專利名稱：丙烯酸樹脂制導光板的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種丙烯酸樹脂制導光板的制造方法。特別涉及一種適合于制造厚度小的丙烯酸樹脂制導光板的制造方法。
導光板是構(gòu)成例如用于液晶顯示裝置的照明裝置的光學部件，配置于構(gòu)成液晶顯示裝置的液晶單元的背面或前面而使用，和配置于其側(cè)面的光源共同構(gòu)成照明裝置。一般地，將導光板配置于液晶元件前面的照明裝置稱之為前照明，配置于后面的照明裝置稱之為后照明。該導光板通常為符合液晶顯示裝置的畫面的方形(

圖1)、為平板，或一個側(cè)面的厚度大、朝向其對邊厚度逐漸減少、該對邊的側(cè)面厚度為小的楔型(圖2)。并且，由配置于其側(cè)面的光源而來的光通過導光板內(nèi)部不斷地傳導，自另一表面使該光依次地露出，從而遍及整個液晶元件的表面而照明。
現(xiàn)有相關(guān)的導光板的材質(zhì)從透明性優(yōu)良這方面考慮，丙烯酸樹脂被廣泛地應(yīng)用，通過將熔融的丙烯酸樹脂填充于金屬模型內(nèi)的注射模塑成形來進行批量生產(chǎn)。
但是，最近從液晶顯示裝置的薄型化、輕量化的觀點出發(fā)，開始尋求使導光板厚度變小。用于前照明的導光板尤其需要這樣的厚度小的導光板。
但是，很清楚當由現(xiàn)有的注射模塑成形法制造厚度小的導光板時，有時由于殘留的應(yīng)力而產(chǎn)生的變形比較大。該變形在導光板上產(chǎn)生相位差，特別是當將其用于配置于液晶元件前面的前照明時，還會成為降低液晶顯示裝置的顯示畫面識別性的原因。
變形小的導光板也可以利用例如熔融流速(下面稱“MFR”)大的丙烯酸樹脂通過注射模塑成形方法制造，但得到的導光板存在容易發(fā)生脫模裂紋及溶劑裂紋的問題。另外，也可以利用鑄塑聚合法等制造，但是，鑄塑模型內(nèi)的聚合需要很長時間，可以說不能充分滿足生產(chǎn)率的要求。
本發(fā)明者對利用注射模塑成形制造厚度小、且殘留變形小的導光板的方法進行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以特定的注射率將熔融的丙烯酸樹脂填充于金屬模型中，而得到的導光板，殘留變形小、相位差小，從而完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明提供一種丙烯酸樹脂制導光板的制造方法，其特征在于，將熔融的丙烯酸樹脂以約1000cm3/秒以上的注射率(InjectionRate)填充于金屬模型中。
適用于本發(fā)明的制造方法的丙烯酸樹脂沒有特別限定，可以使用與制造通常的導光板所用的材料相同的材料。該丙烯酸樹脂例如有(スミベックス)〖住友化學工業(yè)(株)制〗等。丙烯酸樹脂為MFR(為在JIS K7210記載的方法中，在試驗溫度230℃、試驗荷重37.26N的條件下測定的值)每10分鐘約12g以下，得到的導光板中幾乎難以發(fā)生脫模裂紋及溶劑裂紋，這方面較理想。
在本發(fā)明的方法中，將熔融的丙烯酸樹脂填充于金屬模型中。
金屬模型為對應(yīng)于目的導光板形狀的金屬模型，可以使用和通常的注射模塑成形中使用的相同的模型。
在目的導光板的表面存在凹凸時，對應(yīng)于該凹凸的凹凸在金屬模型的型腔的可動側(cè)或固定側(cè)任意一側(cè)的面上或兩面上設(shè)置著。
金屬模型內(nèi)部為了排除由填充熔融的丙烯酸樹脂所擠壓的空氣的影響，可以預先抽真空。
金屬模型的溫度和通常的注射模塑成形中的同樣，為約30-80℃左右的范圍。
本發(fā)明的制造方法以約1000cm3/秒以上、優(yōu)選1500cm3/秒以上的注射率(Injection Rate)將熔融的丙烯酸樹脂填充于金屬模型中。目前制造丙烯酸樹脂中使用的注射模塑成形裝置中的注射率最高為600cm3/秒，本發(fā)明的制造方法以比此更高的注射率將熔融的丙烯酸樹脂填充于金屬模型中。注射率小于約1000cm3/秒時，在導光板上存在容易殘留變形的傾向。該注射率的上限沒有特別限制，但是由于通常難于控制注射量，所以約為2500cm3/秒以下。即注射率在約1000cm3/秒-2500cm3/秒的范圍進行。
本發(fā)明的注射率是由注射模塑成形裝置的缸體的大小及螺桿的移動速度規(guī)定的設(shè)定值。
本發(fā)明規(guī)定的上述注射率的值表示熔融的丙烯酸樹脂開始向金屬模型內(nèi)充填直至充填結(jié)束期間持續(xù)的值，或熔融的丙烯酸樹脂開始向金屬模型內(nèi)填充直至充填結(jié)束期間的最大值，本發(fā)明中，只要能在開始向金屬模型內(nèi)填充直至填充結(jié)束期間進行滿足上述注射率的填充即可。
為了將熔融的丙烯酸樹脂填充到金屬模型內(nèi)，只要在例如將丙烯酸樹脂預先加熱熔融的狀態(tài)下，由噴嘴通過設(shè)于金屬模型上的門注射即可。丙烯酸樹脂的加熱溫度根據(jù)所用的丙烯酸樹脂而適當選擇，例如為約200℃～290℃，優(yōu)選約220℃～270℃，進一步優(yōu)選約230℃～260℃。
在注射中使用注射缸體，該注射缸體設(shè)有缸體和插在缸體中的旋轉(zhuǎn)的螺桿、通過前進的螺桿可以將缸體內(nèi)的加熱熔融的丙烯酸樹脂由缸體前端的噴嘴射出。
在該注射缸體中，當在噴嘴關(guān)閉狀態(tài)下使缸體內(nèi)的螺桿旋轉(zhuǎn)時，加熱熔融的丙烯酸樹脂被向噴嘴一側(cè)擠壓，但由于噴嘴處于關(guān)閉的狀態(tài)，故螺桿受到反作用力而后退，伴隨旋轉(zhuǎn)一起被推回。另外，丙烯酸樹脂在缸體和旋轉(zhuǎn)的螺桿之間熔融混煉，同時停留在缸體的噴嘴一側(cè)。
螺桿后退一定量時，將噴嘴設(shè)于打開的狀態(tài)，同時使后退的螺桿向噴嘴一側(cè)前進。為了使螺桿前進，通常使用油壓缸體等。通過使螺桿前進至噴嘴一側(cè)，停留于噴嘴一側(cè)的加熱熔融的丙烯酸樹脂由開放狀態(tài)的噴嘴被射出。
為了以本發(fā)明規(guī)定的注射率注射熔融的丙烯酸樹脂，只要例如根據(jù)缸徑等調(diào)整使缸體向噴嘴一側(cè)前進的速度、即螺桿移動速度就可以了。
導光板注射模塑成形中使用的注射缸體的多數(shù)缸徑為40mm-60mm左右，所以當將螺桿移動速度設(shè)定為一般的速度即約100-200mm/秒時，注射率最高為600cm3/秒，不能形成本發(fā)明規(guī)定的注射率。為了形成本發(fā)明規(guī)定的注射率，例如在具有上述缸徑為40mm-60mm左右的注射缸體的注射模塑成形裝置上，只要將螺桿移動速度設(shè)定為約500mm/秒就可以。具有可以這樣的螺桿移動速度前進的螺桿的注射模塑成形裝置例如有(PIMM-200D)[(株)SMT制]等。
這樣由噴嘴注射的熔融的丙烯酸樹脂被填充至金屬模型中。
將熔融的丙烯酸樹脂填充于金屬模型后，和通常的注射模塑成形一樣，經(jīng)過冷卻，得到目的產(chǎn)物導光板。該導光板殘留變形小，作為構(gòu)成安裝于液晶顯示裝置上的照明裝置的導光板、特別是構(gòu)成液晶顯示裝置的液晶元件的前側(cè)配置的照明裝置(前照明)的導光板非常有用。
另外，通過注射模塑成形制造具有厚度為約1.6mm以下的部分的導光板時，殘留變形常常變大，根據(jù)本發(fā)明的制造方法，即使是該最小厚度具有約1.6mm以下的部分的導光板，也可以形成殘留變形最小的導光板。另外，這樣得到的導光板的厚度最小值通常約0.3mm以上，優(yōu)選約0.4mm以上。
由本發(fā)明方法得到的導光板不僅殘留變形小，而且凹凸度也小，特別作為要求小凹凸度的導光板的后照明型液晶顯示裝置用的導光板非常有用。
另外，本發(fā)明的方法不僅可制造平板或楔型的導光板，也可制造由兩邊向中央厚度減少的蝶型的導光板。
根據(jù)本發(fā)明的制造方法，即使是厚度小的導光板及面積大的導光板，通過注射模塑成形，也可以制得殘留變形小的導光板。
附圖的簡單說明圖1為顯示實施例中得到的導光板的形狀的示意性平面圖；圖2為圖1中的E-E’位置的示意性剖面圖；圖3為顯示實施例中得到的導光板的測定片的切出位置的示意性平面圖。
圖中的11-13、21-23、31-33表示測定片。
實施例下面，利用實施例詳細說明本發(fā)明，但是，本發(fā)明不限定于這些實施例。
另外，得到的導光板利用下述的方法評價。
(1)殘留變形的評價①利用偏光觀察法評價殘留變形在吸引軸相互直交配置的2塊直線偏光板之間夾住得到的導光板(1)，從背面一側(cè)用白色光照明，從前面一側(cè)通過目視觀察，按以下標準評價。
這里，在殘留于導光板的變形小的情況下，可看見暗黑色，根據(jù)殘留變形而有相位差的部分隨著相位差變大逐漸變亮，然后可見黃色。
◎在幾乎所有的領(lǐng)域可見暗黑色。
○大半領(lǐng)域可見暗黑色，一部分可觀察沒有著色的光的透過。
×在幾乎所有的領(lǐng)域可觀察沒有著色的光的透過，在一部分領(lǐng)域可觀察帶有黃色的光的透過。
(2)相位差的測定自得到的導光板(1)切出圖3的斜線所示的區(qū)域(40mm×40mm)，做成測定片(11-13、21-23、31-33)，使用自動雙折射計(KOBRA-21ADH/DSP)、王子檢測計[(株)制]而進行測定各測定片的中央的相位差。
實施例1利用設(shè)有50mm缸徑的注射缸體和金屬模型的注射模塑成形裝置(PIMM-200D)((株)SMT制)將丙烯酸樹脂填充于金屬模型內(nèi)。
金屬模型使用用于制造平均厚度為1.25mm的導光板(如圖1及圖2所示的、一邊(AB)的厚度為2mm，該一邊的對邊(CD)的厚度(最小厚度)為0.5mm的楔型，12.1英寸(195mm×252mm)〕的金屬模型。注射模塑成形時的金屬模型的溫度設(shè)定為60℃。在該金屬模型中，注射丙烯酸樹脂的門(圖1中用白箭頭表示)設(shè)在厚度2mm的一邊(AB)的中點。
丙烯酸樹脂在缸體內(nèi)加熱至260℃使之熔融，從噴嘴以600mm/秒的螺桿移動速度注射，填充于金屬模型內(nèi)。這時的注射率為1178cm3/秒。
丙烯酸樹脂使用住友化學工業(yè)(株)制的(スミベックス)中為[スミベックスMGSS](MFR為每10分鐘10g)的丙烯酸樹脂。
成型后，取出得到的導光板利用偏光評價法進行評價，其結(jié)果，該導光板在幾乎所有的部分觀察不到基于殘留變形產(chǎn)生的著色。另外，觀察不到脫模裂紋等外觀異常。
該導光板的評價結(jié)果示于表1。
比較例1除將螺桿移動速度設(shè)定為300mm/秒之外，利用和實施例1同樣的操作得到導光板。這時的注射率為589cm3/秒。
成型后，評價得到的導光板，其結(jié)果，由于基于殘留變形產(chǎn)生的相位差，在多半部分中觀察到透過照明光可看到白色的部分。
該導光板的評價結(jié)果示于表1。
實施例2除取代實施例1使用的丙烯酸樹脂(スミベックスMGSS)，使用MFR每10分鐘5g的丙烯酸樹脂((スミベックスMG5)住友化學工業(yè)(株)制)，將其加熱溫度設(shè)定在250℃，使螺桿移動速度設(shè)定為600mm/秒外，和實施例1同樣的操作得到導光板。這時的注射率為1178cm3/秒.。
該導光板觀察不到脫模裂紋等外觀異常。得到的導光板的評價結(jié)果示于表1-表2。
實施例3除將螺桿移動速度設(shè)定為1000mm/秒外，利用和實施例2同樣的操作得到導光板。這時的注射率為1960cm3/秒。
該導光板觀察不到脫模裂紋等外觀異常。得到的導光板的評價結(jié)果示于表1-表2。
比較例2除將螺桿移動速度設(shè)定為300mm/秒以外，利用和實施例2同樣的操作得到導光板。這時的注射率為589cm3/秒。
該導光板根據(jù)殘留變形的相位差，在多半部分可觀察到照明光透過可見的白色部分。得到的導光板的評價結(jié)果示于表1-表2。
實施例4除將金屬模型溫度設(shè)定為40℃、螺桿移動速度設(shè)定為1000mm/秒之外，利用和實施例2同樣的操作得到導光板。這時的注射率為1960cm3/秒。
該導光板觀察不到脫模裂紋等外觀異常。得到的導光板的評價結(jié)果示于表1-表2。
比較例3除將金屬模型溫度設(shè)定為40℃、螺桿移動速度設(shè)定為300mm/秒之外，利用和實施例2同樣的操作得到導光板。這時的注射率為589cm3/秒。
權(quán)利要求
1.一種丙烯酸樹脂制導光板的制造方法，將熔融的丙烯酸樹脂注射填充于金屬模型中而制造丙烯酸樹脂制導光板，其特征在于，以約1000cm3/秒以上的注射率填充熔融的丙烯酸樹脂。
2.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，注射率為約1000-2500cm3/秒。
3.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，丙烯酸樹脂的熔融速率為每10分鐘12g以下。
4.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，導光板為具有厚度約1.6mm以下部分的丙烯酸樹脂制導光板。
5.如權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，導光板的形狀為楔型或平板型。
全文摘要
一種丙烯酸樹脂制導光板的制造方法,其特征在于,將熔融的丙烯酸樹脂以約1000cm
文檔編號G02F1/13GK1266997SQ0010403
公開日2000年9月20日 申請日期2000年3月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月15日
發(fā)明者村田賢三 申請人:住友化學工業(yè)株式會社