JP5576636B2 - 樹脂シート成形品，その製造方法，熱プレス成形用金型 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂シート成形品，その製造方法，熱プレス成形用金型に関し、更に具体的には、液晶表示装置のバックライト等として用いるのに適しており、熱プレス成形を利用して形成される表面に凹凸パターンを有する薄肉大型の樹脂シート成形品，その製造方法，熱プレス成形用金型に関するものである。

液晶表示装置は、パーソナルコンピュータ，モニター，液晶テレビ，携帯電話などに広く用いられてきている。液晶表示装置の中で表示画像を明るく映し出すために、バックライトユニットが液晶パネルの下面側に配置されている。前記バックライトユニットを薄くするためには導光板を使い、例えば、光源を導光板の側面に配置して光源の光を導光板の奥まで導光し、そして導光板の上面に光を出射する構造，いわゆるエッジライト方式の構造がとられる。このエッジライト方式の構造を示す従来技術の構造の一つとして、例えば、下記特許文献１の第８図に示された構造のものがある。

図４(A)及び(B)に示すごとく、バックライトユニット５０は、導光板６０と、その導光板６０の側面６１に近接し、かつ、前記側面６１に光放射面を向けて配置されたＬＥＤ６８を含んでいる。前記導光板６０の光射出面である第１面（上面）６０ａには、図４(B)に示すごとく拡散シート６５と、その拡散シート６５の上に設けられた２枚のプリズムシート６６，６７が積層され、導光板６０の第２面（下面）６０ｂには、反射シート６４を設けた構成をなしている。

２００７年以来、液晶表示装置にバックライトとして用いる導光板は、市場の要求により発表された電子看板、４６型，５２型情報ディスプレイ（屋外広告・企業・公共施設情報表示装置用）分野に拡大展開するために、大型化傾向と同時に、例えば、厚み０．５ｍｍのＬＥＤの開発普及による薄肉化傾向に対応できる製品及び製造方法を確保する必要がある。従来、モニター用，液晶テレビ用大型導光板は、樹脂シート反射面に印刷及びインクジェットによりドット形状凹凸パターンを設けることで、実用上十分であった。また、パーソナルコンピュータ用液晶導光板は、透明樹脂を射出成形して、出射面と対向する反射面には、光を散乱または全反射するためのドット形状及びプリズム形状等の超微細な凹凸パターンを設け、量産可能で精度の良いものが出来上がる。

しかしながら、射出成形法は、樹脂の充填性の問題で導光板の厚みが制限されるという不都合があった。上述した０．５ｍｍ厚みの薄肉大型導光板を射出成形で製造するためには、超高圧・超高速射出性能を持つ大型成形機と、高圧に耐える高剛性で隙間の少ない精密組立金型が必要となる。一方、印刷法及びインクジェット法の場合は、０．５ｍｍ厚みの透明シートでは、ドット形状凹凸パターンが見えるという不都合がある。このように、これまでは、厚み０．５ｍｍ以下の薄肉大型平板導光板を製造することが出来ないのが実状であった。また、導光板の薄肉化に限度があることから、薄型のバックライトユニットを得ることが出来ないという不都合があった。

この改善策として、熱プレス成形方法がある。特許文献１の第５図は、導光板の製造方法を説明する斜視図，第６図は、第５図での導光板の製造方法でのプレス型で加圧している状態を示す側面図を示している。薄肉大型平板導光板及びその成形法において、対向する面に凹凸パターンを設けた薄板金型部材の間に樹脂シートを挟み込み、対向する金型を加熱下で加圧することにより導光板の凹凸光学パターンを形成する。特許文献１に記載された方法では、対向する面に凹凸パターンを設けた薄板金型部材の間に材料送り装置を用いて帯状薄肉樹脂シートを送り出し、加熱下で加圧して、成形された帯状薄肉導光板を、導光板所要の大きさに切断して導光板を得る。この方法によれば、凹凸光学パターン形成工程が短く、かつ作業方法が簡単で容易であることから製造コストを安くすることができ、また、対向する面に凹凸パターンを設けた薄板金型部材の１対の成形型を製作するだけでよいため型費用が安くできるという効果が得られる。

次に、下記特許文献２には、金属板の表面にエッチングにより底面の直径が０．５〜２ｍｍ、深さが２０〜２００μｍの平面円形の凹部を網点パターン状に形成するとともに、底面を十点平均粗さＲｚ１０〜４５μｍに粗面化し、凹部を除いた平面部は十点平均粗さＲｚ１μｍ未満に鏡面化した転写部を形成したプレス用型板を準備し、そのプレス用型板に厚さ３〜１５ｍｍの透明な熱可塑性樹脂板を重ねて配置し、熱圧プレスすることにより前記転写部における形状を透明な熱可塑性樹脂板に転写させて、短い方の辺が６００ｍｍ以上の略方形の導光板を得ることを特徴とする導光板の製造方法が記載されている。また、下記特許文献３には、大型射出成形品の歪を解消するために、閉じた金型キャビティ内に高圧型締め状態で合成樹脂を射出充填し、金型内樹脂圧力により金型キャビティを厚さ方向にわずかに解放せしめたのち、金型のゲートを機械的にまたは冷却してシールし、前記の高圧型締め状態での保圧・型締め下における金型キャビティ内の合成樹脂の圧縮状態を経て、保圧または冷却途中で型締力を低下させて圧縮成形することを特徴する合成樹脂成形品の射出成形方法が開示されている。

特開２００８−５２９４０号公報 特開２００８−１７５９９６号公報 特許第２５１０４４１号公報

しかしながら、上述した背景技術の射出成形方法及び熱プレス成形方法には、次のような不都合がある。先ず、現状において解決しようとしている問題点は、厚さ０．５ｍｍ程度が限界である射出成形法に代わる製造方法がない点である。例えば、伊藤勝彦訳、James M.Mckelvey著、「高分子加工光学」、丸善株式会社、６１頁に記載されている容積流量の管半径と管長との関係式によれば、１．０ｍｍ以下の流路における熱可塑性樹脂の等温流れに対する非ニュートン流体としての容積流量は、一般に、流路（厚さ）の３乗に比例し、流動長（導光板の大きさ）に反比例することが分かっている。そのため、射出成形法においては、厚みが０．５ｍｍ以下では、超高圧・超高速射出でも、流量容積を確保することが難しく、更に厚さの６００倍の流動長を有する大型導光板では、溶融樹脂の流動長が長くなり、流動圧力損失が大きくなって、金型キャビティへの充填性が悪くなり、導光板の微細な凹凸パターンや、特に、微細なプリズムパターンを正確に転写することができない。更に、上述した特許文献３には、大型射出成形品の歪を解消するための射出成形方法が開示されているが、当該技術において超高圧・超高速で射出成形すると、溶融樹脂が金型表面に密着して離型が困難になるという不都合がある。

次に、上述した特許文献１及び２に記載の熱プレス成形方法では、成形工程の後に得られた成形品から、所定の寸法に切断して導光板を得る工程が必要になるという不都合がある。また、金型へ薄肉樹脂シートを投入する熱プレス成形方法は、薄肉樹脂シートの寸法精度や計量精度、そして、金型キャビティとの隙間空間の管理が配慮されておらず、凹凸パターンを重視するあまり成形品側面にバリが発生するという不都合があった。

本発明は、以上のような点に着目したもので、バリ発生を抑制し、優れた転写性で射出光を均一にし、更に、金型表面への密着を緩和して離型性に優れ、複数個取り生産も容易である熱プレス成形を利用した表面に凹凸パターンを有する薄肉大型の樹脂シート成形品及びその製造方法を提供することを、その目的とする。他の目的は、前記樹脂シート成形品の製造に適した熱プレス成形用金型を提供することである。

上記の目的を達するために、本発明の熱プレス成形用金型は、対向する主面の少なくとも片面に凹凸パターンが設けられた一対の薄肉部材と、該一対の薄肉部材の一方を収納するとともに成形品の所要寸法に設定されており、前記一対の薄肉部材とともに薄肉樹脂シート収納のためのキャビティを形成する樹脂シート保持枠と、前記一対の薄肉部材の一方と前記樹脂シート保持枠が設けられた下型と、前記一対の薄肉部材の他方が設けられており、前記下型に対向する上型と、前記上型及び下型のそれぞれに設けられており、前記薄肉樹脂シートを適正温度かつ適正圧力で加圧して凹凸パターンを転写形成するための温度調節を行う温度調節用配管と、前記薄型樹脂シートの外周を囲む前記樹脂シート保持枠の４つの側面のうち、少なくとも１つの側面をスライドさせるスライド機構と、を備えており、前記スライド機構により、前記キャビティに収納された薄肉樹脂シートの側面と、前記樹脂シートの保持枠との間に形成される空間の調整と、前記キャビティに収納された薄肉部材の側面と、前記樹脂シート保持枠との間に形成される空間の調整と、を行うことを特徴とする。主要な形態の一つによれば、前記スライド機構によってスライドされる側面に、凹凸パターンを設けたことを特徴とする。

本発明の樹脂シート成形品の製造方法は、前記いずれかに記載の熱プレス成形用金型を用いた樹脂シート成形品の製造方法であって、前記キャビティに、該キャビティと同一寸法に切削研磨加工した薄肉樹脂シートを投入した後、該薄肉樹脂シートを低い圧力で前記キャビティ内に固定しながら伝熱加熱し、熱膨張した前記薄肉樹脂シートが軟化する温度に達する前に増圧して前記薄肉樹脂シートを金型キャビティ内に圧縮し、前記薄肉樹脂シートに、転写開始温度を超えるゴム状平坦領域の温度，かつ、バリ発生を抑制可能な圧力で、凹凸パターンを転写形成することを特徴とする。なお、本明細書における転写開始温度とは、図５に示すように、成形に使用する熱可塑性樹脂の温度と縦弾性率（貯蔵弾性率）との関係を測定した時に、相遷移領域のグラフ（その変曲点を、ガラス転移温度，或いは荷重たわみ温度，或いは軟化温度と呼ぶ）の接線ＬＡと高温度の流動領域につながるゴム状平坦領域のグラフＬＢとの交点より求められる温度をいう。

更に、本発明の樹脂シート成形品は、請求項３記載の樹脂シート成形品の製造方法によって形成された表面に凹凸パターンを有する薄肉大型の樹脂シート成形品であって、略矩形平面の対角線の長さが厚みの６００倍〜１０００倍の範囲であって、前記厚みが０．３ｍｍ〜３．０ｍｍであることを特徴とする。主要な形態の一つは、前記厚みが０．５ｍｍ〜２．０ｍｍであることを特徴とする。前記樹脂シート成形品が、薄肉大型の平板導光板であることを特徴とする。本発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。

本発明によれば、対向する主面の少なくとも片面に凹凸パターンが設けられた一対の薄肉部材と、該一対の薄肉部材の一方を収納するとともに成形品の所要寸法に設定されており、前記一対の薄肉部材とともに薄肉樹脂シート収納のためのキャビティを形成する樹脂シート保持枠と、前記一対の薄肉部材の一方と前記樹脂シート保持枠が設けられた下型と、前記一対の薄肉部材の他方が設けられており、前記下型に対向する上型と、前記上型及び下型のそれぞれに設けられており、前記薄肉樹脂シートを適正温度かつ適正圧力で加圧して凹凸パターンを転写形成するための温度調節を行う温度調節用配管と、前記薄型樹脂シートの外周を取り囲む前記樹脂シート保持枠の４つの側面のうち、少なくとも１つの側面をスライドさせるスライド機構と、を備えており、前記スライド機構により、前記キャビティに収納された薄肉樹脂シートの側面と、前記樹脂シートの保持枠との間に形成される空間の調整と、前記キャビティに収納された薄肉部材の側面と、前記樹脂シート保持枠との間に形成される空間の調整と、を行う金型によって熱プレス成形を行うこととした。このため、バリ発生を抑制し、優れた転写性で射出光を均一にし、金型からの離型性も良好な、表面に凹凸パターンを有する薄肉大型の樹脂シート成形品を効率良く得られるという効果がある。また、熱プレス成形を利用するため、複数個取り生産が容易となる。

図１は本発明に関わる表面に凹凸パターンを有する薄肉大型の樹脂シート成形品の熱プレス成形のタイミングを示す説明図である。 図２は実施例１の熱プレス成形用金型を示す図であり、(A)は隙間バリ，パーティング隙間バリ，空間突起バリを説明するための簡略化した断面図，(B)は前記金型をパーティング面で開いて樹脂シート保持枠を上方から見た平面図，(C)は前記樹脂シート保持枠のスライド機構を説明する平面図である。 図３は前記実施例１の熱プレス成形用金型の詳細な構成を示す断面図である。 図４はバックライトユニットを示す図であり、(A)は外観斜視図，(B)は断面図である。 図５は転写開始温度の説明図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて詳細に説明する。

本発明の実施例１について、図１〜図４を参照しながら説明する。図１は、表面に凹凸パターンを有する薄肉大型の樹脂シート成形品の熱プレス成形のタイミングを示す説明図である。図２は、実施例１の熱プレス成形用金型を示す図であり、(A)は隙間バリ，パーティング隙間バリ，空間突起バリを説明するための簡略化した断面図，(B)は前記金型をパーティング面で開いて樹脂シート保持枠を上方から見た平面図，(C)は前記樹脂シート保持枠のスライド機構を説明する平面図である。図３は、前記実施例１の熱プレス成形用金型の詳細な構成を示す断面図である。図４は、バックライトユニットを示す図であり、(A)は外観斜視図，(B)は断面図である。本発明は、金型を用いて連続製造する熱プレス成形によって、表面に凹凸パターンを有する薄肉大型の樹脂シート成形品を得ることを特徴とするものである。

＜金型構成＞・・・まず、図２及び図３を参照して、本発明の熱プレス成形用金型の構成について説明する。本実施例の熱プレス成形用金型（以下「金型」とする）１０は、対向する主面の少なくとも片面に凹凸パターンが設けられた一対の薄肉部材３ａ，３ｂと、一方の薄肉部材（図示の例では薄肉部材３ｂ）を収納するとともに成形品の所要寸法に設定されており、前記一対の薄肉部材３ａ，３ｂとともに薄肉樹脂シート５を収納するためのキャビティ１２を形成する樹脂シート保持枠６と、一方の薄肉部材３ｂと樹脂シート保持枠６が設けられた固定冷却下型１ｂと、他方の薄肉部材３ａが設けられた可動加熱上型１ａにより構成されている。前記可動加熱上型１ａと固定冷却下側１ｂは対向しており、可動加熱上型１ａには配管２ａが設けられ、固定冷却下型１ｂには配管２ｂが設けられている。本実施例では、前記配管２ａは加熱用，配管２ｂは冷却用であって、それぞれ伝熱設計されており前記薄肉樹脂シート５を適正温度かつ適正圧力で加圧して凹凸パターンを転写形成するための温度調節に利用される。前記薄肉樹脂シート５としては、例えば、公知の各種の透明な熱可塑性樹脂シートが用いられる。ここでいう主面とは、６つの構成面のうち、大きな面積を有する２つの対向する面のことをさす。前記薄肉部材３ａは、可動加熱上型１ａに固定されたプレート１１ａ内に収納されている。

前記薄肉部材３ａ，３ｂの対向する主面は、前記キャビティ１２の一部を構成するということができる。本実施例では、薄肉部材３ｂのもう一方の主面には、放熱調節のための断熱シート４が必要に応じて設けられる。薄肉部材３ａ、３ｂは、金属製であり、その材質としては、例えば、ステンレス、ニッケル、銅合金等が用いられ、厚みは、例えば、０．３ｍｍ〜０．７ｍｍ程度に設定される。前記樹脂シート保持枠６の内側は、キャビティ１２の４つの側面を構成しており、その厚み、長辺（図２(C)の６ａ，６ｂに相当）、短辺（図２(C)の６ｃ，６ｄに相当）は、成形品の所要厚み及び長さに概略相当する。前記樹脂シート保持枠６と薄肉部材３ｂとの隙間１３は、薄肉部材３ｂを精密切削研磨加工することにより所定の公差内にする。また、樹脂シート保持枠６のパーティング面には、必要に応じて、図２(B)に示す多数のガス抜き溝１５を設けるようにしてもよい。

前記樹脂シート保持枠６は、図３に示すように、薄肉部材３ｂを押さえるための爪部１６を有している。また、樹脂シート保持枠６は、薄肉樹脂シート５の外周部に面する４つの側面のうち少なくとも１つの面をスライドさせるためのスライド機構を備えていてもよい。例えば、図２(C)に示す例では、樹脂シート保持枠６は、長辺６ａ，６ｂを含むブロック１４ａ，１４ｂと、短辺６ｃ，６ｄを含むブロック１４ｃ，１４ｄの４つのブロックに分割されており、これらブロック１４ａ〜１４ｄの少なくとも一つが、同図に矢印で示す方向に、図示しないスライド機構によってスライド可能となっている。

そのスライド機構は、樹脂シート保持枠６の側面の少なくとも１面を、薄肉部材３ａ，３ｂの厚み変動約１０μｍを調整する距離を摺動させ、また、樹脂シート保持枠６の側面と薄肉樹脂シート５との空間９を好適態様として５０μｍ以内に調整するように摺動させるものである。更に、前記スライド機構は、凹凸パターンを転写形成のために薄肉樹脂シート５を加熱プレスするときに発生するパーティング隙間７でのバリを抑制するために、型締め力の調整機構を備えることもある。また、図２における隙間８（薄肉部材３ｂと樹脂シート保持枠６の隙間）でのバリをなくすために、薄肉部材３ａ，３ｂの外径寸法は、薄肉樹脂シート６よりも大きくすることもある。更に、前記樹脂シート保持枠６の長辺６ａ側の側面に、図２(C)に示す凹凸パターン１７を設け、薄肉樹脂シート５の長辺側の側面に、凹凸パターンを転写するようにしてもよい。このようにすると、本実施例を導光板の製造に適用した場合、導光板の光入射面に凹凸パターンを転写して、導光板６０の入射面輝度むらを抑制することができる。

図３において、前記樹脂シート保持枠６の下面には、断熱シート４が設けられている。該断熱シート４は、転写温度までの昇温時間を短縮するため、また、転写性を安定化するために装着されるものであって、固定冷却下型１ｂに設けたプレート１１ｂ内に収納されている。前記樹脂シート保持枠６は、前記プレート１１ｂ上に設けられている。

前記薄肉部材３ａを可動加熱上型１ａ、薄肉部材３ｂを固定冷却下型１ｂに装着する方法としては、例えば、真空吸着する方法、接着剤によって接着する方法、磁石を利用して固定する方法が挙げられる。また、真空吸着する方法と押さえリングとを組み合わせた固定法を利用することもある。本発明の主体は、表面に凹凸パターンを有する薄肉大型の樹脂シート成形品を製造することにあるため、薄肉部材３ａ，３ｂへの凹凸パターンの形成方法の説明は省略する。

＜樹脂シート成形品の製造方法＞・・・次に、前記金型１０を利用した薄肉大型の樹脂シート成形品の製造方法について、図１も参照して説明する。まず、一対の薄肉部材３ａ，３ｂと樹脂シート保持枠６によって形成されたキャビティ１２へ、該キャビティ１２と略同一寸法に、例えば、エンドミル等の工具で切削研磨加工した薄肉樹脂シート５を投入し、金型１０内を真空排気する（図１のＴ１）。図１に示すごとく、前記薄肉樹脂シート５は、例えば、５０℃の固化状態から樹脂固有の荷重たわみ温度以下，例えば、メタアクリル樹脂シートでは、９９℃以下の温度領域で、１〜３ＭＰａの範囲の低圧で、キャビティ１２に固定密着しながら伝熱加熱し（Ｔ１〜Ｔ２）、図１に一点鎖線で示す荷重たわみ温度を超えて軟化を開始する（Ｔ３）直前に５〜９ＭＰａの範囲に増圧開始して(Ｔ２〜Ｔ３)、熱膨張する薄肉樹脂シート５をキャビティ１２内に圧縮する。そして、更に、転写開始温度であるゴム状平坦領域になったら、バリの発生を抑制可能な圧力，例えば、５〜９ＭＰａの範囲の圧力で、凹凸パターンを転写形成する（Ｔ４〜Ｔ５）。冷却及び減圧が完了したら、樹脂シート成形品を金型１０から取り出す（Ｔ６）。

ここで、前記薄肉部材３ａ，３ｂの対向する主面の一方が凹凸パターンを備え、他方の主面が鏡面である場合には、前記樹脂シート成形品の一方の主面にのみ凹凸パターンが形成され、前記薄肉部材３ａ，３ｂの対向する両面に凹凸パターンが設けられている場合には、成形品の両主面に形成される。前記凹凸パターンとしては、図示しない光源から対面する樹脂シート成形品の光入射面に入射する光を導光し、裏面で反射し、表面で出射するためのドット状やシボ状，プリズム状パターンなどが適宜配置される。また、加熱プレス温度、時間、圧力などの成形条件は、透明な熱可塑性樹脂シート（すなわち薄膜樹脂シート５）の種類、大きさ、圧力により適宜調整されるが、例えば、薄膜樹脂シート５として、０．５ｍｍ厚み（図４(A)のｔに相当）、平面矩形の対角線（図４(A)のＬに相当）１５．４インチ（３８６ｍｍ、厚み比７７２倍）のメタクリル樹脂シートを使用した場合、加熱プレス温度１６０℃までの昇温時間１５秒、４０℃までの冷却及び成形品取り出しまでの時間１５秒、その時の転写プレス圧力５ＭＰaが好適な条件の一例としてあげられる。

＜隙間バリ、パーティング隙間バリ、空間突起バリ＞・・・次に、図２を参照して、前記金型１０を利用した熱プレス成形法によって発生する隙間バリ、パーティング隙間バリ、空間突起バリについて説明する。図２に示すように、主として問題となるのは、キャビティ１２の樹脂シート保持枠６と薄肉部材３ｂとの隙間８であり、一般的には、金型組立による部材の間に発生する隙間の場合もある。これは、金型の交換部材である薄肉部材３ｂの外形寸法精度の不良が原因である。従って、薄肉部材の外形寸法精度は、公差が０．１ｍｍ以下、好ましくは、０．０５ｍｍ以下になるようにすると、隙間バリが発生しない。次に、パーティング隙間７は、可動加熱上型１ａと固定冷却下型１ｂのパーティング面での隙間であって、ワークプレス法において公知であるように、薄肉樹脂シート５に凹凸パターンを転写する圧力が、型締め力設定不足により大きいために発生する金型微開状態の隙間である。例えば、凹凸パターン転写するときの温度１６０℃、圧力５ＭＰａのときは、型締め力は、圧力６ＭＰａ以上の設定が必要である。

最後に、空間突起バリは、薄肉樹脂シート５と樹脂シート保持枠６との空間９に発生するもので、ここに空間突起バリが発生した場合は、検査規準の取決めに問題が発生することがあり、投入する薄肉樹脂シート５の外形寸法精度の不良が原因となる。空間突起バリは、前記空間９に独立して円形波状の突起バリが発生し、その大きさは、厚み５０μｍ、半径（長さ）１００〜５００μｍであることが特徴的である。従って、薄肉樹脂シート５の外形寸法の切削研磨精度は、対角１５．４インチ導光板の場合、３００μ以下、好ましくは、１００μｍ以下が、空間突起バリが発生しない寸法精度である。

＜応用例＞・・・次に、本実施例の金型１０と、それを利用した樹脂シート成形品の製造方法によって得た導光板（樹脂シート成形品）を、液晶表示装置の照明装置であるバックライトユニットに適用した応用例について説明する。図４(A)及び(B)に示すように、バックライトユニット５０は、導光板６０の側面６１に近接して、光放射面を前記側面６１に向けてＬＥＤ６８が配置された構成となっている。導光板６０の光出射面である出射面である第１面（上面）６０ａには、拡散シート６５が設けられ、該拡散シート６５上には、２枚のプリズムシート６６、６７が積層されている。一方、導光板６０の第２面（下面）６０ｂには、反射シート６４が設けられている。

図４に示す例において、導光板６０用の樹脂シートとしては、透明な熱可塑性樹脂が好ましく用いられ、例えば、ＰＭＭＡ，ＭＭＡ／Ｓｔｙｒｅｎｅ共重合体、Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅなどが用いられる。その厚みは、０．３ｍｍ〜３．０ｍｍ，好ましくは、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍとし、例えば、厚みが０．５ｍｍ以下の場合は、アクティブエリアの対角寸法が厚みの６００倍以上とする。これらの中でも、熱プレス成形性、透明性・耐光性を考慮すれば、ＰＭＭＡ，ＭＭＡ／Ｓｔｙｒｅｎｅ共重合体であることが好ましく、これらの押出シートであれば、より好ましい。

熱可塑性樹脂シート（薄肉樹脂シート５）の厚みｔが０．５ｍｍ以下であることは、薄肉ＬＥＤの開発普及に対応しており、また、略矩形形状の対角線の長さＬが厚みｔの６００倍以上であることは、射出成形の成形限界を超える領域なので、本発明の対象となりうる。本発明の実施態様として、薄肉樹脂シート５の寸法は、導光板所要の大きさ、寸法で設計製作された金型１０の樹脂シート保持枠６のキャビティ１２と同一寸法に切削研磨加工され、薄肉樹脂シート５とキャビティ１２の空間を管理することにより、金型１０を用いる熱プレス成形方法によって、薄肉大型平板の導光板６０を製造できる。例えば、薄肉樹脂シート５の外形寸法精度、板厚変動精度、板内厚さ分布の公差は、基準を取り決めて監視し、更に、薄肉樹脂シート５と樹脂シート保持枠６と空間９は、空間突起バリを抑制するためには、公差５０μｍで管理することが好適である。

＜実験例＞・・・以下、本実施例の金型１０を利用して導光板を製造した実施例について説明する。成形機は、金型を用いる熱プレス成形機（名機製作所製：プレス成形機ＭＰ２２）を使用した。０．５ｍｍ厚さ、平面矩形の対角線１５．４インチ（３８６ｍｍ、厚み比７７２倍）の導光板を得ることを目的に、透明な熱可塑性樹脂（薄肉樹脂シート５）として、厚み０．５ｍｍのメタクリル樹脂押出シート（クラレ製：コモグラスＤＫ）と、凹凸パターンを設けた厚み０．３ｍｍのステンレス製の薄肉部材３ｂを用意した。凹凸パターンは、直径３０μｍ、高さ１０μｍのドット形状であり、薄肉部材３ｂは、外形寸法を調整し、金型１０との隙間８を隙間ゲージで計測した。隙間ゲージは、測定限界が５０μｍであるので、測定不能の隙間を５０μｍ以下とした。メタクリル樹脂押出シートは、エンドミル精密研削研磨し、導光板所要の寸法で設計製作した金型１０のキャビティ１２と略同一寸法とした。ここで、実験例１〜３と、比較例１及び２について、前記隙間８と、金型１０（樹脂シート保持枠６）と薄肉樹脂シート５との空間９を、下記表１に示す寸法に設定した。

次に、転写面が鏡面状のステンレス製薄肉部材３ａを別に用意し、可動加熱上型１ａに固定する。そして、前記可動加熱上型１ａに対向し、前記凹凸パターンを設けた薄肉部材３ｂを装着した固定冷却金型１ｂとの間に、上記メタクリル樹脂押出シートを挟み込み、熱プレス成形機により、３ＭＰａの圧力で、前記薄肉樹脂シート５をキャビティ１２に固定しながら伝熱加熱し、樹脂が軟化する温度に達する直前に５ＭＰａに増圧して、熱膨張する薄肉樹脂シート５を金型１０のキャビティ１２内に圧縮する。そして、その圧力のまま維持し、転写開始温度であるゴム状平坦領域温度に達したら、転写してパーティングバリ発生を抑制する所定の圧力で凹凸パターンを転写形成した。加熱プレス温度１６０℃までの所要加熱時間は１５秒、成形品取り出し温度４０℃までの冷却時間１５秒とし、薄肉樹脂シート５の投入、成形品取出し、金型１０の開閉時間も含め、合計５５秒で熱プレス成形し、一方の主面に鏡面が、他方の主面に凹凸パターンが転写された熱プレス成形品（樹脂シート成形品）を得た。

以上のようにして得られた実験例１〜３と、比較例１及び２の導光板についての評価として、バリの有無、顕微鏡観察下でのドット転写斑の有無、ＬＥＤ点灯下の目視観察での外観欠点（輝度斑発生他）の有無を評価した。バリは、目視，手触、顕微鏡（ＯＬＹＭＰＵＳ社製ＭＸ６１ ５０倍率）で測定し、ドット転写性は、使用した薄肉部材３ｂに設けられたドット形状と比較し転写性とその転写斑を評価判定した。その結果を、以下の表１に示す。

表１から明らかなように、実験例１の導光板は、実験例２と比較して、空間９を３００μｍに設定したことが効果的であり、隙間バリ及び空間バリ突起がなく、転写斑、外観不良の発生が認められなかった。実験例２と実験例３を比較すると、金型１０（樹脂シート保持枠６）と薄肉部材３ｂとの隙間８の違いはあるが、空間９の設定は共通しており、転写性、外観不良の発生が認められず、空間突起バリは、厚み５０μｍ、長さ１００〜５００μｍの微小突起が２〜３個ありで問題の無いものであった。比較例１、比較例２の導光板は、角部空間に小突起が発生し、前記隙間８の設定が最適なものでないことが確認された。

次に、熱プレス成形における昇温時圧力、プレス時の圧力及び温度について、下記表２の条件で実験例４〜６、比較例３〜６の導光板を製造し、比較を行った。これらの導光板の製造には、上述した実験例１〜３，比較例１及び２と同じ金型１０と成形機を使用し、同様の熱プレス成形方法で製造した。また、実験例４〜６，比較例３〜６については、全て、薄肉部材３ｂと樹脂シート保持枠６（ないし金型１０）との隙間８は５０μｍ以下とし、樹脂シート保持枠６（ないし金型１０）と薄肉樹脂シート５の空間９は、７００μｍに設定した。

０．５ｍｍ厚み、平面矩形の対角線１５．４インチ（３８６ｍｍ、厚み比７７２倍）の導光板を得ることを目的に、透明な熱可塑性樹脂としてＭＭＡ／Ｓｔｙｒｅｎｅ共重合体押出シート（日本アクリエース株式会社製：アクリエースＭＳ）を用意した。転写面が鏡面状の薄肉部材３ａを装着した可動加熱金型１ａと、それに対向する前記凹凸パターンを設けた薄肉部材３ｂを装着した固定冷却下型１ｂとの間に、上記樹脂押出シートを挟みこみ、熱プレス成形機により、加熱プレス温度、圧力を各々下記の表２に示す値にして熱プレス成形した。得られた導光板について、隙間バリ及び空間突起バリの有無、顕微鏡観察下のドット転写性、ＬＥＤ点灯下の目視観察での外観欠点（輝度斑発生他）の有無を評価した。バリは、目視，手触、顕微鏡（ＯＬＹＭＰＵＳ社製ＭＸ６１ ５０倍率）、転写性は、使用した薄肉部材３ｂに形成されたドット形状と比較し、転写性とその転写斑を評価判定した。その結果を表２に記す。なお、隙間バリは、前記表１に示すように、隙間８を
５０μｍ以下に設定することで発生しないことが分かっているため省略した。

表２から分かるように、実験例４の導光板は、プレス時の温度が１６０℃であり、転写開始温度１３０℃より高温度であるが、パーティング隙間バリ及び空間突起バリがなく、転写性がよく、外観不良が見られなかった。実験例６では、樹脂の荷重たわみ温度の１００℃までの昇温時の圧力が１ＭＰａのため、空間突起バリが発生した。また、実験例５では、昇温時圧力を３ＭＰａにしたため、薄肉樹脂シート５の厚みが０．５ｍｍの薄肉でも、金型１０内での加熱変形を抑制することができ、空間バリ突起が発生せず、転写性・外観ともに良好なものが得られた。次に、比較例３の導光板は、プレス温度１７３℃が、樹脂の流動領域に近い温度のため、パーティング隙間バリが発生した。比較例４の導光板では、加熱プレス圧力９ＭＰａが過大なため、パーティング面が開き、バリが発生した。これにより、パーティング面の型締め力強化により金型１０が開かないようにする必要があることがわかる。

次に、比較例５、比較例６の導光板は、プレス温度が低く、軟化しにくいため樹脂が空間突起バリにはならないが、空間９の部分で端面が変形して曲面形状となり、導光板の外周部分の輝度斑の原因であり、好ましい条件でないことが確認された。導光板端面の変形、即ち、端面曲面形状の発生は、転写面が鏡面状の薄肉部材３ａを装着した可動加熱上型１ａと、それに対向する凹凸パターンを設けた薄肉部材３ｂを装着した固定冷却下型１ｂを閉め、スタンピングプレス方式の熱プレス成形を行った場合の結果と同じであった。

このように、実施例１によれば、次のような効果が得られる。
(1)本実施例によれば、金型１０を用いるため、表面に凹凸パターンを形成した成形品から導光板寸法に切断する工程が不要になる。
(2)また、金型１０、薄肉部材３ａ，３ｂ、薄肉樹脂シート５の寸法精度不良により発生しやすい各種バリがないため、熱プレス成形工程の後工程であるバリ処理工程を省略できる。その結果として、製造コストを低減させることができる。
(3)表面に凹凸パターンを有する薄肉大型樹脂シートを、従来技術で射出成型する場合では、小さいゲートから溶融樹脂を流入充填して表面に凹凸パターンを形成するためには、例えば、３００ＭＰａ以上の超高圧、かつ、１０００ｍｍ／ｓｅｃ以上の超高速射出が必要となり、更に、それに耐える高剛性の金型を必要とすることにより、設備投資が高く、製造コストが高くなるため、製造が困難であったが、本実施例では、前記金型１０を利用し、５Ｍｐａ前後の低圧で凹凸パターンを全面に均一転写形成することができるため、樹脂シート成形品の略矩形平面の対角線長さＬが、厚みｔの６００倍〜１０００倍の大きさの薄肉大型の樹脂シート成形品が効率良く容易に得られる。

(4)熱プレス成形を利用しており、射出成形法に比べ、凹凸パターンの転写形成に必要な圧力が極めて低圧であるため、樹脂シート成形品が金型１０から離型しやすく、容易に安定な生産が可能となる。また、樹脂流入のためのゲートを必要としないため、複数個取りに好適であり、製造コストの低減が可能となる。
(5)樹脂シート保持枠６が、側面の少なくとも一面をスライドさせるスライド機構を有するため、スライド面に凹凸パターン１７を設けることにより、ＬＥＤ光源に対面する入射面に凹凸パターンを転写して、導光板６０の入射面輝度むらを抑制できる。また、前記スライド機構により、薄肉樹脂シート５と樹脂シート保持枠６との空間９や、薄肉部材３ｂと樹脂シート保持枠６の隙間８を調整してバリ発生を防止できるため、後処理加工の省略が確実なものとなる。

(6)本実施例により製造される表面に凹凸パターンを有する薄肉大型の樹脂シート成形品は、略矩形平面の対角線の長さＬが、厚みｔの６００倍〜１０００倍であり、前記厚みｔが０．３ｍｍ〜３．０ｍｍであるため、従来の射出成形方法で厚さ制限のために製造不可能であるパーソナルコンピュータ、モニター、携帯電話等の液晶表示装置用導光板などに適用できる。また、液晶テレビ、電子看板、４６型・５２型情報ディスプレイ（屋外広告・企業・公共施設情報表示装置）の大型傾向にも応えることができる。その他、例えば、厚さ０．５ｍｍ以下のＬＥＤの開発普及による薄肉化傾向にも対応可能である。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることができる。例えば、以下のものも含まれる。
(1)前記実施例で示した形状，寸法は一例であり、同様の効果を奏する範囲内で適宜変更してよい。
(2)前記実施例を構成する材料についても同様に、必要に応じて適宜変更してよい。
(3)薄肉部材３ａ又は３ｂに設ける凹凸パターンは、樹脂シート成形品の用途に応じて、適宜設計変更可能である。樹脂シート保持枠６の内側に凹凸パターンを設ける場合についても同様である。
(4)本発明により形成される樹脂シート成形品の用途としては、例えば、液晶表示装置のバックライト等に使用される導光板や、太陽光発電装置の太陽光集光用フレネルレンズシート，液晶テレビジョン装置の拡散導光板などが好適な適用例であるが、他の公知の各種の用途に適用することを妨げるものではない。

本発明によれば、対向する主面の少なくとも片面に凹凸パターンが設けられた一対の薄肉部材と、該一対の薄肉部材の一方を収納するとともに成形品の所要寸法に設定されており、前記一対の薄肉部材とともに薄肉樹脂シート収納のためのキャビティを形成する樹脂シート保持枠と、前記一対の薄肉部材の一方と前記樹脂シート保持枠が設けられた下型と、前記一対の薄肉部材の他方が設けられており、前記下型に対向する上型と、前記上型及び下型のそれぞれに設けられており、前記薄肉樹脂シートを適正温度かつ適正圧力で加圧して凹凸パターンを転写形成するための温度調節を行う温度調節用配管と、前記薄型樹脂シートの外周を取り囲む前記樹脂シート保持枠の４つの側面のうち、少なくとも１つの側面をスライドさせるスライド機構と、を備えており、前記スライド機構により、前記キャビティに収納された薄肉樹脂シートの側面と、前記樹脂シートの保持枠との間に形成される空間の調整と、前記キャビティに収納された薄肉部材の側面と、前記樹脂シート保持枠との間に形成される空間の調整と、を行う金型によって熱プレス成形を行うこととした。この際、バリ発生を抑制し、優れた転写性で射出光を均一にし、金型からの離型性も良好であることから、液晶表示装置のバックライトユニットに用いられる導光板などに利用される薄肉大型の樹脂シート成形品の用途に適用できる。

１ａ 可動加熱上型
１ｂ 固定冷却下型
２ａ、２ｂ 配管
３ａ、３ｂ 薄肉部材
４ 断熱シート
５ 薄肉樹脂シート
６ 樹脂シート保持枠
６ａ、６ｂ 長辺
６ｃ、６ｄ 短辺
７ パーティング隙間
８ 隙間
９ 空間
１０ 熱プレス成形用金型
１１ａ、１１ｂ プレート
１２ キャビティ
１３ 隙間
１４ａ〜１４ｄ ブロック
１５ ガス抜き溝
１６ 爪部
１７ 凹凸パターン
５０ バックライトユニット
６０ 導光板
６０ａ 第１面（上面）
６０ｂ 第２面（下面）
６１ 側面
６４ 反射シート
６５ 拡散シート
６６、６７ プリズムシート
６８ ＬＥＤ

Claims (6)

1. 対向する主面の少なくとも片面に凹凸パターンが設けられた一対の薄肉部材と、
   該一対の薄肉部材の一方を収納するとともに成形品の所要寸法に設定されており、前記一対の薄肉部材とともに薄肉樹脂シート収納のためのキャビティを形成する樹脂シート保持枠と、
   前記一対の薄肉部材の一方と前記樹脂シート保持枠が設けられた下型と、
   前記一対の薄肉部材の他方が設けられており、前記下型に対向する上型と、
   前記上型及び下型のそれぞれに設けられており、前記薄肉樹脂シートを適正温度かつ適正圧力で加圧して凹凸パターンを転写形成するための温度調節を行う温度調節用配管と、
   前記薄型樹脂シートの外周を囲む前記樹脂シート保持枠の４つの側面のうち、少なくとも１つの側面をスライドさせるスライド機構と、
   を備えており、
   前記スライド機構により、
   前記キャビティに収納された薄肉樹脂シートの側面と、前記樹脂シートの保持枠との間に形成される空間の調整と、
   前記キャビティに収納された薄肉部材の側面と、前記樹脂シート保持枠との間に形成される空間の調整と、
   を行うことを特徴とする熱プレス成形用金型。
2. 前記スライド機構によってスライドされる側面に、凹凸パターンを設けたことを特徴とする請求項１記載の熱プレス成形用金型。
3. 請求項１又は２記載の熱プレス成形用金型を用いた樹脂シート成形品の製造方法であって、
   前記キャビティに、該キャビティと同一寸法に切削研磨加工した薄肉樹脂シートを投入した後、
   該薄肉樹脂シートを低い圧力で前記キャビティ内に固定しながら伝熱加熱し、
   熱膨張した前記薄肉樹脂シートが軟化する温度に達する前に増圧して前記薄肉樹脂シートを金型キャビティ内に圧縮し、
   前記薄肉樹脂シートに、転写開始温度を超えるゴム状平坦領域の温度，かつ、バリ発生を抑制可能な圧力で、凹凸パターンを転写形成することを特徴とする樹脂シート成形品の製造方法。
4. 請求項３記載の樹脂シート成形品の製造方法によって形成された表面に凹凸パターンを有する薄肉大型の樹脂シート成形品であって、
   略矩形平面の対角線の長さが厚みの６００倍〜１０００倍の範囲であって、前記厚みが０．３ｍｍ〜３．０ｍｍであることを特徴とする樹脂シート成形品。
5. 前記厚みが、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍであることを特徴とする請求項４記載の樹脂シート成形品。
6. 前記樹脂シート成形品が、薄肉大型の平板導光板であることを特徴とする請求項４又は５記載の樹脂シート成形品。

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