转印成形方法及转印成形装置制造方法
【专利摘要】一种转印成形方法及转印成形装置，能抑制能量损失，在短时间内转印成形，并提高装置的耐久性。其执行如下的工序，即、将夹持在相对配置的第一模型（9）和第二模型（10）之间的树脂制片材（25）通过加热模型的至少任一方进行转印成形的转印成形工序和冷却树脂制片材（25）的冷却工序。冷却工序进行如下的工序，即、在维持比转印成形工序中的加压力小的第一设定值的加压的状态下，冷却树脂制片材（25）的第一冷却工序和在降压至比第一设定值小的第二设定值的状态下，冷却树脂制片材（25）的第二冷却工序。
【专利说明】转印成形方法及转印成形装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及转印成形方法及转印成形装置。
【背景技术】
[0002]目前，作为转印成形装置，已知有利用转印板对树脂膜进行加热及加压，转印成形微细的凹凸图案的装置(例如，参照专利文献I)。
[0003]但是，在上述现有的转印成形装置中，要将模型整体进行加热及冷却。因此，能量损失大。另外，转印成形的一个周期所需要的时间长。并且，由于模型整体反复进行膨胀及收缩，因此，各零件的恶化会变得严重。
[0004]专利文献1:日本特开2005 - 310286号公报
【发明内容】
[0005]本发明要解决的课题在于，抑制能量损失，可以在短时间内转印成形，提高装置的耐久性。
[0006]作为用于解决所述课题的方法，本发明提供的转印成形方法具有:将夹持在相对配置的第一模型与第二模型之间的树脂制片材通过加热所述模型的至少任一方进行转印成形的转印成形工序；冷却所述树脂制片材的冷却工序，所述冷却工序具有:在维持比所述转印成形工序中的加压力小的第一设定值的加压的状态下，冷却所述树脂制片材的第一冷却工序；在降压至比所述第一设定值小的第二设定值的状态下，冷却所述树脂制片材的第二冷却工序。
[0007]据此，首先，将树脂制片材在弟一冷却工序中加压并冷却，由此，能够使气泡融入熔融树脂内而消失。接着，第二冷却工序中，在降压的状态下进行冷却，由此，能够释放残余应力，可以防止之后的变形。
[0008]所述冷却工序优选还执行，在再加压至比所述第二设定值高的第三设定值的状态下，冷却所述树脂制片材的第三冷却工序。
[0009]据此，即使冷却不均衡，也在第三冷却工序中进行再加压，因此，能够进行校正，并形成希望的形状。
[0010]优选的是，在所述转印成形工序中，将一方的模型的加热温度设定得比另一方高，在所述冷却工序中，冷却所述树脂制片材的两面中的、所述模型的加热温度高的一面侧。
[0011]据此，能够在温度较低的一方的模型附近设定树脂制片材的输送线路。因此，可以抑制开放模型时的开放量，而形成紧凑的构成。另外，由于集中冷却树脂制片材的两面中的加热温度高的一侧，因此，能够提前固化。
[0012]优选的是，当所述树脂制片材的温度在冷却侧变为玻化温度以下，至少再进行一次加压。
[0013]据此，通过在树脂制片材的温度变为玻化温度以下并在固化时进行再加压，能够有效地防止发生翘曲等。[0014]所述再加压只要在所述第三冷却工序中开始即可。
[0015]也可以通过变更所述第三冷却工序的时间，来调节转印成形后的产品的翘曲量。
[0016]据此，不需要后加工等，就能够根据用途设定成希望的翘曲量。
[0017]作为用于解决所述课题的装置，本发明还提供的转印成形装置，具备:一模型；第二模型，其相对于所述第一模型可相对离合；加热装置，其设于所述模型的至少任一方；转印部件，其可分离移动地设于所述模型的至少任一方，使转印面与向所述模型之间供给的树脂制片材抵接而进行转印成形；冷却部件，在使所述转印部件从所述模型分离移动的状态下，该冷却部件与形成所述转印部件的转印面的面的相反侧的面抵接而进行冷却；控制装置，其进行如下的控制，即、使所述两模型接近，夹持所述冷却部件、所述转印部件及所述树脂制膜，并在维持比在所述转印成形的加压力小的第一设定值的加压的状态下，冷却所述树脂制片材，之后，在降压至比所述第一设定值小的第二设定值的状态下，进一步冷却所述树脂制片材。
[0018]优选的是，所述控制装置在降压至比所述第一设定值小的第二设定值的状态下，进一步冷却所述树脂制片材。
[0019]优选的是，所述转印部件相对于所述模型可相对地分离移动。
[0020]优选的是，进一步具备对相对于所述模型相对地进行分离移动的所述转印部件进行冷却的冷却装置。
[0021]根据本发明，将冷却工序分成第一冷却工序和第二冷却工序，在第一冷却工序中加压，能够使气泡融入熔融树脂内而消失。另外，在第二冷却工序中降压，能够消除残余应力。因此，树脂制片材不会在转印成形后变形，能够形成希望的形状。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是表示第一实施方式的导光板形成装置的概略正面图；
[0023]图2是表示图1的转印成形装置的概略的局部分解立体图；
[0024]图3 Ca)是图2的上模用转印板的局部平面图，图3 (b)是图2的模型局部的局部剖面概略图，图3 (C)是其局部放大图；
[0025]图4 (a)是表示半成品板和第一及第二切削用工具的关系的说明图，图4 (b)及图4 (c)是表示半成品板和第一切削用工具的关系的说明图；
[0026]图5 Ca)是表不第一实施方式的导光板的照明状态的照片，图5 (b)是表不目前的导光板的照明状态的照片，图5 (C)是表示图5 (a)、(b)的透射光量的图表；
[0027]图6是表示第二实施方式的导光板形成装置的概略立体图；
[0028]图7A Ca)?Cf)是表示图6的转印成形装置中的各板的动作的说明图；
[0029]图7B Ca)是表示随着树脂制片材的温度变化，树脂制片材25的弹性模量进行变化的图表，图7B (b)是表示随着树脂制片材的温度变化，其残余应力进行变化的图表；
[0030]图8是表示图6的转印成形装置的模型的温度和加压力的关系的图表；
[0031]图9 (a)?(d)是表示第三实施方式的转印成形装置中的各板的动作的说明图；
[0032]图10 Ca)?(c)是表示第三实施方式的转印成形装置中的各板的动作的说明图；
[0033]图1lA Ca)?Cd)是表示其它实施方式的树脂制片材上的厚壁部的形成方法的概略说明图；[0034]图1lB (a)、(b)是表示其它实施方式的树脂制片材上的厚壁部的形成方法的概略说明图；
[0035]图1lC (a)、(b)是表示其它实施方式的树脂制片材上的厚壁部的形成方法的概略说明图；
[0036]图1lD Ca)?Cd)是其它实施方式的转印板及树脂制片材的局部概略剖面图；
[0037]图1lE是采用了第一实施方式的导光板的液晶显示装置的剖面图；
[0038]图1lF是采用了其它实施方式的导光板的面光源装置的立体图。
[0039]符号说明
[0040]1:材料供给装置
[0041]2:转印成形装置
[0042]3:贴膜装置
[0043]4:切割装置
[0044]5:外形加工装置
[0045]6:主辊
[0046]7 M
[0047]8:卷取辊
[0048]9:下模
[0049]10:上模
[0050]11:下模用支承板
[0051]12:下模用中间板
[0052]13:下模用隔热板
[0053]14:下模用转印板
[0054]15:加热器
[0055]16:测微计
[0056]17:上模用支承板
[0057]18:上模用中间板
[0058]19:上模用隔热板
[0059]20:上模用转印板
[0060]21:保持板
[0061]22:加热器
[0062]23:凹部
[0063]24:圆弧状区域
[0064]25:树脂制片材
[0065]26:厚壁部
[0066]27:槽部
[0067]28:开口部
[0068]29:软X射线照射装置
[0069]30:连杆
[0070]31:冲压装置[0071]32:空气供给装置
[0072]33:支承辊
[0073]34:定位用夹钳
[0074]35:输送用夹钳
[0075]36:供气通道
[0076]37:排气通道
[0077]38:粘接辊
[0078]39:保护膜
[0079]40:夹具
[0080]41:切削部件
[0081]42:槽状部
[0082]43:安装凹部
[0083]44:紧固部件
[0084]45:紧固板
[0085]46:半成品板
[0086]47:隔板
[0087]48:切削工具
[0088]49:切刀
[0089]50:冷却板
[0090]51:辅助隔热板
【具体实施方式】
[0091]下面，根据附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在下面的说明中，根据需要，使用表示特定方向及位置的术语(例如，包含“上”、“下”、“侧”、“端”的术语)，但这些术语的使用是用于容易理解参照附图的发明，并不是通过这些术语的意思限定本发明的技术范围。另外，下面的说明只不过是本质上的示例，并不是意图限制本发明、其适用对象或其用途。
[0092](第一实施方式)
[0093](构成)
[0094]图1表示第一实施方式的导光板形成装置的概略。该导光板形成装置具备:材料供给装置1、转印成形装置2、贴膜装置3、切割装置4、外形加工装置5。
[0095]材料供给装置I将卷绕在主辊6的树脂制片材25进行反卷，并向转印成形装置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的保护片剥下并卷取于卷取辊8。在此，树脂制片材25使用聚碳酸酯(熔点=约240°C，玻化温度:约150。。)。
[0096]如图2所示，转印成形装置2具备下模9及上模10。
[0097]下模9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。
[0098]下模用支承板11是将不锈钢(SUS)形成俯视矩形状的板状的结构。在下模用支承板11的两侧面之间形成有多个贯通孔，并插入有加热器15及热电偶(未图示)。通过对加热器15通电，加热该下模用支承板11，经由下模用中间板12及下模用隔热板13可升温下模用转印板14。在此，将由加热器15通电产生的下模用支承板11的加热温度抑制在约180。。。
[0099]与上述下模用支承板11相同，下模用中间板12是将不锈钢(SUS)形成俯视矩形状的板状的结构。
[0100]下模用隔热板13是层叠多个由聚酰亚胺等树脂材料构成的隔热片13a并进行一体化的结构(图2中，以沿上下方向分解的状态图示)。通过隔热片的层叠个数不同，能够调节隔热性能。在此，通过利用5片隔热片构成下模用隔热板13，下模用支承板11的加热温度约为180°C，与此相对，下模用转印板14中的温度约为150°C。由此，能够防止树脂制片材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的输送线路设为下模9附近，且不需要增大模型开放时的距离，因此，能够使转印成形装置2小型化。另外，在关闭模型对树脂制片材25进行加热时，下模用隔热板13还起到防止来自上模10的热量泄漏至下模侧的作用。并且，在冷却树脂制片材25时，下模用隔热板13还起到防止冷却至下模用支承板11的作用。
[0101]下模用转印板14为将镍铬合金形成俯视矩形的板状的结构。在下模用转印板14的上面形成有在X轴方向及y轴方向以任意间隔具有拥有亚微米级深度的多个半球面状的凹痕的转印面。由此，能够在转印目的地即树脂制片材25的下面形成多个半球状的突起。形成这些突起的面成为反射面，并进行使来自光源的光向上面侧反射，并从上面射出的动作。另外，上述凹痕不限于半球面状，可以设为圆锥状等各种凹状。另外，也可以不是凹状，而设为凸状。
[0102]上述下模9可以通过未图示的伺服电动机等驱动装置沿X轴方向及y轴方向在水平面移动。另外，移动量由测微计16检测，基于该检测结果，可以微调节水平面内的X轴方向及y轴方向的位置。另外，下模的移动也可以通过手动进行。
[0103]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。
[0104]与上述下模用支承板11相同，上模用支承板17为将不锈钢(SUS)形成俯视矩形状的板状的结构。在上模用支承板17的两侧面之间形成多个贯通孔，并插入有加热器22及热电偶(未图示)。通过对加热器22通电，可以将上模用支承板17升温至约280°C。
[0105]与上述上模用支承板17相同，上模用中间板18为将不锈钢(SUS)形成俯视矩形状的板状的结构。
[0106]与上述下模用隔热板13相同，上模用隔热板19层叠有由聚酰亚胺等设置材料构成的多个隔热片19a。在此，将上模用隔热板19用两片隔热片构成，上模用转印板20的温度约为240°C。由此，在利用上模10和下模9夹持树脂制片材25时，能够充分熔融树脂制片材25。
[0107]与上述下模用转印板14相同，上模用转印板20为将镍铬合金设为俯视矩形的板状的结构。如图3所示，在上模用转印板20的下面形成有沿宽度方向延伸的凹部23。如图3 (c)所示，凹部23是由垂直面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上沿宽度方向并设多个圆弧状区域24。在各圆弧状区域24中，沿周方向并设有沿径方向延伸的截面为大致三角形的多个突条部(未图示)。
[0108]向凹部23流入熔融的树脂制片材25的一部分，形成厚壁部26。在此，树脂制片材25包含从膜状非常薄的片材到本实施方式中使用的具有0.2?0.3mm或其以上厚度的片材。厚壁部26的高度尺寸为亚毫米级，在此为0.2mm。形成倾斜面的突条部的突出尺寸(表面粗糙度)为亚微米级，在此为0.2μπι。形成这些突条部的区域为转印面，抑制使来自配置于厚壁部26的端面侧的多个光源的光弯曲而从倾斜面的泄漏出。
[0109]在上模用转印板20的下面形成有从上述凹部23连通到侧面的多个槽部27。各槽部27优选沿着与凹部23延伸的宽度方向(y轴方向)正交的方向(X轴方向)形成。由此，能够使槽部27的长度最短。各槽部27还形成于圆弧状区域24之间的位置。这是考虑到，熔融树脂的流速在圆弧状区域24之间的区域中最慢，易于残留气泡。由此，可以有效地从凹部23排出气泡。另外，各槽部27的深度尺寸只要设为凹部23的深度尺寸以上即可，在此设定为相同的深度。另外，各槽部27的宽度尺寸设定为，将流入凹部23内的熔融状态的树脂(树脂制片材25)的流出量抑制在需要最小限度且在凹部23内不残留气泡的值。
[0110]这样，通过在圆弧状区域24之间形成从凹部23向外部连续的槽部27，在熔融树脂流入时，能够将凹部23内的空气向外部顺畅地导出。而且，流入凹部23内的树脂的一部分也流出槽部27。另外，由于槽部27的深度尺寸为凹部23的深度尺寸以上，因此，也不会在从凹部23到槽部27的区域中残留空气(如果槽部27的深度尺寸比凹部23的深度尺寸小，则形成角部，可能在该角部残留空气。)。因此，不会在凹部23内残留空气，也不会在厚壁部26发生空隙。另外，即使在凹部23内残留极少的空气，树脂中也不会发生燃烧。而且，通过加压力，可以不发生空隙地使其融入到熔融树脂中。
[0111]如图2所示，保持板21为将不锈钢(SUS)形成矩形框状的结构，因此，在中央形成有开口部28。在保持板21的下面保持上模用转印板20，并使该上模转印板从开口部28朝上方露出。在从开口部28露出的上模用转印板20的上面，利用软X射线照射装置29照射软X射线。由此，树脂制片材25被除静电，防止由于静电引力附着周围的灰尘等。在保持板21的两侧部连结有连杆30，通过驱动未图示的缸等驱动装置，可以进行与上模整体的升降不同的升降。
[0112]上模整体的升降利用在上模用支承板17的上面侧配置的冲压装置31进行。从空气供给装置32向冲压装置31供给及排出空气，通过未图示的连杆30进行升降，经由上模用支承板17使上模整体升降。
[0113]在上述上模10和上述下模9之间，输送由上述材料供给装置I供给的树脂制片材25。在树脂制片材25的输送路径的中途，在模型的入口侧和出口侧，从距模型近的一方按照顺序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和从上下进行夹持的定位用夹钳34。另外，在输送路径的下游侧配置有输送用夹钳35。输送用夹钳35与定位用夹钳34相同，从上下夹持树脂制片材25，通过未图示的驱动装置沿着输送路径进行往返移动。在开放定位用夹钳34的状态下，利用输送用夹钳35夹持树脂制片材25，向输送路径的下游侧移动，由此，能够输送树脂制片材25。这些支承辊33及各夹钳的动作后面进行叙述。
[0114]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，并从斜上方吹向位于上模10和下模9之间的树脂制片材25。排气通道37利用未图示的压缩机等进行吸气，回收从供气通道36吹向树脂制片材25的空气。从供气通道36供给的空气是洁净的空气，从供气通道36到排气通道37形成的空气流动，不仅冷却树脂制片材25，而且形成所谓的空气阻隔，防止灰尘等附着在树脂制片材25的表面。另外，通过上述软X射线的照射，将树脂制片材25除静电，因此，树脂制片材25也不会由于静电引力而附着灰尘等。
[0115]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。通过粘接辊38进行旋转，输送树脂制片材25，同时消除附着在其表面的灰尘等。
[0116]贴膜装置3在转印成形后的树脂制片材25的上下面粘接保护膜39。利用保护膜39，防止树脂制片材25与其它部件碰撞而损伤，或在表面附着灰尘等。
[0117]切割装置4用于将转印成形后的树脂制片材25切断成长方形状。被切割装置4切断的树脂制片材25利用未图示的冲孔装置切断周围4边，形成半成品板46。半成品板46中，在厚壁部26和其相反侧的端面残留有应消除的切削量。
[0118]外形加工装置5具备用于切削半成品板46的两端面(厚壁部26和其相反侧的侧面)的切削部件41。如图4 (a)所示，切削部件41具有第一切削工具48a和第二切削工具48b。各切削工具48a、48b通过未图示的驱动装置旋转驱动。第一切削工具48a为圆柱状，用于粗加工，在其外周面，在以旋转轴为中心的点对称的位置分别形成有切刀49a。第二切削工具48b用于镜面加工，在圆盘上，在外周对称的位置2部位形成有切口，在表面上形成有沿径方向延伸的切刀4%。另外，对于切削部件41进行的具体的切削方法后面叙述。
[0119](动作)
[0120]下面，对由上述结构构成的导光板形成装置的动作进行说明。
[0121](准备工序)
[0122]使上模10上升，开放模型，使输送用夹钳35夹持由材料供给装置I供给的树脂制片材25的前端部分。而且，在移动输送用夹钳35之后，利用定位用夹钳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(输送工序)。
[0123]模型通过预先对加热器15通电而加热。如上所述，由于分别介设有隔热板，因此，上模10中，上模用转印板20约为240°C，下模9中，下模用转印板14约为150°C。在位于树脂制片材25附近的下模9中，由于将其上面抑制在玻化温度左右，因此，不会发生树脂制片材25受到热影响，向下方侧挠曲而与下模用转印板14接触等不良情况(预热工序)。
[0124](转印成形工序)
[0125]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。另外，驱动冲压装置31，使上模10下降，使上模用转印板20的转印面抵接。此时，将通过冲压装置31作用的压力抑制得较小，形成在模型间较轻地夹持树脂制片材25的状态。由此，加热树脂制片材25，消除其表层部分所含有的水分(预加热工序)。
[0126]如果从开始预加热工序经过预先设定的时间(第一设定时间)，则增大冲压装置31的加压力。如上所述，树脂制片材25使用聚碳酸酯(熔点=约250°C，玻化温度=约150°C )。由于上模用转印板20升温至240°C，树脂制片材25超过熔点，而形成熔融状态。在下模9中，虽然下模用转印板14的温度为180°C，但是，由于配置有下模用隔热板13，因此，热量不会从下模侧泄漏出。因此，树脂制片材25的夹持于模型的区域整体超过熔点，而形成熔融状态(加热及加压工序)。[0127]冲压装置31的加压力从上模10进行作用。由此，树脂制片材25的夹持于模型的部分的厚度变薄，其一部分(上面部)流入在上模用转印板20形成的凹部23内。当熔融树脂流入凹部23内时，凹部23内的空气经由槽部27排出到外部。而且，凹部23内完全被熔融树脂填满，其的一部分流出至槽部27。槽部27的深度形成为凹部23的深度以上(在此，相同)。因此，不会在凹部23内残留空气，并顺畅地排出到外部。另外，在凹部23内空气没有被压缩，因此，也不会发生燃烧等问题。另外，即使例如在凹部23内残留极小量的空气，也由于充分的加压力进行作用，因此，可以不发生空隙而融入到熔融树脂内。
[0128]如果从开始加热加压工序经过预先设定的时间(第二设定时间)，则使上模10上升。但是，通过驱动缸，形成上模用转印板20与树脂制片材25抵接的状态。在此，经由供气通道36向上模用转印板20上供给空气。加热的上模用支承板17远离树脂制片材25，空气从供气通道36吹向上模用转印板20。即，可以只经由上模用转印板20冷却树脂制片材25。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的聚碳酸酯的玻化温度即150°C以下。在该情况下，由于不冷却上模用支承板17及上模用中间板18，因此，能量损失少，能够在短时间内顺畅地开始下面的转印成形工序(冷却工序)。
[0129]如果从开始冷却工序经过预先设定的时间(第三设定时间)，即，如果熔融树脂通过冷却并固化而形状稳定，则使上模用转印板20上升，并从成形部分脱模。另外，上升支承辊33，使成形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的倾斜面形成亚微米级的、即14 μ m的锯齿状的多个突条部。另一方面，在树脂制片材25的下面，沿X轴方向及y轴方向以一定间隔形成多个半圆状的突起(脱模工序)。
[0130]目前，通过转印成形，可以在树脂制片材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形装置2，可以在树脂制片材25上同时形成亚毫米级的突起等和亚毫米级的厚壁部26。另外，在上述转印成形中，由于使夹持在模型间的树脂制片材25的整体熔融，因此，不会在之后固化而得到的半成品板46中残留内部应力。因此，在厚壁部26的端面侧配置多个LED，并透射光时，可以去除偏光等，均匀地照射除去厚壁部26的上面整体。
[0131](贴膜工序)
[0132]将在转印成形装置2中转印成形的树脂制片材25进一步向下游侧输送，利用贴膜装置3向上下面粘贴保护膜39。保护膜39防止半成品板46与其它部件碰撞等而受伤或损伤，且防止周围的灰尘等附着而发生不良情况。半成品板46经由后面的加工成为导光板之后，在组装液晶面板时剥落保护膜39。
[0133](切割工序)
[0134]将两面粘贴有保护膜39的树脂制片材25进一步向下游侧输送，利用切割装置4沿输送方向，按照半成品板单位进行切断，形成长方形状。半成品板46在厚壁部26和厚壁部26的相反侧的端面(切削面)具有外形加工工序中的切削量。此时，在半成品板46的切削面，在后述的第一切削工具48a的切削方向侧的角部形成锥形面46a。在此，锥形面46a以相对于切削面具有约3°角度，在切削了切削量之后残留锥形部分的方式形成。
[0135](外形加工工序)[0136]以厚壁部26交互位于相反侧的方式适当层叠8片在切割工序中得到的半成品板46。然后，在层叠状态下的半成品板46的上下面分别配置隔板47。
[0137]接着，利用第一切削工具48a、第二切削工具48b，切削半成品板46及隔板47的一端面。
[0138]如图4 (a)所示，第一切削工具48a以旋转轴与半成品板46的切削面平行的方式配置，并沿图中顺时针方向旋转同时利用外周的切刀切削半成品板46的端面。在该情况下，半成品板46被层叠，且由隔板47夹持。因此，在切削时不会发生偏差等，能够顺畅地切肖IJ。另外，在半成品板46上，在第一切削工具48a的切削方向侧的角部形成有锥形面46a。而且，该锥形面46a的范围是超过半成品板46的切削面的切削量的范围。因此，不会在半成品板46的角部形成因第一切削工具48a产生的飞边。
[0139]如图4 (b)所示，第二切削工具48b以旋转轴与半成品板46的切削面垂直的方式配置，并利用其表面的切刀对切削面进行镜面加工。切刀旋转的同时切削层叠了半成品板46的切削面。因此，如果不在上下两面配置隔板47，则可能在位于两侧的半成品板46的上下缘发生飞边。因此，在此配置有隔板47。因此，即使例如形成飞边，其位置也在隔板47上，而不在半成品板46上。
[0140]这样完成的导光板由0.2mm厚的薄壁部和截面大致梯形状且0.5mm厚的厚壁部构成。在导光板的底面形成有多个半球面状的凹部(或突起)。导光板作为液晶显示装置的一个零件如下与其它零件一起组装。
[0141]S卩，如图1lE所不,在基部62的上面载置导光板61。而且,在导光板61的上面依次层叠扩散板63、棱镜片64及液晶面板65。另外,在厚壁部49a的垂直面的侧方配置作为光源的LED66。由此，完成液晶显示装置60。
[0142]在完成的液晶显示装置60中，通过壁厚部61a的突条部防止由LED55照射的光泄漏到外部而导向薄壁部61b。而且，通过底面的半球面状的凹部均匀地扩散，并经由扩散板63及棱镜片64照射液晶面板65。
[0143]另外，当然，导光板也可以不设置液晶面板65，只作为面光源装置使用。
[0144]在此，对上述导光板进行的双折射状态进行说明。如上所述，在转印成形时，熔融夹持在模型间的树脂制片材25的整体。因此，在得到的产品的状态下，不会残留内部应力，且组织的状态均匀。因此，如图5 (a)所示，从上面整体可以射出相同光。与此相对，在现有的导光板的情况下，如图5 (b)所示，在从上面射出状态下发生不匀。图5 (c)是表示这些导光板的P偏光和S偏光的透射光量差的图表。如从该图表可知，与目前的导光板相比，本实施方式的导光板的透射光量差可被大幅度抑制而变小。
[0145](第二实施方式)
[0146]图6中，代替从供气通道36吹向上模用转印板20的空气进行的空冷方式，采用直接接触冷却板50进行冷却的直接冷却方式。
[0147]S卩，冷却板50可以通过未图示的水平移动机构在模型内的转印区域和模型外的非转印区域之间进行往返移动。在冷却板50的上面一体化有辅助隔热板51。上方侧转印板在保持于保持板21的状态下，其下面可与树脂制片材25的上面抵接，冷却板50的下面可以与其上面抵接。冷却板50以水冷式即液体经由未图示的管流动，将其表面温度维持为一定值(例如20°C)的方式构成。另外，其它模型等构成与上述第一实施方式相同，因此，对对应的部分标注相同的符号并省略其说明。
[0148]在具备上述冷却板50的构成中，如下进行加热及加压树脂制片材25之后的冷却。SP，在转印成形工序中，在从图7A (a)所示的状态转换成冷却工序时,如图7A (b)所示,上模用转印板20维持与树脂制片材25抵接的状态且使上模10上升之后，如图7A (c)所示，从侧方向上模用转印板20和上模用中间板18之间插入冷却板50。
[0149](第一冷却工序)
[0150]如图7A Cd)所示，使冷却板50的下面与上模用转印板20的上面抵接，在上模用转印板20和上模用中间板18之间夹持冷却板50及辅助隔热板51。如图8所示，此时的加压力以能够使气泡(空隙)从树脂制片材25消失的方式设为高压(比加热及加压时的压力低)(例如，以能够将直径约0.4mm的气泡设为直径约0.1mm的方式，按照波义耳一查理定律将加压力设为0.8MPa以上)。
[0151](第二冷却工序)
[0152]接着，如果将树脂制片材25的温度降低到其熔点以下(例如，200°C)(在此，按照时间进行管理，从开始第一冷却工序经过第一设定时间的时刻)，则使加压力瞬时降低(例如，将加压力设为0.1MPa)。如图7B (a)所示，树脂制片材25的弹性模量随着温度降低而变大，难以进行弹性变形，且在玻化温度即约150°C固化，流动性消失。因此，如图7B (b)所示，在树脂制片材25降低温度到约150°C时，如果是利用模型直接赋予了加压力的状态，则发生残余应力。实际上，从约200°C成为橡胶状的弹性体，发生残余应力。因此，在本实施方式中，如果树脂制片材25的温度降低到约200°C，则通过降低加压力，消除残余应力。
[0153](第三冷却工序)
[0154]然后，如果将树脂制片材25的温度进一步降低到其玻化温度以下(例如，150°C)(在此，按照时间进行管理，从开始第二冷却工序经过第二设定时间的时刻)，则使加压力再次上升(例如，将加压力设为0.5MPa以上)。由于从上面侧冷却树脂制片材25，因此，不能避免其温度分布偏差。在树脂制片材25的上面侧先降低到玻化温度以下而固化的时刻，有时下面侧不能降低温度到这个温度。在该情况下，固化的上面侧不会追随树脂制片材25下面侧的热收缩，下面在中央部发生鼓起的弯曲形状的翘曲。因此，通过再次使加压力上升，能够强制性地消除收缩应力。
[0155]这样，如果采用第二实施方式的冷却方法，与第一实施方式时的空冷相比，则能够缩短冷却时间。具体地讲，在第二实施方式的直接冷却的情况下，能够将在第一实施方式的空冷的情况下花费110秒的冷却时间缩短为55秒。另外，在上模10及下模9分别配置有隔热板，在此基础上，在冷却板50的上面一体化有辅助隔热板51。因此，即使冷却板50为低温，也能够抑制对上模10的影响，能够缩短到下面的加热及加压时的恢复时间。
[0156]如以上所述，如果冷却树脂制片材25，如图7A (e)所示，则使上模10上升，并使冷却板50水平移动而避让。而且,如图7A (f)所示,通过使上模用转印板20上升,结束一个周期。
[0157](第三实施方式)
[0158]在第三实施方式中，如图9及图10所示，具备通过不仅从上模用转印板20的上面侧冷却，而且还从下模用转印板14的下面侧冷却，从上下冷却树脂制片材25的冷却机构。
[0159]S卩，在上述第二实施方式中，只在上面设有将辅助隔热板51 —体化的冷却板50，但在第三实施方式中，与其相当，在上面具备将辅助隔热板53 —体化的第二冷却板52，并且在下面具备将辅助隔热板55 —体化的第二冷却板54。另外，除去下模用转印板14的下模整体可以沿水平方向的避让位置移动。另外，在第一冷却板52及第二冷却板54沿上下方向相对的状态下，可以插入上模用转印板20与其上面抵接且下模用转印板14与其下面抵接的状态的树脂制片材25的上下。
[0160]具备上述构成的冷却机构的转印成形装置2的作用如下。
[0161]即，与上述第一及第二实施方式相同，如图9 (a)所示，如果预加热工序及转印成形工序结束，则如图9 (b)所示，维持使上模用转印板20与树脂制片材25的上面抵接的状态，同时使上模10上升。而且，如图9 (c)所示，维持使下模用转印板14与树脂制片材25的下面抵接的状态，同时使下模9的其它部分向水平方向的避让位置移动。另外，使沿上下方向相对配置的上模用转印板20和下模用转印板14沿水平方向移动，并配置在使上模用转印板20及下模用转印板14与上下面抵接的树脂制片材25的上下。在该状态下，如图9Cd)所示，使上模10降低,利用第一冷却板及第二冷却板夹持使上模用转印板20及下模用转印板14与上下面抵接的树脂制片材25。而且，通过加压，开始树脂制片材25的冷却工序。
[0162]这样，在上述冷却工序中，可以从上下均匀地冷却树脂制片材25。因此，不需要如在上述第二实施方式中进行那样的通过第一?第三冷却工序处理翘曲等问题。即，可以通过一个冷却工序完成没有翘曲等的半成品板46。
[0163]然后，如果冷却工序结束，则如图10 (a)所示，使第一冷却板52及第二冷却板54和下模9的除去下模用转印板14的部分沿水平移动并恢复至最初的位置。而且，如图10(b)所示，如果使上模用转印板20及下模用转印板14抵接于上下面的状态下的树脂制片材25位于下模9上，则如图10 (c)所示，使上模用转印板20上升，结束一个周期。
[0164](其它实施方式)
[0165]另外，本发明不限定于上述实施方式所记载的构成，可以进行各种变更。
[0166]例如，在上述实施方式中，通过使树脂制片材25熔融，并使该熔融树脂的一部分流入形成于上模用转印板20的凹部23而形成厚壁部26，但厚壁部26也可以如下形成。
[0167]在图1lA Ca)中，可以使树脂制片材25中的主要非产品部分(除了成为导光板的区域以外)的熔融树脂流入于凹部23内。即，构成形成于上模用转印板20的凹部23的非产品部分侧的侧壁部20a的高度比其它部分较高地形成。另外，由侧壁部20a形成的内侧面20b以从凹部23的底面侧逐渐开口的方式由倾斜面20b构成。
[0168]由此，如图1lA (b)所示，在转印成形时，如果接近模型进行加压，则如图1lA (C)所示，熔融的非产品部分的树脂在侧壁部20a的倾斜面20b流动并流入至凹部23内。接着，产品部分侧的树脂的一部分也在相对的另一方的侧壁部的倾斜面20c流动并流入至凹部23内。在该情况下，由于增大侧壁部20a的突出尺寸，因此，能够充分增大非产品部分的熔融树脂的流入量。因此，能够抑制作废的树脂量而实现成本降低。其结果，如图1lA (d)所示，凹部23内被熔融树脂填满。之后的冷却工序等与上述实施方式相同，因此，省略说明。
[0169]在图1lB Ca)中，不是熔融树脂制片材25并将该熔融树脂的一部流入至凹部23，而是另外在向上模用转印板20供给与凹部23对应的追加部件(例如，树脂片25a)。由此，如图1lB (b)所示，自然可以容易地形成厚壁部26。[0170]在图1lC (a)中，形成如下构成，在树脂制片材25的一部分预先形成预先突出部25b，并预先将追加部件一体化。作为突出部25b的厚度尺寸，也可以设为比厚壁部26的厚度尺寸小的值，也可以设为比转印成形前的树脂制片材25的厚度尺寸大的值。这样，根据具有突出部25b的构成，不需要用于供给追加部件的机构，可以提高作业性。
[0171]另外，在上述实施方式中，使凹部23形成于上模用转印板20上，但也可以将凹部23设置于下模用转印板14上，也可以设置于双方上。
[0172]另外，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，但是，例如也可以采用沿水平方向开关的模型。
[0173]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，但也能够形成于任一方。另外，也可以没有这些转印板，而在模型(例如，中间板)上直接形成转印面。
[0174]另外，在上述实施方式中，均匀地加热上模用转印板20的整体，但未必需要均匀地加热。例如，也可以以集中加热凹部23附近的方式构成。据此，凹部23内的树脂的熔融状态良好，能够形成不会发生气孔等的良好的厚壁部26。
[0175]另外，在上述实施方式中，上模用转印板20和下模用转印板14之间夹持树脂制片材25进行加热及加压，并使该树脂制片材25的整体熔融。因此，上述转印板20、14中的至少任一方中优选在周缘部具备限制熔融树脂的流动的流动限制结构。
[0176]在图1lD中，在下模用转印板14的上面周缘部形成有流动限制结构。但是，未必需要以全部包围四条边的方式形成，根据需要，只要流动树脂不向周围流动，就可以间断地设置，或只在两侧部设置。
[0177]图1lD (a)是由从`下模用转印板14上面突出的突条部14a构成流动限制结构的例子。图1lD (b)是由在下模用转印板14上面形成的槽部14b构成流动限制结构的例子。图1lD (c)是由从下模用转印板14上面突出的多个微小突部14c构成流动限制结构的例子。图1lD (d)是由在下模用转印板14上面形成的多个微小凹部14构成流动限制结构的例子。这些构成也可以形成于上模用转印板20上，也可以形成于两转印板14、20上。另外，不限定于这些方式，只要提高熔融树脂的流动阻力，就可以采用任意方式。
[0178]另外，在上述实施方式中，如图8所示确定冷却工序中的加压力，但也可以如下。
[0179]例如，在第一冷却工序中，为了将气泡的直径0.4mm压缩为直径0.1mm，按照波义耳一查理定律(PV / T = 一定)确定加压力Pp
[0180]P0XV0ZTci = P1XV1ZT1S(I)
[0181]向式(I)中代入下面的值。
[0182]P0 = 101325Pa (大气压)
[0183]V0 = 3.35 X IO^11Iii3 (直径 0.4mm 的气泡体积)
[0184]T0 = 240°C= 513K
[0185]V1 = 5.23 X l(T13m3 (直径 0.1mm 的气泡体积)
[0186]T1 = 190 0C= 463K
[0187]通过以上，可得到P1 = 5.85MPa。
[0188]因此,通过将加压力设为5.85MPa以上，可以将气泡的直径0.4mm压缩为直径
0.1mm以下。[0189]另外，在第二冷却工序中，通过树脂制片材25 (聚碳酸酯)的温度降低到190°C，使加压力降低到0.02MPa (也可以设为未赋予加压力的OMPa。)。由此，消除残余应力。
[0190]另外，在第三冷却工序中，树脂制片材25(聚碳酸酯)将相当于从玻化温度即150°C降温到可从模型脱模的130°C时的收缩应力的压力设为加压力P2进行确定。
[0191]BP, P2 = EX α
[0192]E (弹性系数)=2.45GPa
[0193]α (聚碳酸酯的线性膨胀系数)=7Χ10_5
[0194]因此，如果P2 = 3.4MPa，且赋予该值以上的加压力(例如，6.2MPa)，则随着冷却，可以防止因树脂制片材25的收缩应力产生的变形。
[0195]另外，在上述实施方式中，通过并设一连串装置连续地进行准备工序、转印成形工序、贴膜工序及切割工序，但也可以分别进行，也可以局部连续地进行。总之，不管使这些一连串的工序连续、不连续，只要依次执行即可。另外，对转印成形工序内的各工序也可以分别进行，也可以局部连续地进行。
[0196]另外，在上述实施方式中，将形成于转印面的凹凸的最大高度设为亚微米级，将厚壁部26的突出尺寸设为亚毫米级，但不限于此，例如，也可以将凹凸的最大高度设为微米级(例如，200 μ m)、亚毫米级(例如，Imm)。总之，只要厚壁部26的突出尺寸比凹凸的最大高度大即可。特别优选厚壁部26的突出尺寸为凹凸的最大高度的10倍以上。如果为10倍以上，则厚壁部26的突出尺寸也可以是亚微米级。
[0197]另外，在上述实施方式中，使用与树脂制片材25连续的带状片材，但也可以设为长方形状的不连续的构成，也可以转印成形一片(或也可以是两片以上的多片)半成品板46。在该情况下，通过配置可上下旋转驱动的辊等，即使是长方形状的树脂制片材25，只要可输送即可。
[0198]另外，在上述实施方式中，对通过转印成形方法制作导光板的情况进行了说明，但不限于此，也可以制作棱镜片等广泛的光学部件。
[0199]另外，在上述实施方式中，将导光板用于图1lE所示的构成的液晶显示装置中，但例如，也可以变更导光板的构成，并用于图1lF所示的面光源装置中。
[0200]S卩，图1lF所示的导光板70由具有大致均匀厚度的导光板主体71和形成楔状的光导入部72构成。在导光板主体71的背面形成有偏向图案或扩散图案，在表面形成有截面半圆状的双凸透镜73。在光导入部72形成有从光导入部72向导光板主体71倾斜的倾斜面74。另外，光导入部72的端面(光入射面)的厚度比光源75的高度尺寸大。
[0201]在采用了上述构成的导光板70的面光源装置11中，与光源75的高度相比，能够增大光导入部72端面的厚度。因此，能够将从光源75射出的光有效地射入于光导入部72。另外，射入于光导入部72的光导向至导光板主体71而面状地扩展，由偏向图案或扩散图案反射，并从导光板主体71的光射出面射出至外部。此时，从光射出面射出的光利用双凸透镜73扩展指向特性。
[0202]这样，根据上述构成的面光源装置，可以兼得提高光源75的光的利用效率和面光源装置的薄型化这两方面。
[0203]另外，在上述导光板70中，在导光板主体71的表面形成截面半圆状的双凸透镜73，但也可以为具有截面三角形状的棱镜等其它截面形状的构成。
【权利要求】
1.一种转印成形方法，具有: 将夹持在相对配置的第一模型与第二模型之间的树脂制片材通过加热所述模型的至少任一方进行转印成形的转印成形工序； 冷却所述树脂制片材的冷却工序， 所述冷却工序具有: 在维持比所述转印成形工序中的加压力小的第一设定值的加压的状态下，冷却所述树脂制片材的第一冷却工序； 在降压至比所述第一设定值小的第二设定值的状态下，冷却所述树脂制片材的第二冷却工序。
2.如权利要求1所述的转印成形方法，其特征在于， 所述冷却工序还具有，在再加压至比所述第二设定值高的第三设定值的状态下，冷却所述树脂制片材的第三冷却工序。
3.如权利要求2所述的转印成形方法，其特征在于， 在所述转印成形工序中，将一方的模型的加热温度设定得比另一方高， 在所述冷却工序中，冷却所述树脂制片材的两面中的、所述模型的加热温度高的一面侧。
4.如权利要求2或3所述的转印成形方法，其特征在于， 当所述树脂制片材的温度在冷却侧变为玻化温度以下，至少再进行一次加压。
5.如权利要求2~4中任一项所述的转印成形方法，其特征在于， 通过变更所述第三冷却工序的时间，来调节转印成形后的产品的翘曲量。
6.一种转印成形装置，具备: 第一模型； 第二模型，其相对于所述第一模型可相对离合； 加热装置，其设于所述模型的至少任一方； 转印部件，其可分离移动地设于所述模型的至少任一方，使转印面与向所述模型之间供给的树脂制片材抵接而进行转印成形； 冷却部件，在使所述转印部件从所述模型分离移动的状态下，该冷却部件与形成所述转印部件的转印面的面的相反侧的面抵接而进行冷却； 控制装置，其进行如下的控制，即、使所述两模型接近，夹持所述冷却部件、所述转印部件及所述树脂制膜，并在维持比在所述转印成形的加压力小的第一设定值的加压的状态下，冷却所述树脂制片材，之后，在降压至比所述第一设定值小的第二设定值的状态下，进一步冷却所述树脂制片材。
7.如权利要求6所述的转印成形装置，其特征在于， 所述控制装置在降压至比所述第一设定值小的第二设定值的状态下，进一步冷却所述树脂制片材。
8.如权利要求6或7所述的转印成形装置，其特征在于， 所述转印部件相对于所述模型可相对地分离移动。
9.如权利要求8所述的转印成形装置，其特征在于， 进一步具备对相对于所述模型相对地进行分离移动的所述转印部件进行冷却的冷却装置。
【文档编号】B29C59/02GK103802306SQ201310050011
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年2月8日 优先权日:2012年11月5日
【发明者】竹村宏一, 柴田智英, 山中义久, 铃木研二, 金子和孝, 田口善利, 小岛正行 申请人:欧姆龙株式会社