(57)【要約】【課題】光学用途として十分に使用できる光学用部材を、比較的簡単な手順で効率よく製造できる光学用部材の製造方法、および当該製造方法により製造された光学用部材を提供すること。【解決手段】本発明は、透明樹脂からなる光学用部材の原板Ｐを成形する原板成形工程と、例えばモータによって回転駆動する鋸刃３０を有する丸鋸２６を用いて、原板Ｐを所望の形状に切削加工する切削工程と、を備える光学用部材の製造方法である。鋸刃３０は、掬い角が負である掬い面３２Ａを有する刃３２を複数備える。前記切削工程は、複数の刃３２の各掬い面３２Ａによって原板Ｐを連続的に切削加工する。【選択図】図１
2010234470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明樹脂からなる光学用部材の原板を成形する原板成形工程と、
回転駆動する鋸刃を有する丸鋸を用いて、前記原板を所望の形状に切削加工する切削工程と、を備える光学用部材の製造方法であって、
前記鋸刃は、掬い角が負である掬い面を有する、複数の刃を備え、
前記切削工程は、前記複数の刃の各掬い面によって前記原板を連続的に切削加工する光学用部材の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光学用部材の製造方法において、
前記掬い角は、−１〜−８９°である光学用部材の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光学用部材の製造方法において、
前記切削工程は、前記鋸刃の回転速度を１００〜１２０００ｒｐｍとして行う光学用部材の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の光学用部材の製造方法において、
前記切削工程は、前記原板に対する前記丸鋸の送り速度を０．１〜１２ｍｍ／ｓとして行う光学用部材の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の光学用部材の製造方法において、
前記透明樹脂は、脂環式オレフィン樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、またはポリスチレンである光学用部材の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の光学用部材の製造方法において、
前記光学用部材は、光拡散板または導光板である光学用部材の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法により製造された光学用部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学用部材の製造方法および光学用部材に関し、特に、光学用途として十分に使用できる光学用部材を、比較的簡単な手順で効率よく製造できる光学用部材の製造方法、および当該製造方法により製造された光学用部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、液晶パネルと、この液晶パネルを背面側から照射するバックライト装置とを備えている。バックライト装置には、一般的には、導光板を有するサイドライト型と、光拡散板を有する直下型の二種類の型がある。サイドライト型のバックライト装置は、光源と、光源からの光を入射端面から入射して、この入射端面に略垂直な光出射面から出射する、光学用部材としての導光板とを備えている。導光板は、例えば脂環式オレフィン樹脂や、アクリル系樹脂、ポリスチレン等の透明な熱可塑性樹脂を用いて、押出成形や射出成形により板状の原板を作製し、この原板を、筐体の寸法および形状に合った外形に切削加工して得ることができる。また、直下型のバックライト装置は、内面に反射層が形成された筐体と、この筐体内に配置される光源と、光源の光出射側に配置された、前記筐体の蓋体として機能する光拡散板とを備えている。このような光拡散板は、前述した透明な熱可塑性樹脂を用いて、射出成形または押出成形により原板を作製した後、この原板を適宜切削加工して得ることができる。
【０００３】
ここで、得られた原板を切削加工する際には、モータによって回転駆動する鋸刃を有する丸鋸や、レーザ光により高精度に加工可能なレーザ加工装置等が用いられている。しかしながら、丸鋸を用いて切削加工を行う場合には、通常、鋸刃の掬い面を正として原板の一部を掬い取るようにして加工するため、原板を切削加工した際に切削屑が生じ、この切削屑が製品（光学用部材）に付着することにより、製品に傷を付けたり、バックライト装置として組み立てた際に、発光面に輝度ムラが生じる等して、製品に不良を起こす可能性がある。このため、生産性が低下するという問題がある。一方、レーザ加工装置を用いて原板を切削加工する場合には、切削屑が生じないという利点があるものの、加工装置が大がかりになる等の問題から、加工が必ずしも簡便ではない。
【０００４】
このような状況において、例えば、特許文献１には、切削加工により導光板を製造するにあたって、導光板の原板に保護フィルムを貼付し、この状態で丸鋸によって切削加工することにより、切削屑を飛散させずに導光板を製造できることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１３１７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術によれば、導光板の表面にわざわざ保護フィルムを貼付しなければならず、部材点数の増加や加工の手間が増すため、製造が煩雑であるという問題がある。なお、このような問題は、導光板に限らず、光拡散板や、ＥＬ用の光取り出し部材、ＬＥＤ照明用部材、車載レンズ、プラスチックメガネといった他の光学用部材においても同様に生じている。
【０００７】
本発明の目的は、光学用途として十分に使用できる光学用部材を、比較的簡単な手順で効率よく製造できる光学用部材の製造方法、および当該製造方法により製造された光学用部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、以下の発明が開示される。
(１)透明樹脂からなる光学用部材の原板を成形する原板成形工程と、例えばモータによって回転駆動する鋸刃を有する丸鋸を用いて、前記原板を所望の形状に切削加工する切削工程と、を備える光学用部材の製造方法であって、前記鋸刃は、掬い角が負である掬い面を有する、複数の刃を備え、前記切削工程は、前記複数の刃の各掬い面によって前記原板を連続的に切削加工する光学用部材の製造方法。
(２)前記掬い角は、−１〜−８９°である前記光学用部材の製造方法。
(３)前記切削工程は、前記鋸刃の回転速度を１００〜１２０００ｒｐｍとして行う前記光学用部材の製造方法。
(４)前記切削工程は、前記原板に対する前記丸鋸の送り速度を０．１〜１２ｍｍ／ｓとして行う前記光学用部材の製造方法。
(５)前記透明樹脂は、脂環式オレフィン樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、またはポリスチレンである前記光学用部材の製造方法。
(６)前記光学用部材は、光拡散板または導光板である前記光学用部材の製造方法。
(７)前記製造方法により製造された光学用部材。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、掬い角が負である複数の刃が形成された鋸刃を有する丸鋸を用いて、透明樹脂製の原板を連続的に切削加工する手順としたので、原板の切削屑を糸状に排出することができる。すなわち、掬い角が負の状態とした複数の刃が樹脂製の原板に接触すると、ある刃によって原板の加工部分は擦るように加工される。この場合、この加工部分は、原板に対する刃の接触による摩擦熱が生じ、この摩擦熱によって樹脂が溶融した溶融状態となる。この状態で、次の刃が当該加工部分に接触すると、刃の掬い角が負であることから、次の刃は、この溶融状態の部分を原板の外へ掻き出すように作用する。このような作用が連続的に生じることにより、当該溶融部分が連続した状態で掻き出されて、切削屑が糸状に連なって排出されることとなる。したがって、上記のように、切削屑が糸状に排出されるため、掬い角が正である複数の刃を有する従来の鋸刃を用いる場合のように細かい切削屑が生じないことから、切削屑による製品への影響を抑えることができ、製品不良を低減できる。また、例えば、従来から用いられている丸鋸の鋸刃を逆に回転させるだけで、掬い角が負の掬い面による連続加工が可能となるため、比較的簡便な手順にて切削加工を行うことができる。従って、本発明によれば、光学用途として十分に使用できる光学用部材を、比較的簡単な手順で、かつ効率よく製造できるという効果がある。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態に係る光学用部材の製造方法について、以下に説明する。
図１は、光学用部材を製造するために用いる切削加工装置を示す縦断面図である。図１に示すように、切削加工装置１は、透明樹脂からなる光学用部材の原板Ｐを所望の形状に切削加工する装置であり、原板Ｐを載置する加工台１０と、加工台１０に載置された原板Ｐを切削加工する加工装置本体２０とを備えている。
【００１１】
光学用部材の原板Ｐは、透明樹脂により構成されている。透明樹脂とは、ＪＩＳ  Ｋ７３６１−１に基づいて、両面平滑な２ｍｍ厚の板で測定した全光線透過率が７０％以上の樹脂のことである。透明樹脂の具体例としては、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、テレフタル酸−エチレングリコール−シクロヘキサンジメタノール共重合体、ポリカーボネート、アクリル系樹脂、および脂環式オレフィン樹脂などを挙げることができる。なお、アクリル系樹脂とは、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、および芳香族ビニル単量体と低級アルキル基を有する（メタ）アクリル酸アルキルエステルとの共重合体等のことである。なお、（メタ）アクリル酸とは、アクリル酸およびメタクリル酸のことである。この中でも、透明樹脂としては、脂環式オレフィン樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、またはポリスチレンを用いることが好ましい。なお、透明樹脂は、光拡散剤や酸化防止剤、紫外線吸収剤等の各種の添加剤が添加されていてもよい。光学用部材としては、例えば、光拡散板や、導光板、ＥＬ用の光取り出し部材、ＬＥＤ照明用部材、車載レンズ、プラスチックメガネ等を挙げることができる。
【００１２】
加工台１０は、加工装置本体２０の作用によって原板Ｐの位置が変化しないように、原板Ｐの位置を固定する部材である。本実施形態では、例えば真空吸着手段１２により原板Ｐの背面側を吸着して原板Ｐの位置を固定している。
【００１３】
加工装置本体２０は、基体２２と、基体２２の上面２２Ａに取り付けられた腕部２４と、腕部２４の先端２４Ａに取り付けられ、例えばモータ（図示略）によって、図１中の矢印Ａの方向に回転駆動する金属製円盤状の鋸刃３０を有する丸鋸２６とを備えている。腕部２４は、所定方向に回動する複数の小腕部により構成され、その姿勢を適宜変更できるようになっており、原板Ｐの厚みや寸法等に関わらず原板Ｐを所望の形状に切削加工できる。切削加工としては、例えば、長尺状に形成された板体を所定の寸法に切断する加工や、板体の外形に所定形状の切欠き等を形成する加工等を挙げることができる。なお、丸鋸としては、回転しつつ各刃が連続的に原板Ｐに接触する刃物であればよく、一般的な丸鋸の他に、糸鋸刃を繋げて輪状にした刃物等も使用できる。
【００１４】
図２は、前記鋸刃の一部を拡大して示す縦断面図である。
図２に示すように、鋸刃３０は、円盤の外周部分に複数の刃３２が形成されている。これらの刃３２は、断面形状（平面視形状）がすべて同一の三角形状である。各刃３２は、掬い角が負となる掬い面３２Ａを有している。掬い角は、糸状の切削屑をより連続して排出できるという観点から、−１〜−８９°が好ましく、−３０〜−６０°がより好ましい。各刃３２の寸法や隣接する刃３２のピッチは適宜設定でき、その数値は特に限定されない。なお、図２には、便宜上、隣接する２つの刃のみ記載している。鋸刃３０は、図２の矢印Ｂに示す方向に回転駆動する。
【００１５】
次に、光学用部材の製造方法について説明する。
まず、透明樹脂のペレット等を用いて、例えば押出成形または射出成形により、所定の形状の原板Ｐを成形する（原板成形工程）。なお、原板Ｐの形状や寸法は特に限定されず、例えば平板状とすることができる。原板Ｐを平板状とした場合には、例えばその厚みが０．４ｍｍ〜５ｍｍである矩形状とすることができる。
【００１６】
次いで、加工装置本体２０の丸鋸２６を用いて、掬い角が負である掬い面３２Ａによって、原板Ｐを連続的に切削加工する（切削工程）。前記切削加工において、鋸刃３０の回転速度は、糸状の切削屑をより連続して排出できるという観点から、１００〜１２０００ｒｐｍとすることが好ましく、５００〜６０００ｒｐｍとすることがより好ましく、１０００〜４０００ｒｐｍとすることがさらに好ましい。また、前記切削加工において、原板Ｐに対する丸鋸２６の送り速度は、糸状の切削屑をより連続して排出できるという観点から、０．１〜１２ｍｍ／ｓとすることが好ましく、０．５〜６ｍｍ／ｓとすることがより好ましく、１〜４ｍｍ／ｓとすることがさらに好ましい。
【００１７】
このようにして原板Ｐを切削加工すると、後述するように、切削屑Ｄを糸状に排出することができる。図３は、切削加工の様子を説明するための図である。図３（ａ）に示すように、回転駆動する鋸刃３０によって、掬い面３２Ａを有する刃３２（３２Ｘ）が原板Ｐに接触すると、刃３２Ｘによって原板Ｐの加工部分Ｘは擦るように加工され、この加工部分Ｘは、原板Ｐに対する刃３２Ｘの接触による摩擦熱が生じ、この摩擦熱によって原板Ｐの樹脂が溶融した溶融状態となる。
【００１８】
次に、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）の状態の原板Ｐに対して、刃３２Ｘに隣接する刃３２Ｙが溶融状態の加工部分Ｘに接触すると、刃３２Ｙの掬い角が負であることから、刃３２Ｙは、この溶融状態の加工部分Ｘを削り取るのではなく、原板Ｐの外部へと掻き出すように作用する。回転駆動する鋸刃３０によって、このような作用が連続的に生じることにより、図３（ｃ）に示すように、溶融状態の加工部分Ｘが連続した状態で原板Ｐの外部へ掻き出されて、切削屑Ｄが糸状に連なって排出される。
【００１９】
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
すなわち、上記のように切削屑Ｄが糸状に排出されるため、掬い角が正である複数の刃を有する従来の鋸刃を用いる場合のように細かい切削屑が生じず、切削屑による製品への影響を抑えることができ、製品不良を低減できる。また、例えば、従来から用いられている丸鋸の鋸刃を逆に回転させるだけで、掬い角が負の掬い面による連続加工が可能となるため、比較的簡便な手順にて切削加工を行うことができる。従って、本実施形態によれば、光学用途として十分に使用できる光学用部材を、比較的簡単な手順で、かつ効率よく製造できる。
【００２０】
なお、本発明は、前記実施形態には限定されない。
例えば、前記実施形態において、複数の腕部を有する加工装置本体を用いたが、これには限定されず、このような腕部のない態様やその他の態様の加工装置を用いることができる。
【００２１】
また、前記実施形態では、原板Ｐの位置を工程する手段として真空吸着手段を用いたが、このような手段には限定されず、切削加工時に原板Ｐの位置を固定する手段であればよい。
【００２２】
また、前記実施形態では、負の掬い角からなる掬い面を有する刃を複数備える鋸刃を用意したが、例えば、従来より使用されている丸鋸の鋸刃を逆方向に回転させることができれば、当該機構または駆動制御を変更することにより対応してもよい。この場合には、既存の加工装置を転用できることから、加工装置を簡単に改良するだけでよいため、切削加工を簡便に実施できる利点がある。
【００２３】
前記実施形態では、鋸刃３０を構成する各刃３２の断面形状をすべて同一の三角形状としたが、断面形状の異なる複数種類の刃を組み合わせて鋸刃を構成してもよい。また、前記実施形態では、各刃３２の掬い角をすべて同一の角度としたが、各刃３２の掬い角が異なっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る光学用部材を製造するために用いる切削加工装置を示す縦断面図である。
【図２】鋸刃の一部を拡大して示す縦断面図である。
【図３】切削加工の様子を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２５】
１      切削加工装置
１０      加工台
１２      真空吸着手段
２０      加工装置本体
２２      基体
２２Ａ      上面
２４      腕部
２４Ａ      先端２４Ａ
２６      丸鋸
３０      鋸刃
３２（３２Ｘ，３２Ｙ）      刃
３２Ａ      掬い面
Ａ，Ｂ      矢印
Ｄ      切削屑
Ｐ      原板
Ｘ      加工部分
【図１】
2010234470.tif 000003
【図２】
2010234470.tif 000004
【図３】
2010234470.tif 000005