熱保溫用加熱器
24‧‧‧緊固連結螺栓
25a‧‧‧歧管
25b‧‧‧間隙通路
26a‧‧‧第一唇部
26b‧‧‧第二唇部
27‧‧‧唇部間隙調整機構
28‧‧‧唇部調整螺栓
28a‧‧‧調整部
28b‧‧‧加壓部
29‧‧‧導軌
30‧‧‧輥子
31、33‧‧‧切斷線
32‧‧‧多餘部分
34‧‧‧外筒
35‧‧‧內筒
36‧‧‧溫度調節媒體
37‧‧‧定邊板
E‧‧‧水平方向
Fp‧‧‧擠出方向
H‧‧‧唇部間隙
L‧‧‧流路長度
W1、W2‧‧‧厚度
θ 1、θ 2‧‧‧傾斜角
圖1係顯示一實施形態的光學薄片成形裝置之外觀構成的立體圖。
圖2係顯示T型模具之外觀構成的立體圖。
圖3係顯示T型模具之內部構成的剖視圖。
圖4係示意性地顯示頸縮部對向定位於厚壁部成形槽之狀態的示意圖。
圖5係示意性地顯示藉由定邊板使頸縮部對向定位於厚壁部成形槽之狀態的示意圖。
圖6係顯示半製品之切斷部分的剖視圖。
圖7係顯示作為最終製品之導光板的規格之剖視圖。
圖8係顯示變化例的加壓輥之構成的剖視圖。
圖9係顯示比較使頸縮部對向於厚壁部成形槽的情況 (本發明樣本)、和非為該情況(習知樣本)之半製品彼此的結果之剖視圖。
「一實施形態」 「有關光學薄片成形裝置之概要」
本實施形態的光學薄片成形裝置，係構成能夠成形導光板。導光板，例如是被使用作為行動電話或智慧型手機等之可攜式終端的背光源單元之構成。導光板，係可以由具有高折射率的透明之樹脂所成形。作為透明樹脂，例如可以應用丙烯酸(acrylic)樹脂(PMMA：polymethyl methacrylate；聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯(polycarbonate)樹脂(PC：polycarbonate)、環烯烴(cycloolefin)系樹脂(COP：cycloolefin polymer；環烯烴聚合物)等的樹脂。
如圖7所示，光學用途之薄導光板1，係具備入光部2和面發光部3。入光部2係比面發光部3更厚壁化。在此，面發光部3，係被要求伴隨背光源單元之薄型化而成形為較薄。相對於此，後面所述的光源7(例如，LED)，係在技術上難以使其薄型化成與面發光部3同程度。因而，為了一邊使面發光部3更薄壁化，且一邊不洩漏地取入來自光源7的光，就不得不使入光部2之厚度至少厚壁化成與光源7同程度。
入光部2之上表面2a、及面發光部3之上表面3a，係構 成作為平滑的平坦面。雙方之上表面2a、3a，係相互地配置成平行。另一方面，導光板1之下表面1s，係從入光部2連續及於面發光部3所構成。導光板1之下表面1s，係構成作為平滑的平坦面。導光板1之下表面1s，係與雙方之上表面2a、3a平行地對向所構成。
在入光部2中，在雙方之上表面2a、3a之彼此間，係構成有平滑的傾斜面4。傾斜面4、與入光部2之上表面2a的境界部分5，係帶有稜角。換言之，傾斜面4、與入光部2之上表面2a的境界部分5，係未帶圓弧狀。要言之，在境界部分5中，角度是從入光部2之上表面2a朝向傾斜面4陡峭地變化。
導光板1，係從入光部2一體成形及於面發光部3。在入光部2，係構成有入光面2b。入光面2b，係沿著與上面所述的雙方之上表面2a、3a正交的方向擴展。入光面2b，例如是具有矩形狀。入光面2b，係構成從入光部2朝向面發光部3筆直地對峙。在面發光部3之上表面3a，例如是搭載有擴散片、稜鏡片等的光擴散零件6。
在此，將搭載有光擴散零件6的導光板1設置於可攜式終端。與入光面2b對向地配置光源7(例如，LED)。藉此，在可攜式終端構成有背光源單元。在此種的構成中，從光源7發出的光，係從入光面2b導光至入光部2。導至入光部2的光，係沿著傾斜面4被導引並不洩漏地傳輸至面發光部3。已傳輸至面發光部3的光，係藉由光擴散零件6擴散成面狀。結果，可以從面發光部3產生面狀之均一的 光。
如圖1至圖3所示，光學薄片成形裝置8，係具有擠出單元9、成形輥單元10、厚壁部成形機構11及位置調整機構12。
擠出單元9，係構成能夠吐出薄片狀之熔融樹脂13a。
在成形輥單元10中，所吐出的薄片狀之熔融樹脂13a，係成為僅有表面已固化的熔融樹脂13b之狀態。例如，在非結晶性之樹脂中，係溫度調整至比玻璃轉移點更低的溫度。此後，其整體具有可撓性的固化狀態之光學薄片13c，是被搬運至箭頭Fp方向。
厚壁部成形機構11，係對熔融樹脂13a、13b，構成沿著擠出方向Fp能夠連續地成形比其他之部分更厚壁化的厚壁部14b。
位置調整機構12，係構成能夠調整擠出單元9對成形輥單元10之位置。
在此，所謂擠出方向Fp，例如是指沿著從擠出單元9連續及於成形輥單元10的一系列之擠出路徑的方向。所謂一系列之擠出路徑，係指沿著重力(垂直)方向所吐出的熔融樹脂13a從擠出單元9通過成形輥單元10所送出的一系列之處理(process)通路。
「成形輥單元10」
成形輥單元10，係具備主輥(第二輥)15、加壓輥(第一輥)16及送出輥(第三輥)17。三個輥子15、16、 17，係構成作為能夠進行溫度調節的輥子。三個輥子15、16、17，係保持在事先設定的一定之溫度。再者，設定溫度，係指不會使熔融樹脂13a、13b熔融的溫度，且指能夠一邊固化且一邊維持柔軟性的溫度。例如，若是聚碳酸酯樹脂(PC)，則設定在100℃至140℃之溫度。
主輥(第二輥)15，係具有圓筒形狀之轉印面15s。轉印面15s，係成為鏡面拋光(mirror finish)。轉印面15s，係構成能夠沿著擠出方向Fp導引從後面所述的吐出用狹縫18所吐出的薄片狀之熔融樹脂13a。
加壓輥(第一輥)16，係具有圓筒形狀之轉印面16s。轉印面16s，係成為鏡面拋光。轉印面16s，係構成能夠朝向主輥15之轉印面15s按壓熔融樹脂13a。
送出輥(第三輥)17，係具有圓筒形狀之送出面17s。送出面17s，也可不一定要成為鏡面拋光。送出面17s，係構成能夠沿著擠出方向Fp送出光學薄片13c。
三個輥子15、16、17，係分別構成以一支旋轉軸15r、16r、17r作為中心而能夠旋轉。三個旋轉軸15r、16r、17r，係沿著水平方向相互地配置成平行。換言之，三個旋轉軸15r、16r、17r，係沿著橫越(正交)重力(垂直)方向的方向(水平方向)排列。主輥15之旋轉方向，係設定成與其他的二個輥子16、17之旋轉方向為相反方向。
在此種的構成中，從擠出單元9沿著重力(垂直)方向所吐出的薄片狀之熔融樹脂13a，係通過主輥15與加壓 輥16之間(接地點)。已通過接地點後的熔融樹脂13a，係在沿著主輥15之轉印面15s搬運的期間，成為僅有其表面已固化的熔融樹脂13b。此種的熔融樹脂13b，係在通過主輥15與送出輥17之間(接地點)之後，其整體成為具有可撓性的固化狀態之光學薄片13c。如此，光學薄片13c，係能朝向箭頭Fp方向搬運。此時，光學薄片13c，係作為達到薄導光板1的半製品，並設定其厚度。
再者，圖式中係顯示有使三個輥子15、16、17沿著水平方向橫向排列的規格，來作為最佳模式(base mode)之一例。取而代之，例如，也可以主輥15作為中心使其兩側的輥子(加壓輥16、送出輥17)傾斜，作為較佳的模式。但是，使三個輥子15、16、17沿著重力(垂直)方向縱向排列的規格，係不能稱為最佳模式。
在縱向排列規格中，係從擠出單元9朝向主輥15與加壓輥16之間(接地點)吐出樹脂。此時，所吐出的樹脂，係在到達主輥15與加壓輥16之間(接地點)之前，會藉由重力作用被拉至下方而垂下。藉此，該樹脂，係事先接地於下方側的輥子(例如，加壓輥16)，且比較提早開始固化。結果，恐有無法將主輥15與加壓輥16之間的轉印(成形)精度維持於一定之虞。
「厚壁部成形機構11」
厚壁部成形機構11，係可以構成為主輥15及加壓輥16之一方或是雙方。在此情況下，較佳是在主輥15構成厚壁 部成形機構11。因此，在圖式中係顯示構成為主輥15的厚壁部成形機構11作為一例。厚壁部成形機構11，係在主輥15之周方向具有圓環狀之厚壁部成形槽19。厚壁部成形槽19，係設置於主輥15之轉印面15s。
在轉印面15s中，厚壁部成形槽19，係比其他之面更沿著周方向連續地使其凹漥所構成。厚壁部成形槽19，係相對於具有一定之厚度(基準厚度)的半製品(例如，光學薄片13c)，能應用於沿著擠出方向Fp連續地成形使其比其他之部分更厚壁化的部分(厚壁部14b)的規格中。
在本實施形態中，係假定成形一個半製品(薄導光板1)的規格。在此情況下，只要在主輥15之寬度方向單側構成一個厚壁部成形槽19(厚壁部成形機構11)即可。藉此，可以相對於已通過主輥15與加壓輥16之間的熔融樹脂13a、13b，使比其他之部分更厚壁化的厚壁部14b，沿著擠出方向Fp連續地成形。
「擠出單元9」
擠出單元9，係具備擠出機20及T型模具21。擠出機20和T型模具21，係通過連結管22相互地連結。擠出機20、連結管22、T型模具21，係加熱至事先設定的溫度，且保持在該設定溫度。設定溫度，係成為比上面所述的三個輥子15、16、17之設定溫度更高的溫度。例如，若是聚碳酸酯樹脂(PC)，就設定在約260℃之溫度。
擠出機20，係具備未圖示的壓力缸(cylinder)及料 斗(hopper)。壓力缸，係可供一個或複數個螺桿(screw)(未圖示)插通成能夠旋轉。在此，在一個螺桿插通於壓力缸的規格中，係能構成單軸擠出機20。在複數個(例如，2個)螺桿插通於壓力缸的規格中，係能構成雙軸擠出機20。
再者，料斗，係構成能夠對壓力缸投入樹脂原料。在此，例如，從料斗投入丸狀(pellet)之樹脂原料。所投入的樹脂原料，係在壓力缸內，藉由旋轉的螺桿所熔融並混練。經熔融混練過的樹脂原料，係在熔融狀態下搬運至壓力缸之前端。在壓力缸之前端，係設置有上面所述的連結管22。
已搬運至壓力缸之前端的熔融樹脂，係通過連結管22供給至T型模具21。換言之，在擠出機20中，生成有熔融樹脂。所生成的熔融樹脂，係通過連結管22供給至T型模具21。在T型模具21，係設置有T型模具加熱保溫用加熱器23(參照圖3)。藉由此種的加熱器23，T型模具21就能保持於事先設定的一定之溫度。因此，已供給至T型模具21的熔融樹脂，係不用固化就能維持於一定之熔融狀態。再者，因用以將T型模具21保持於一定之溫度的溫度，係能依熔融樹脂之種類或用途來設定，故而在此並未特別進行數值限定。
T型模具21，係構成能夠將所供給來的熔融樹脂擴展成薄片狀並予以吐出。T型模具21，例如是具備歧管(manifold)25a及間隙通路25b所構成，該歧管25a係連通 於連結管22，該間隙通路25b係從歧管25a所伸出(參照圖3)。歧管25a，係沿著橫越上面所述之擠出方向Fp的方向(亦即，後面所述的狹縫18之寬度方向)伸出。間隙通路25b，係沿著歧管25a之寬度方向擴展成平面狀。間隙通路25b之一端，係連接於歧管25a。間隙通路25b之另一端，係連接於狹縫18。
T型模具21，係具備T型模具本體21a、固定唇部(lip)21b及可動唇部21c。固定唇部21b及可動唇部21c，係可以藉由緊固連結螺栓24，裝卸自如地裝配於T型模具本體21a。在已將固定唇部21b及可動唇部21c裝配於T型模具本體21a的狀態下，在T型模具21，係構成有上面所述的歧管25a及間隙通路25b。
「吐出用狹縫18」
T型模具21，係具備吐出用狹縫18(以下，稱為狹縫)。狹縫18，係構成能夠吐出薄片狀之熔融樹脂13a。狹縫18，係具有互為平行地對向的二個狹縫面(第一狹縫面18a、第二狹縫面18b)。二個狹縫面(第一狹縫面18a、第二狹縫面18b)，係構成作為無凹凸之平坦的平面。
在此，狹縫18，係被限定作為第一狹縫面18a與第二狹縫面18b之間的間隙(亦稱為唇部間隙H)。狹縫18，係被限定在遍及於沿著上面所述之擠出方向Fp的第一及第二狹縫面18a、18b之全長(流路長度L(參照圖3))的範 圍。更且，在狹縫18，係在其前端設置有吐出口18c。
當具體說明時，吐出口18c，係設置於T型模具21之前端。所謂T型模具21之前端，係指沿著重力方向而相當於最下方的最下部。吐出口18c，係構成為此種的最下部之端面(第一及第二狹縫面18a、18b之下端面)。更且，在T型模具21之前端，係設置有二個唇部(第一唇部26a、第二唇部26b)。第一唇部26a、第二唇部26b，係相互地存在間隔地對向配置。第一唇部26a，係設置於上面所述的可動唇部21c。第二唇部26b係設置於上面所述的固定唇部21b。
上面所述的第一及第二狹縫面18a、18b，係逐個設置於第一及第二唇部26a、26b之對向面。亦即，第一狹縫面18a，係設置於第一唇部26a之對向面。第二狹縫面18b，係設置於第二唇部26b之對向面。如此，就能遍及於第一狹縫面18a與第二狹縫面18b之間的間隙區域(唇部間隙H)，而構成上面所述的狹縫18。
在如此的構成中，上面所述的吐出口18c，係可以沿著第一及第二狹縫面18a、18b之下端面，限定作為朝向橫越上面所述之擠出方向Fp的方向(亦即，狹縫18之寬度方向)伸出之細長的矩形狀之開口。在此情況下，從T型模具21(狹縫18、吐出口18c)所吐出的熔融樹脂13a，係以其整體具有細長的矩形狀之方向落下。此時，如後面所述般，藉由頸縮(neck-in)現象，在熔融樹脂13a之兩緣部(兩側部)，係沿著擠出方向Fp，連續地構成有頸縮部 13p。
T型模具21，係具備能夠調整二個唇部26a、26b(第一及第二狹縫面18a、18b)之彼此間隔(唇部間隙H)的唇部間隙調整機構27。唇部間隙調整機構27，係具有複數個唇部調整螺栓28。複數個唇部調整螺栓28，係相互地配置成平行且等間隔。唇部調整螺栓28，係由T型模具21支撐成能夠旋轉。在唇部調整螺栓28之基端，係設置有調整部28a。唇部調整螺栓28之前端，係設置有加壓部28b。加壓部28b，係構成能夠接觸於二個唇部26a、26b之其中任一方。
在圖式中係顯示有使加壓部28b接觸於第一唇部26a的唇部調整螺栓28作為一例。在此，使調整部28a旋轉。使加壓部28b前進。使加壓力從加壓部28b作用於第一唇部26a。使第一唇部26a彈性變形。藉此，使第一唇部26a接近於第二唇部26b。結果，可以縮窄唇部間隙H。
反之，使調整部28a逆向旋轉。使加壓部28b後退。使來自加壓部28b對第一唇部26a之加壓力解除。藉由第一唇部26a之彈性力復原成原來的形狀。藉此，使第一唇部26a從第二唇部26b分離。結果，可以擴展唇部間隙H。
「位置調整機構12」
如圖1至圖2、圖4所示，位置調整機構12，係構成能夠將擠出單元9及成形輥單元10，沿著旋轉軸15r、16r、17r相對地移動。藉此可以調整狹縫18對成形輥單元10之 位置。在此情況下，作為位置調整機構12之規格，係可以假定下述三個變化(variation)。
第一變化之規格，係使擠出單元9沿著旋轉軸15r、16r、17r移動。第二變化之規格，係使成形輥單元10沿著旋轉軸15r、16r、17r移動。第三變化之規格，係使擠出單元9及成形輥單元10之雙方沿著旋轉軸15r、16r、17r同時移動。
在圖式中係顯示第一變化的位置調整機構12的規格作為一例。在此種的規格中，位置調整機構12，係具有移動裝置及支撐單元。
移動裝置，係構成沿著旋轉軸15r、16r、17r而能夠移動擠出單元9。移動裝置，係具備移動本體及移動機構。作為移動本體，例如是可以應用已設置於擠出單元9的擠出機20。移動機構，係構成能夠將擠出機(移動本體)20，朝向事先設定的方向S1、S2移動。更且，移動機構，例如是具備二支導軌29、複數個輥子30及控制部(未圖示)。
二支導軌29，係沿著旋轉軸15r、16r、17r相互地配置成平行。複數個輥子30，係能夠旋轉地設置於擠出機(移動本體)20。輥子30，係構成沿著導軌29而能夠轉動。控制部，係構成能夠控制輥子30之旋轉狀態(例如，旋轉方向、轉速、旋轉數)。在控制部，係搭載有用以使輥子30旋轉的伺服馬達(未圖示)。
依據此種的移動裝置，則是藉由控制部來驅動控制輥 子30。藉此，可以使輥子30沿著導軌29轉動。結果，可以追隨輥子30之旋轉移動，使擠出機(移動本體)20朝向箭頭S1、S2方向前進及後退。亦即，藉由使朝向箭頭S1方向前進，就可以使擠出機(移動本體)20，沿著旋轉軸15r、16r、17r接近成形輥單元10。反之，藉由使朝向箭頭S2方向後退，就可以使擠出機(移動本體)20，沿著旋轉軸15r、16r、17r從成形輥單元10分離。
支撐單元，係具備支撐本體及連結機構。連結機構，係構成能夠將支撐本體連結於擠出機(移動本體)20。作為連結機構，例如是可以應用已設置於擠出單元9的連結管22。
支撐本體，係構成能夠支撐狹縫18。作為支撐本體，例如是可以應用已設置於擠出單元9的T型模具21。在T型模具21，係設置有狹縫18。換言之，狹縫18，係成為由T型模具21所支撐的狀態。在此，將T型模具(支撐本體)21之方向及位置，調整於事先設定的方向。
在T型模具(支撐本體)21之方向調整中，例如是使細長的矩形狀之吐出口18c的方向，沿著旋轉軸15r、16r、17r平行地整齊排列。藉此，狹縫18，能沿著旋轉軸15r、16r、17r平行地支撐。結果，能夠將薄片狀之熔融樹脂13a從狹縫18沿著旋轉軸15r、16r、17r平行地吐出。
在T型模具(支撐本體)21之位置調整中，係使吐出口18c(狹縫18)之位置，一致於主輥15與加壓輥16之間。換言之，使吐出口18c(狹縫18)，定位於主輥15與 加壓輥16之間的正上方。藉此，吐出口18c(狹縫18)，係平行於旋轉軸15r、16r、17r，且在橫越擠出方向Fp之方向具有一定之大小的間隙(唇部間隙H)所構成。如此可以使熔融樹脂13a，供給至相互地旋轉的主輥15與加壓輥16之間。
在此種的構成中，支撐狹縫18的T型模具(支撐本體)21，係能透過連結管(連結機構)22，連結於擠出機(移動本體)20。在此，例如是藉由控制部(伺服馬達)，使輥子30沿著導軌29轉動。使擠出機(移動本體)20朝向箭頭S1、S2方向前進及後退。此時，前進及後退之運動，係能透過連結管(連結機構)22，傳遞至T型模具(支撐本體)21。藉此，可以追隨擠出機(移動本體)20之移動(前進、後退)，來使T型模具(支撐本體)21移動。結果，在主輥15與加壓輥16之間的正上方，可以使狹縫18，沿著旋轉軸15r、16r、17r平行地移動。
再者，使成形輥單元10沿著旋轉軸15r、16r、17r移動之第二變化及第三變化的位置調整機構(未圖示)，係具有使成形輥單元10沿著旋轉軸15r、16r、17r移動的移動機構(未圖示)。該移動機構，係與第一變化的位置調整機構12之移動機構同樣，例如是可以藉由使已設置於成形輥單元10的輥子沿著導軌轉動，來使成形輥單元10沿著旋轉軸15r、16r、17r移動。
「頸縮部13p之位置調整」
在從T型模具21(狹縫18、吐出口18c)所吐出的薄片狀之熔融樹脂13a，係沿著擠出方向Fp，連續地構成有頸縮部13p。頸縮部13p，係藉由頸縮(neck-in)現象，構成為熔融樹脂13a之兩緣部(兩側部)。
所謂頸縮現象，係指在橫越擠出方向Fp之方向(亦即，狹縫18之寬度方向)，換言之，在從T型模具21所吐出的薄片狀之熔融樹脂13a的寬度方向，薄片狀之熔融樹脂13a會收縮，且其寬度變窄的現象。此時的薄片狀之熔融樹脂13a之收縮，係在寬度方向之兩端部顯著而大幅地發生，且隨著成為內側而減少，不會在比特定之位置還靠內側發生。從而，薄片狀之熔融樹脂13a的寬度方向之兩端部的厚度會變厚，在從兩端部至與各自之端部對應的特定之位置之間該厚度會減少，在比特定之位置還靠內側，則成為一定之厚度(基準厚度)。
該頸縮現象，係可認為從T型模具21所吐出的薄片狀之熔融樹脂13a的表面張力、熔融彈性特性、以及薄片狀之熔融樹脂13a往擠出方向Fp之拉伸張力的合成力起作用所產生，且是一種雖然收縮之程度係依樹脂之種類而異，卻必定會發生的現象。
頸縮部13p，係指從寬度方向之兩端部至與各自之端部對應的特定之位置的兩緣部(兩側部)，且指厚度成為比特定位置之內側的薄片狀之熔融樹脂13a之一定厚度(基準厚度)更厚的部分。換言之，頸縮部13p，係構成為薄片狀之熔融樹脂13a當中之橫越擠出方向Fp之方向的 兩緣部(兩側部)。頸縮部13p之厚度W1，係成為比除了兩緣部(兩側部)以外的其他之部分(中央部、中間部)的厚度W2更厚(參照圖4)。
再者，因習知的頸縮部13p，係厚度成為比基準厚度(一定之厚度)更厚，故而並未被使用作為半製品、製品。頸縮部13p，係在被切斷之後，被廢棄或回收(recycle)。
在此，上面所述的位置調整機構12，係構成藉由調整狹縫18(吐出口18c)之位置，而能夠使頸縮部13p對向定位於上面所述的厚壁部成形槽19。厚壁部成形槽19，係沿著主輥15(轉印面15s)之單側連續於周方向所構成。
厚壁部成形槽19，係具備槽底面19a及二個傾斜面(第一傾斜面19b、第二傾斜面19c)。槽底面19a，例如是沿著水平方向E(旋轉軸15r方向)構成平行。第一及第二傾斜面19b、19c，係從槽底面19a之兩側朝向轉印面15s傾斜。第一及第二傾斜面19b、19c，係具有尾寬狀之梯度(傾斜角θ 1、θ 2)。
在此情況下，藉由第一傾斜面19b所成形的部分，係相當於上面所述的薄導光板1(參照圖7)之傾斜面4。此種的傾斜面4，係有必要設定成最適於使從光源7所發出的光，不洩漏地傳輸至面發光部3的角度。因此，第一傾斜面19b之傾斜角θ 1，係設定在0°<θ 1<30°之範圍。
更且，在頸縮部13p與厚壁部成形槽19進行位置對準時，較佳是使頸縮部13p之豎起部13d，對向於厚壁部成形 槽19之第一傾斜面19b。再者，豎起部13d，係定位於構成有頸縮部13p之兩緣部(兩側部)、與其他之部分(中央部、中間部)的境界區域之附近。
相對於此，第二傾斜面19c，係具有作為將熔融樹脂13a停留於厚壁部成形槽19內的止動壁之功能。因此，第二傾斜面19c之傾斜角θ 2，係未被特別進行數值限定。只要是如熔融樹脂13a不會從厚壁部成形槽19流出的傾斜角θ 2即可。
再者，即便是相同的樹脂，分子量較高的等級(grade)仍會成為高黏度，藉由頸縮現象所致使的薄片狀之熔融樹脂13a之收縮的程度會變小。在此情況下，可認為頸縮部13p之豎起部13d的熔融樹脂量是對厚壁部成形槽19不足。作為此應付處理，也可在吐出用狹縫18之第一狹縫面18a或第二狹縫面18b之與豎起部13d對應的位置，設置例如深度0.1mm左右的槽部，並使從吐出用狹縫18所吐出的熔融樹脂量僅增加該範圍。
「光學薄片成形方法」
如圖1至圖2、圖4所示，從擠出機20擠出熔融樹脂。藉由此時的擠出壓力，熔融樹脂就能從連結管22供給至T型模具21。已供給至T型模具21的熔融樹脂，係通過狹縫18。此時，能從狹縫18吐出薄片狀之熔融樹脂13a。在所吐出的熔融樹脂13a，係在其兩緣部(兩側部)構成有頸縮部13p。藉由位置調整機構12，使頸縮部13p對向定位於 厚壁部成形槽19。在此種的定位中，係可以一邊考慮藉由熱膨脹所致使的連結管22之伸長量，同時一邊使頸縮部13p對向定位於厚壁部成形槽19。如此，完成初期設定。再者，在該過程中，係有必要在試驗上使熔融樹脂13a吐出。
在此，也可應用其他的過程，來取代上面所述的初期設定過程。在其他的過程中，會預料例如頸縮部13p之構成位置、及藉由熱膨脹所致使的連結管22之伸長量。基於此種的預料值，藉由位置調整機構12，使頸縮部13p對向定位於厚壁部成形槽19。如此，完成初期設定。在該其他之過程中，係沒有必要在試驗上使熔融樹脂13a吐出。
在完成初期設定之後，使薄片狀之熔融樹脂13a從狹縫18吐出。所吐出的熔融樹脂13a，係一邊夾壓主輥15與加壓輥16之間(接地間)且一邊通過。此時，在熔融樹脂13a，係形成有一致於厚壁部成形槽19之形狀輪廓的厚壁部14b。厚壁部14b，係比其他之部分更厚壁化，且沿著擠出方向Fp連續地成形。接著，在切斷過程中(參照圖6)，沿著事先設定的切斷線31來切斷厚壁部14b。藉此，能構成一個達到薄導光板1的半製品。
其次，在該半製品中，沿著事先設定的切斷線33來切斷與厚壁部14b之相反側對向所成形的多餘部分32。然後，沿著擠出方向Fp以既定之間隔來裁斷。藉此，能構成從入光部2一體成形及於面發光部3的薄導光板1(參照圖7)。
接著，在此種的薄導光板1中，對應成為面發光部3的薄壁部14a施予各種的表面處理。藉此，完成作為最終製品的薄導光板1。此後，在面發光部3之上表面3a搭載光擴散零件6(例如，擴散片、稜鏡片等)。如此，完成可攜式終端之背光源單元(參照圖7)。
「有關實施形態之功效」
依據本實施形態，使擠出機(移動本體)20朝向箭頭S1、S2方向(平行於旋轉軸15r、16r、17r之方向)前進及後退。此時，前進及後退之運動，係透過連結管(連結機構)22來傳遞，且使T型模具(支撐本體)21移動。如此，在從T型模具21(狹縫18、吐出口18c)所吐出的薄片狀之熔融樹脂13a中，其頸縮部13p能對向定位於厚壁部成形槽19。藉此，能精度佳地成形半製品的厚壁部14b(導光板1之入光部2)之形狀輪廓。結果，可以沿著事先設定的形狀輪廓精度佳地擠出成形半製品(薄導光板1)中所用的光學薄片。
可是，在T型模具(支撐本體)21之移動方向、與連結管(連結機構)22對該T型模具(支撐本體)21之連結方向不同的情況下，就必須分別進行已考慮藉由熱膨脹所致使的連結管(連結機構)22之伸長量的T型模具(支撐本體)21之移動、和用以使頸縮部13p對向於厚壁部成形槽19的T型模具(支撐本體)21之移動。
於是，依據本實施形態，則將T型模具(支撐本體) 21之移動方向、與連結管(連結機構)22對該T型模具(支撐本體)21之連結方向設定在同一方向(例如，平行於旋轉軸15r、16r、17r之方向)。藉此，只要使T型模具(支撐本體)21朝向一方向移動，就可以一邊考慮藉由熱膨脹所致使的連結管22之伸長量，且同時一邊使頸縮部13p對向定位於厚壁部成形槽19。
依據本實施形態，則提供一種在橫越擠出方向Fp之方向(亦即，狹縫18之寬度方向)上，換言之，在從T型模具21所吐出的薄片狀之熔融樹脂13a之寬度方向上，構成一個達到薄導光板1的半製品之規格。藉此，可以謀求T型模具(支撐本體)21之小型化。結果，能夠簡化位置調整機構12之構成，且可以謀求裝置整體之小型化。
依據本實施形態，則可以在半製品(薄導光板1)之形狀輪廓中，將入光部2之上表面2a，成形為沒有凹凸的平坦面狀。藉此，可以將從光源7(例如，LED)所發出的光，從入光面2b無洩漏地取入，並順利地導光至入光部2。結果，可以實現導光效率優異的半製品(薄導光板1)。
依據本實施形態，則在半製品(薄導光板1)之形狀輪廓中，可以使傾斜面4、與入光部2之上表面2a的境界部分5帶有稜角。換言之，可以以不帶有圓弧狀的方式，來構成傾斜面4、與入光部2之上表面2a的境界部分5。要言之，在境界部分5，可以使角度從入光部2之上表面2a朝向傾斜面4陡峭地變化。藉此，使已導光至入光部2的光，沿 著傾斜面4無洩漏地傳輸至面發光部3。結果，可以從面發光部3產生面狀且均一的光。
「實施形態之功效的實證試驗」
準備使頸縮部13p對向定位於厚壁部成形槽19的發明規格、和非為如此的習知規格。然後，準備雙方共通的試驗用裝置(亦即，光學薄片成形裝置8)。
試驗用裝置之規格(spec)，係如同以下所述。
擠出機：同方向旋轉雙軸混練擠出機 螺桿標稱直徑28mm
T型模具：寬度330mm 唇部間隙0.8mm
三個輥子：直徑180mm 面長400mm
主輥：單側深度0.15mm的槽
熔融樹脂之擠出量(流量)：20kg/h聚碳酸酯原料
最終製品(導光板)之厚度：厚壁部(入光部)之厚度0.35mm
薄壁部(面發光部)之厚度0.2mm
圖9係顯示試驗結果。亦即，顯示以發明規格所得的半製品之剖面照片(本發明樣本)、和以習知規格所得的半製品之剖面照片(習知樣本)。在雙方的剖面照片之間，係顯示最佳的製品輪廓。依據此種的試驗結果，可明白在製品輪廓之製品化區域中，在習知規格之半製品中係發生了「凹痕」，相對於此，在發明規格之半製品中並未 發生「凹痕」。結果，已能實證可獲得上面所述的功效。
「變化例」
在上面所述的實施形態中，雖然成形輥單元10之加壓輥(第一輥)16，係假定其外周不會彈性變形的規格，但是取而代之，也可應用具有能夠彈性變形之外周的加壓輥16。如圖8所示，本變化例之加壓輥16，係具備外筒34、內筒35及溫度調節媒體36。外筒34，係配置於內筒35之外側。溫度調節媒體36，係無間隙地充填或循環於外筒34與內筒35之間。外筒34和內筒35，係對加壓輥16之旋轉軸16r設置成同心圓狀。
內筒35，係具有剛性。內筒35，係構成不易彈性變形。內筒35，係由金屬材料所構成。另一方面，外筒34，係具有彈性。外筒34，係構成能夠彈性變形。外筒34，係由金屬材料所構成。在此情況下，外筒34，係比內筒35更薄壁化。藉由使外筒34薄壁化，就易於彈性變形。
依據此種的構成，則在將從T型模具21之狹縫18所吐出的薄片狀之熔融樹脂13a，朝向主輥(第二輥)15之轉印面15s加壓時，外筒34，係沿著轉印面15s彈性變形。藉此，可以使熔融樹脂13a沿著主輥15之厚壁部成形槽19無間隙地密接。結果，可以將熔融樹脂13a均一地緊壓及於主輥15之轉印面15s的寬度方向整體。
在此情況下，外筒34當中之接觸於熔融樹脂13a的部分，較佳是進行鏡面拋光。藉此，可以將半製品(薄導光 板1)之下表面1s構成作為平滑的平坦面。可以使半製品(薄導光板1)之下表面1s與入光部2之上表面2a、及面發光部3之上表面3a平行地對向。結果，可以將作為半製品的薄導光板1之光學特性維持於一定。再者，因如此以外的構成及功效，係與上面所述的實施形態同樣，故而省略其說明。
「變化例」
在上面所述的實施形態中，也可在進行上面所述之初期設定時，此外，在進行該初期設定後的頸縮部13p之位置調整時，例如，如圖5所示，藉由定邊板(deckle)37來限定T型模具21之狹縫18(吐出口18c)。定邊板37，係能夠以一部分覆蓋狹縫18(吐出口18c)的方式來設定。如此，就可以按照使用目的或用途，縮窄或加寬地調整熔融樹脂13a之吐出範圍。藉此，例如，可以高精度地進行頸縮部13p與厚壁部成形槽19之位置對準。結果，能夠成形品質精度較高的光學薄片。再者，因除此以外的構成及功效，係與上面所述的實施形態同樣，故而省略其說明。

Claims (7)

  1. 一種光學薄片成形裝置，其特徵為，具有：擠出單元，其是具有能夠吐出薄片狀之熔融樹脂的吐出用狹縫；及成形輥單元，其是具有以沿著橫越前述擠出方向之方向所配置的旋轉軸作為中心而能夠旋轉的輥子，以使所吐出的前述熔融樹脂一邊固化且一邊朝向擠出方向搬運；及厚壁部成形槽，其是設置於前述成形輥單元，且沿著前述擠出方向能夠連續地成形使前述熔融樹脂之一部分比其他之部分更厚壁化的厚壁部；以及位置調整機構，其是能夠調整前述吐出用狹縫對前述厚壁部成形槽的位置；在從前述吐出用狹縫所吐出的前述熔融樹脂中，係沿著前述擠出方向連續地構成有藉由頸縮現象所產生的頸縮部；前述頸縮部，係藉由前述位置調整機構來調整前述吐出用狹縫對前述厚壁部成形槽的位置，藉此使其對向定位於厚壁部成形槽。
  2. 如申請專利範圍第1項之光學薄片成形裝置，其中，前述位置調整機構，係具有：移動裝置，其是能夠使前述擠出單元沿著前述旋轉軸移動；以及支撐單元，其是能夠沿著前述旋轉軸平行地支撐前述吐出用狹縫，以便薄片狀之前述熔融樹脂能從前述吐出用狹縫沿著前述旋轉軸平行地吐出；藉由使前述擠出單元移動，來使前述吐出用狹縫沿著前述旋轉軸平行地移動。
  3. 如申請專利範圍第2項之光學薄片成形裝置，其中，前述移動裝置，係具備：移動本體，其是設置於前述擠出單元；以及移動機構，其是能夠將前述移動本體朝向事先設定的方向移動；前述支撐單元，係具備：支撐本體，其是設置於前述擠出單元，且能夠支撐前述吐出用狹縫；以及連結機構，其是使前述支撐本體連結於前述移動本體；藉由追隨前述移動本體之移動使前述支撐本體移動，來使前述吐出用狹縫沿著前述旋轉軸平行地移動。
  4. 如申請專利範圍第1項之光學薄片成形裝置，其中，前述位置調整機構，係具有：移動機構，其是使前述成形輥單元能夠沿著前述旋轉軸移動；藉由前述移動機構使前述成形輥單元移動，藉此使前述厚壁部成形槽沿著前述旋轉軸平行地移動。
  5. 如申請專利範圍第1項之光學薄片成形裝置，其中，前述位置調整機構，係具有：定邊板，其是覆蓋前述吐出用狹縫之一部分；藉由前述定邊板來限制前述吐出用狹縫，藉此調整前述熔融樹脂之吐出範圍。
  6. 一種光學薄片成形方法，係使用申請專利範圍第1項至第5項中之任一項之前述光學薄片成形裝置的光學薄片成形方法，其特徵為，包含以下的步驟：從前述擠出單元的前述吐出用狹縫，將前述熔融樹脂吐出成薄片狀；及藉由前述成形輥單元使所吐出的前述熔融樹脂一邊固化且一邊朝向前述擠出方向搬運；及藉由前述厚壁部成形槽沿著前述擠出方向連續地成形使前述熔融樹脂之一部分比其他之部分更厚壁化的厚壁部；以及藉由前述位置調整機構來調整前述吐出用狹縫對前述厚壁部成形槽的位置；在所吐出的前述熔融樹脂中，係沿著前述擠出方向連續地構成有藉由頸縮現象所產生的前述頸縮部；前述頸縮部，係藉由前述位置調整機構來調整前述吐出用狹縫對前述厚壁部成形槽的位置，藉此使其對向定位於前述厚壁部成形槽。
  7. 如申請專利範圍第6項之光學薄片成形方法，其中，更包含以下的步驟：沿著該厚壁部切斷前述厚壁部；以及切斷對向成形於前述厚壁部之相反側的多餘部分。
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