(57)【要約】【課題】  光学シート積層体をロールツーロール工程を経て製造する際に、積層したシート間のずれを防止し、ゴミ、異物の付着を防止し、光学シートの損傷が無い高品質な樹脂シート積層体を得ることができる製造方法を提供する。【解決手段】  ３枚以上の樹脂シートが積層されて成る樹脂シート積層体１０１の製造方法であって、光学シート積層体１０１を構成する光学シート２ａ〜５ａのうち、少なくとも２枚の光学シート４ａ，５ａを溶着する工程と、前記溶着された少なくとも２枚の光学シート４ａ，５ａと、残りの少なくとも１枚の光学シート２ａ，３ａとを重ね合わせ、少なくとも２枚の光学シート４ａ，５ａが溶着された溶着位置と略同一位置において、少なくとも２枚の光学シート４ａ，５ａと残りの少なくとも１枚の光学シート２ａ，３ａとを溶着し、強固な溶着強度を得ることができ、製造工程途中で溶着部が剥離することを防止する。【選択図】  図１
2010094883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３枚以上の樹脂シートが積層される樹脂シート積層体の製造方法であって、
前記樹脂シート積層体を構成する各樹脂シートのうち、少なくとも２枚の樹脂シートを溶着する工程と、
前記溶着された少なくとも２枚の樹脂シートと、残りの少なくとも１枚の樹脂シートとを重ね合わせる工程と、
前記少なくとも２枚の樹脂シートが溶着された溶着位置と略同一位置において、前記少なくとも２枚の樹脂シートと残りの少なくとも１枚の樹脂シートとを溶着する工程と
を含むことを特徴とする樹脂シート積層体の製造方法。
【請求項２】
前記樹脂シートの溶着は、超音波溶着であることを特徴とする請求項１記載の樹脂シート積層体の製造方法。
【請求項３】
前記超音波溶着に使用するホーンの先端形状が、略半球状であることを特徴とする請求項２記載の樹脂シート積層体の製造方法。
【請求項４】
前記溶着時において、前記超音波溶着に使用するホーンの先端と溶着受け台上面とのギャップが、ホーンの振幅以上に設定されることを特徴とする請求項２または３記載の樹脂シート積層体の製造方法。
【請求項５】
前記少なくとも２枚の樹脂シートと、前記少なくとも残りの１枚の樹脂シートが溶着されたときの溶着部の径をＤとしたとき、
前記少なくとも２枚の樹脂シートの溶着部の中心と、前記少なくとも２枚の樹脂シートと前記少なくとも残りの１枚の樹脂シートとの溶着部の中心とのずれ量が、Ｄ／２以下になるよう溶着位置が設定されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の樹脂シート積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波溶着によって接合された樹脂シート積層体、特に、液晶表示装置等に積層して使用される樹脂シートを、簡易な工程で製造することができる樹脂シート積層体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display；略称ＬＣＤ）は、携帯電話、ノート型コンピュータ、ＬＣＤモニタおよび液晶テレビなどにおいて利用されている。透過型のＬＣＤには、バックライトが必要であり、バックライトユニットには、表示性能を向上させるために、バックライト光を調節する樹脂シートである光学シートが組み込まれている。光学シートには、プリズム状構造化シート、拡散シートを始めとする様々なタイプのシートが、出力輝度、照明均一性、視野角改善のために用いられている。
【０００３】
図８は、従来技術の樹脂シート積層体の製造方法を説明するための液晶表示装置に組み込まれるバックライトユニットの部品構成を示す分解斜視図である。バックライトユニット１００は、樹脂シート積層体である光学シート積層体１０１と、導光板１０２と、光源１０３と、反射板１０４と、以上の部品１０１〜１０４を収納・固定する枠状のフレーム１０５と、フレーム１０５に液晶パネル（図示せず）を固定するための枠状の遮光性両面粘着テープ１０６とからなる。
【０００４】
光源１０３は、たとえば複数の発光ダイオード（Light Emitting Diode；略称ＬＥＤ）によって実現される。バックライトユニット１００は、エッジライト方式の照明装置であり、導光板１０２の一側面部に光源１０３が設けられ、導光板１０２の一方の主面部に反射板１０４が設けられ、導光板１０２の他方の主面部に光学シート積層体１０１が設けられている。
【０００５】
光学シート積層体１０１は、複数の光学シート１０１ａ〜１０１ｄが積層されて構成される。ここでは、上拡散シート１０１ａ、上プリズムシート１０１ｂ、下プリズムシート１０１ｃ、下拡散シート１０１ｄの４枚構成の例を示している。なお、このような構成の場合、上プリズムシート１０１ｂと下プリズムシート１０１ｃとは、図９に示すように、各プリズムの周期的な凹凸パターンの繰返し方向（ブリーズ方向）が直交するように積層されている。
【０００６】
この光学シート積層体１０１では、光源１０３から出射される照明光が、一側面から導光板１０２に入射され、導光板１０２の他方主面から出射されて、光学シート積層体１０１を経て液晶パネルに照射される。光学シート積層体１０１は、導光板１０２の他方主面から出射される照明光を、拡散、集光させ、液晶パネルの全体にわたって、均一に照明することができるようにするなど、所望の光学性能を発揮するように構成されている。
【０００７】
光学シート積層体１０１は、導光板１０２と液晶パネルとの間に前記複数の光学シート１０１ａ〜１０１ｄが１枚ずつ積層されており、製造時の複数枚の光学シートの個々の取り扱いおよび組立にいくつかの問題が生じる。
【０００８】
個々の光学シートは、傷がつきやすいため、保護フィルムが貼られており、組立時にはそれを除去する必要があり、作業に時間を要する。また、保護フィルム除去時に各光学シートに損傷を与える可能性がある。さらには、複数の光学シートを１枚ずつ積層していくため、作業に時間を要するとともに、各光学シート間へのゴミの侵入や、各光学シートを損傷させてしまう可能性が高く、スループット（または生産効率）を低下させ、歩留まりをも低下させる原因となる。しかも、近年の液晶表示装置の大型化、高微細化に伴い、各種の光学シートに付着している異物の低減が求められている。
【０００９】
そこで、このような問題を解決する方法として、樹脂シート積層体の製造を自動で行う方法が特許文献１に開示されている。この特許文献１の従来技術では、樹脂シート積層体である光学シート積層体を構成する樹脂シートのロール材をロールツーロール方式で搬送しつつ積層し、積層した複数の光学シートの、製品状態において表示領域外となる位置を超音波溶着した後、当該積層した複数の光学シートを製品形状に打抜いて光学シート積層体を製造する方法が提案されている。
【００１０】
【特許文献１】特表２００６−５１３４５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１には、例として２枚の光学シートから光学シート積層体を製造する方法が示されているが、図８および図９に示すように、一般に、バックライトユニット１００として搭載される光学シート積層体１０１は、３〜４枚（図例では４枚）の光学シート１０１ａ〜１０１ｄから構成されることが多い。その枚数は設計仕様によって異なるため、光学シート積層体が組み込まれる機器の機種によって、バックライトユニット１００を構成する光学シート１０１ａ〜１０１ｄの枚数が異なるという事態が発生する。
【００１２】
溶着すべき光学シート１０１ａ〜１０１ｄの枚数が増えると、溶着の際に用いられる超音波溶着装置としての超音波ウェルダの出力やホーンの加圧力などの溶着条件が枚数の少ない場合と同一の場合、溶着強度が低くなる。溶着強度が低くなると、搬送途中で光学シートの溶着部が剥離してしまい、打ち抜かれた光学シート積層体を構成する個々の光学シートが脱落し、光学シート同士の位置がずれ、あるいは光学シート間の摩擦によって各光学シートに傷が入るなどの問題が発生する。
【００１３】
上記の問題に対処するためには、まず、前記超音波ウェルダの出力を上げる方法が考えられる。しかし、出力を上げると超音波ウェルダ本体のサイズが大きくなってしまう。特許文献１では、溶着部の数を特定していないが、溶着部を光学シートの片側のみに設けた場合、溶着部は非溶着部に対して厚みが増すため、光学シートをロールツーロールで搬送する場合、どちらか一方に偏って送られるなどの問題が生じ、安定して装置を稼動することができない。このため、溶着部は送り方向に対して左右対象に設ける必要がある。
【００１４】
また、実際の製造装置を考えた場合、可能な限り多くの機種の機器の製造に対応できるようにするため、個々に溶着位置を調整可能なように溶着位置１箇所に対して１つの超音波ウェルダを設けることが望ましい。
【００１５】
本発明の目的は、光学シートなどとして用いられる複数の樹脂シートを積層して接合するに際して、大出力の超音波接合装置を用いることなく、各樹脂シート間のずれを防止し、各樹脂シートへのゴミや異物の付着を防止し、さらに各樹脂シートの損傷を防止することができる高品質の樹脂シート積層体を得ることができる樹脂シート積層体の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、３枚以上の樹脂シートが積層される樹脂シート積層体の製造方法であって、
前記樹脂シート積層体を構成する各樹脂シートのうち、少なくとも２枚の樹脂シートを溶着する工程と、
前記溶着された少なくとも２枚の樹脂シートと、残りの少なくとも１枚の樹脂シートとを重ね合わせる工程と、
前記少なくとも２枚の樹脂シートが溶着された溶着位置と略同一位置において、前記少なくとも２枚の樹脂シートと残りの少なくとも１枚の樹脂シートとを溶着する工程と、
を含むことを特徴とする樹脂シート積層体の製造方法である。
【００１７】
さらに本発明は、前記樹脂シートの溶着は、超音波溶着であることを特徴とする。
さらに本発明は、前記超音波溶着に使用するホーンの先端形状が、略半球状であることを特徴とする。
【００１８】
さらに本発明は、前記溶着時において、前記超音波溶着に使用するホーンの先端と溶着受け台上面とのギャップが、ホーンの振幅以上に設定されることを特徴とする。
【００１９】
さらに本発明は、前記少なくとも２枚の樹脂シートと、前記少なくとも残りの１枚の樹脂シートが溶着されたときの溶着部の径をＤとしたとき、
前記少なくとも２枚の樹脂シートの溶着部の中心と、前記少なくとも２枚の樹脂シートと前記少なくとも残りの１枚の樹脂シートとの溶着部の中心とのずれ量が、Ｄ／２以下になるよう溶着位置が調整されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、前記樹脂シート積層体を構成する樹脂シートのうち、少なくとも２枚の樹脂シートが溶着される。その後、この溶着された樹脂シートに、残りの少なくとも１枚の樹脂シートが重ね合わされて溶着される。したがって、複数枚の樹脂シートを一括して溶着せんとすると、大きな出力を備えた大型の溶着装置を必要とするが、複数枚の樹脂シートを分けて溶着することになるから、高出力で大型の溶着装置を用いずとも、強固に溶着された樹脂シート積層体を得ることができる。しかも、２枚の樹脂シートが溶着された溶着位置と略同一位置において、重ね合わされた残りの少なくとも１枚の樹脂シートが溶着されるから、複数枚の樹脂シートが強固に溶着され、製造工程途中で溶着部が剥離することを防止することができる。これによって、樹脂シート間のずれを防止し、ゴミ、異物の付着、樹脂シートの損傷が無い高品質な樹脂シート積層体を得ることができる。
【００２１】
本発明によれば、各樹脂シートは超音波溶着によって接合されるので、短時間で強固な溶着が可能であり、製造工程のタクトタイムを短縮することができる。
【００２２】
本発明によれば、前記ホーンの先端形状が、略半球状であることによって、超音波の集中的な作用を抑え、溶着部に穴が開いて溶着強度が低下するようなことがなく、各樹脂シート間で高い溶着強度を得ることができる。
【００２３】
本発明によれば、前記溶着時において、ホーンの先端と溶着受け台上面とのギャップがホーンの振幅以上に設定されるので、溶着ホーンおよび溶着受け台に与えるダメージを最小限に抑えることが可能であり、かつ、溶着部に穴が開いて各樹脂シート間の溶着強度が低下することが防がれ、各樹脂シート間を高い溶着強度で接合することができる。前記ホーンの先端と溶着受け台上面とのギャップがホーンの振幅よりも小さくなると、溶着ホーンおよび溶着受け台に与えるダメージが大きくなり、また、溶着部に穴が開いて前記溶着強度が低下する傾向となる。したがって、ホーンの先端と溶着受け台上面とのギャップがホーンの振幅以上に設定される。
【００２４】
本発明によれば、前記少なくとも２枚の樹脂シートと、前記少なくとも残りの１枚の樹脂シートが溶着されたときの溶着部の径をＤとしたとき、前記少なくとも２枚の樹脂シートの溶着部の中心と、前記少なくとも２枚の樹脂シートと前記少なくとも残りの１枚の樹脂シートとの溶着部の中心とのずれ量が、Ｄ／２以下になるよう溶着位置が設定されるので、積層された複数枚の樹脂シートがほぼ同じ位置で溶着されることなり、各樹脂シート間において、安定した溶着強度を得ることができる。前記ずれ量がＤ／２より大きくなると、前記少なくとも２枚の樹脂シートと、前記少なくとも残りの１枚の樹脂シートとの間の溶着部が、製造工程途中で剥離し易くなる傾向となる。したがって、前記少なくとも２枚の樹脂シートの溶着部の中心と、前記少なくとも２枚の樹脂シートと前記少なくとも残りの１枚の樹脂シートとの溶着部の中心とのずれ量が、Ｄ／２以下になるよう溶着位置が設定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１および図２を用いて本発明の樹脂シート積層体の製造方法を実施するための製造装置１を説明する。
【００２６】
図１は、本発明の実施の一形態の樹脂シート積層体の製造方法を実施するための製造装置１の側面図であり、図２は２枚の光学シートを溶着する工程を説明するための斜視図である。本実施の形態の製造方法における各工程は、図１に示す流れ方向Ａに沿って進行する。本実施形態は、樹脂シートである４枚の光学シートによって構成される樹脂シート積層体である光学シート積層体の例であるが、枚数は特に制限されるものではない。
【００２７】
図１および図２に示す光学シート積層体の製造装置１は、上拡散シート２ａ、上プリズムシート３ａ、下プリズムシート４ａおよび下拡散シート５ａは、帯状の原反であり、それぞれロール状に巻回されて、上拡散シートロール２、上プリズムシートロール３、下プリズムシートロール４（図２参照）および下拡散シートロール５として準備される。また、刃当てシート６ａは、帯状のシートであって、ロール状に巻回されて刃当てシートロール６として準備される。
【００２８】
光学シート積層体製造装置１は、上拡散シートロール２、上プリズムシートロール３、下プリズムシートロール４、下拡散シートロール５および刃当てシートロール６のそれぞれから引き出される上拡散シート２ａ、上プリズムシート３ａ、下プリズムシート４ａ、下拡散シート５ａおよび刃当てシート６ａの搬送系と、下プリズムシートロール４から引き出された下プリズムシート４ａを所定の長さに切断し、下プリズムシート４ａのプリズムの軸方向が上プリズムシートロール３から引き出された上プリズムシート３ａのプリズムの軸方向に直交するように下拡散シートロール５から引き出された下拡散シート５ａ上に載置する下プリズムシート４ａの切断移載機構７（図２参照）と、前記下拡散シート５ａと切断された下プリズムシート４ａを超音波溶着する第１の溶着機構８と、全てのシートおよびシートが積層された積層シート１０を溶着する第２の溶着機構９と、積層シート１０を所定形状に打抜く打抜き機構１１と、廃材（後述する）１０ａを巻き取り回収する廃材巻き取り機構１２とによって構成される。
【００２９】
各シート２ａ〜５ａおよび刃当てシート６ａ（総称する場合には、シート２ａ〜６ａと記す）の搬送系の詳細は図示しないが、各ロール２〜６の芯管を固定する回転軸はモータに連結されており、ロールの径によってモータの回転角度を制御して繰り出し量を調整する機構を有している。ロールの径の測定手段としては、超音波センサや光電センサなどの利用が考えられるが、その手段は特に限定されるものではない。また、各シート２ａ〜６ａの搬送系は、ダンサーローラなどの張力制御機構を有している。
【００３０】
廃材巻き取り機構１２は、廃材１０ａを巻き取るための廃材巻取り駆動軸１２１を有し、全てのシート等２ａ〜６ａが積層、溶着された廃材１０ａを打抜き機構１１の動作に同期して、所定ピッチの間欠動作で巻き取るように制御される。なお、廃材１０ａを巻き取る芯管を固定する廃材巻取り駆動軸１２１は、モータに連結されており、ロール状に巻き取られる廃材１０ａの径（ロール径）によってモータの回転角度を制御して、巻き取り量を調整する機構を有している。前記ロール径の測定手段としては、超音波センサや光電センサなどの利用が考えられるが、その手段は特に限定されるものではない。また、ここでいう所定ピッチとは、前記打抜き機構１１における打ち抜きの間隔である。
【００３１】
第１の溶着機構８および第２の溶着機構９について、図３および図４も参照して説明する。図３および図４は、第１の溶着機構８および第２の溶着機構９を構成する超音波溶着装置（超音波ウェルダ）８０、９０の概要を示している。各溶着機構８，９は、ともに一対の超音波ウェルダ８０、９０からなり、いずれかについて説明が共通するときには、添え字ａ，ｂを省略する。また、各溶着機構８，９はともに同一の構成であるので、図３および図４では、第２の溶着機構９に関する部分の参照符を括弧書きで記載している。
【００３２】
第１の溶着機構８および第２の溶着機構９は、主に、超音波発信装置（図示せず）に接続された超音波発振子を内蔵する超音波ウェルダ本体８０１，９０１、超音波ウェルダ本体８０１，９０１に取付けられたホーン８０２，９０２、溶着受け台８０３，９０３から成る（図３では、溶着受け台８０３，９０３の図示を省略している）。
【００３３】
超音波ウェルダ本体８０１，９０１は、ウェルダ保持部材８０４（９０４）に固定されており、該ウェルダ保持部材８０４（９０４）は、超音波ウェルダ本体８０１，９０１を、溶着時、非溶着時で上下に駆動可能な上下駆動機構（図示ぜす）に固定されている。さらに、該上下駆動機構は、シートの搬送方向、および、シートの幅方向に超音波ウェルダ本体８０１，９０１の位置を自在に調整し、固定が可能な位置調整機構に固定されている。ここで、上下駆動機構としては、モータ、ボールネジおよび直動ガイドを組み合わせた機構、エアシリンダと直動ガイドとを組み合わせた機構などが考えられるが、その手段は特に限定するものではない。
【００３４】
また位置調整機構としては、ボールネジと直動ガイドなどを組み合わせた手動の調整機構が簡便であり望ましく、また、０．１ｍｍ以下の分解能で超音波ウェルダ本体８０１，９０１の位置を調整、固定可能な機構を有するものであることが望ましい。
【００３５】
さらに、前記ウェルダ保持部材８０４，９０４の形態は、特に限定するものではないが、たとえば、図３に示すように、ボルト８０５，９０５を緩める等の作業によって超音波ウェルダ本体８０１，９０１の固定位置（上下）を調整可能な形態となっていることが望ましい。ウェルダ保持部材８０４（９０４）に対する超音波ウェルダ本体８０１，９０１の固定位置を調整することによって、溶着時におけるホーン８０２，９０２の先端８０２ａ，９０２ａと溶着受け台８０３，９０３とのギャップｈ（図４参照）を適宜調整することができる。
【００３６】
前記第１の溶着機構８の溶着動作は、後述する下プリズムシート４ａの切断移載機構７の動作に同期して行われるよう制御されている。また、前記第２の溶着機構９の溶着動作は、後述する打抜き機構１１の動作に同期して行われるよう制御される。ホーン８０２，９０２の先端８０６，９０６の形状は、略半球状である。先端形状の寸法は、特に限定するものではないが、先端８０６，９０６のＲが大きいと溶着サイズが大きくなるため、Ｒが３ｍｍ程度の半球状であることが望ましい。
【００３７】
打抜き機構１１は、主に打抜き刃１１１と、打抜き受け台１１２と、それらを固定するプレス機構１１３とから構成されている。プレス機構１１の動作機構としては、モータとクランク機構を組み合わせた機構、モータとボールネジを組み合わせた機構、エアシリンダや電動シリンダと直動ガイドを組み合わせた機構などが考えられるが、その手段は特に限定するものではない。
【００３８】
図２に示す下プリズムシート４ａの搬送系は、図１に記載の他のシート搬送系と平行にシートを搬送するよう配置されている。下プリズムシートロール４から引き出された下プリズムシート４ａは、該下プリズムシート４ａを上下から挟持するピンチローラー１３が動作することによって送り出される。該ピンチローラー１３はモータに連結された駆動ローラ１３１と加圧ローラ１３２とから構成されており、駆動ローラ１３１がモータ駆動によって回転することで下プリズムシート４ａを送り出す。ここで、加圧ローラ１３２の加圧力源としてはエアシリンダ、バネなどが考えられるが、その手段は特に限定するものではない。なお、この送り動作は打抜き機構１１の打ち抜き動作に同期しており、任意に設定される所定長さ毎に、間欠的に動作するよう制御される。
【００３９】
下プリズムシート４ａの切断移載機構７は、下プリズムシートロール４から引き出された下プリズムシート４ａを切断するカッター７１と、切断ステージ７２と、切断された下プリズムシート４ａを下拡散シート５ａ上に移載する移載装置７３とから構成されている。下プリズムシート４ａの切断、および移載動作は打抜き機構１１の動作と同期して駆動するよう制御されている。ここで、カッター７１の動作機構としてはモータとボールネジおよび直動ガイドを組み合わせた機構、エアシリンダと直動ガイドを組み合わせた機構などが考えられるが、その手段は特に限定するものではない。また、ここではその材質は特に限定しないが、切断ステージ７２のカッター７１と当接する部分は刃先を損傷しないよう樹脂など軟質の材料が組み込まれている。なお、ここでは円盤状のカッターによる切断機構を例として挙げたが、切断方法はこれに限られるものではなく、シャーカットやプレス切断など他の方法を用いてもなんら問題はない。
【００４０】
前記移載装置７３は、主に切断された下プリズムシート４ａを吸着保持する吸着ハンド７３ａと、該吸着ハンド７３ａを支持する支持部７３ｂと、該支持部７３ｂに直交するように取付けられた回転軸７３ｃとから構成されている。また、ここでは特に図示しないが、該回転軸７３ｃは、該吸着ハンド７３ａを水平面内で回転させる回転機構と、該吸着ハンド７３ａを上下方向に動作可能な上下動機構とに連結されている。また、前記回転機構、および上下動機構はシートの搬送方向、および幅方向に吸着ハンド７３ａを移動可能な移動機構に連結されている。該吸着ハンド７３ａを回転させる機構としては、回転軸７３ｃとモータやエアスピンドルの回転軸とを直結して回転軸７３ｃを回転させる方法や、同じくモータやエアスピンドルを駆動源とし、歯車や摩擦車などを介して回転軸７３ｃを回転させる方法などが考えられるが、その方法は特に限定されるものではない。更に、吸着ハンド７３ａを上下動させる機構としては、該吸着ハンド７３ａを水平方向に移動させる機構と同様に、吸着ハンド７３ａを固定する部材に直動ガイド、およびナットを取付け、該ナットに螺合したボールネジをモータによって回転させることで動作させる方法や、エアシリンダと直動ガイドとを組み合わせた方法などが考えられるが、その手段は特に限定されるものではない。また、該吸着ハンド７３ａを移動させる手段としては、回転軸７３ｃの回転機構、および上下動機構を固定する部材に直動ガイド、およびナットを取付け、該ナットに螺合したボールネジをモータによって回転させることで動作させる方法などが考えられるが、その手段は特に限定するものではない。
【００４１】
次に、光学シート積層体製造装置１の動作について説明する。図１および図２に示すように、各ロール２〜６から引き出された各シート等２ａ〜６ａは、それぞれに対応する搬送経路を経て積層され、積層された積層シート１０は、廃材巻き取り機構１２の廃材巻取り駆動軸１２１に固定された芯管（図示せず）に連結固定されている。積層シート１０の端部と芯管の固定方法は粘着テープ等によるもので良いが、その方法は特に限定しない。廃材巻取り駆動軸１２１が回転（図１においては時計回り）することで全てのシート等２ａ〜６ａが引き出され搬送される。搬送された全てのシート等２ａ〜６ａは１対の積層ローラ１４を介することで積層され積層シート１０を形成する。シート等２ａ〜６ａの搬送は打抜き機構１１の動作に同期して間欠的に動作するよう制御されており、１回の送り量は打ち抜き間隔と同一に設定されている。
【００４２】
廃材巻取り駆動軸１２１が回転し全てのシート等２ａ〜６ａが１ピッチ分（打抜き間隔分）送られるとシート等２ａ〜６ａの送り動作は一旦停止し、続いて、打ち抜き機構１１のプレス機構１１３が動作し、積層シート１０を所定の形状に打ち抜く。このとき、打抜き刃１１１の刃先は下死点において積層シート１０の最下層に位置している刃当てシート６ａを打抜かない（刃がある程度喰い込むのみ）高さに調整されている。よって打抜かれた光学シート積層体１０１は刃当てシート６ａの上に乗り、且つ、抜きカス（積層された光学シートの製品領域外の部分）に周囲を囲まれた状態で保持されている。よって、打ち抜かれた光学シート積層体１０１は廃材１０ａ（前記抜きカス、および刃当てシート６ａ)とともに搬送されナイフエッジ部１２２で切り出される。切り出された光学シート積層体１０１は、図８を参照して説明したように、導光板１０２と、光源１０３と、反射板１０４と、以上の部品を収納・固定するフレーム１０５と、フレーム１０５と液晶パネル（図示せず）とを固定するための枠状の遮光両面テープ１０６と組み合わされてバックライトユニット１００として構成される。シート２ａ〜５ａは、相互に溶着されて光学シート積層体１０１を構成するが、これらはそれぞれ図８および図９に示す光学シート１０１ａ〜１０１ｄに対応する。
【００４３】
第２の溶着機構部９において、超音波ウェルダ本体９０１（ホーン９０２）が所定高さまで下降し、積層シート１０の溶着を行う。このとき、ホーン９０２の先端と溶着受け台９０３のギャップｈ（図４参照）は予め所定の寸法に調整されているが詳細については後述する。なお、ここで全てのシート間を溶着するのは、搬送中にシート等２ａ〜６ａ同士がずれるのを防止するためである。特に、廃材１０ａがナイフエッジ部１２２を通過する際、内外周差によって廃材１０ａを構成する全てのシート等２ａ〜６ａ間に送り方向のずれが生じる。このようなズレが発生すると、廃材１０ａに打抜かれた光学フィルム積層体１０１が引っ掛かるなどしてナイフエッジ部１２２での切り出しが不安定になる。
【００４４】
この間、図２に示す下プリズムシート４ａの搬送系におけるピンチローラ１３も同期して動作し、下プリズムシートロール４から下プリズムシート４ａを所定長さ繰り出す。下プリズムシート４ａの繰り出しが完了すると、下プリズムシート４ａの切断移載機構７が動作を開始する。まず、ポジションＰ１１にあった吸着ハンド７３ａがポジションＰ２１へ移動。同時にカッター７１が動作し、下プリズムシート４ａを切断する。下プリズムシート４ａの切断が完了すると吸着ハンド７３ａがポジションＰ２２へ下降し切断された下プリズムシート４ａを吸着保持する。切断された下プリズムシート４ａの吸着が完了すると、吸着ハンド７３ａは再度ポジションＰ２１へ上昇し、上昇が完了するとポジションＰ１１へと旋回回帰し（図２の矢印ａ参照）、続いて吸着ハンド７３ａはポジションＰ１２に下降する。以上の動作によって下拡散シート５ａ上に切断された下プリズムシート４ａを移載する。吸着ハンド７３ａの下降が完了すると超音波ウェルダ本体８０１ａ，８０１ｂが所定の高さまで下降し、超音波ウェルダ本体８０１ａ，８０１ｂの下降が完了すると超音波が発振され下プリズムシート４ａと下拡散シート５ａの溶着が完了する。このとき、ホーン８０２ａ，８０２ｂの先端と溶着受け台８０３のギャップｈは予め所定の寸法に調整されているが詳細については後述する。溶着が完了すると吸着ハンド７３ａはポジションＰ１１へ上昇し、同時に超音波ウェルダ本体８０１ａ，８０１ｂが上昇する。以上の動作が完了すると、再び廃材巻き取り機構１２が動作し、全てのシート等２ａ〜６ａが所定長さ分繰り出される。この繰り出しの際、積層ローラ１４おいて、溶着された下プリズムシート４ａおよび下拡散シート５ａの上面に、上拡散シートロール２および上プリズムシートロール３から繰り出された上拡散シート２ａおよび上プリズムシート３ａが積層され、また、下面に刃当てロール６から繰出された刃当てシート６ａが積層されて、第２の溶着機構９に搬送され、該第２の溶着機構９において、これらシート等２ａ〜６ａが相互に溶着されて積層シート１０とされる。
【００４５】
以上の動作を繰り返すことによって、所定形状に打ち抜かれた光学シート積層体１０１が連続的に製造される。打抜かれた光学シート積層体１０１は前述した通り廃材１０ａとともに搬送され、ナイフエッジ部１２２で切り出される。切り出された光学シート積層体１０１の取り扱いについては特に限定するものではないが、人手で回収しても良いし、本実施形態で開示した装置１を、該装置１で得られた光学シート積層体１０１を自動でフレーム内に挿入して、図８に示すバックライトユニット１００を組み立てるバックライトユニット組立装置（図示せず）と連結させて自動で回収しても良い。
【００４６】
なお、前記特許文献１では、打抜かれた製品をキャリアシートごと巻き取って回収する方法が開示されているが、そのような構成では、製品にキズなどのダメージを与える可能性が高いため、ここでは打抜かれた製品を、打抜いた直後に回収できるようにしており、これによって、製品にキズなどのダメージが付くことを少なくすることができる。
【００４７】
次に、溶着位置の調整について説明する。図５および図６は、下プリズムシート４ａと下拡散シート５ａとを溶着する第１の溶着部１６（２カ所の溶着ポイント１６ａ，１６ｂを含む）と、全シート等２ａ〜６ａを溶着する第２の溶着部１７（２カ所の溶着ポイント１７ａ，１７ｂを含む）との位置関係を示す説明図である。図５の左側は第１の溶着機構８における溶着位置Ａを、右半分は第２の溶着機構９における溶着位置Ｂを示している。それぞれのハッチング領域は製品領域Ｃを示している。第１の溶着部１６は表示領域Ｃにかからない位置であれば特に限定するものではないが、予め所定の位置を設計によって決めておき、スケール等で位置を確認して超音波ウェルダ本体８０１（８０１ａ，８０１ｂ）の位置を調整する。溶着位置の調整は前述の位置調整機構によって行う。また、このとき、テスト溶着を行い、第１の溶着部１６の直径Ｄ３（図６参照）を測定しておく。
【００４８】
第２の溶着部１７は、第１の溶着部１６の位置と略同一となるように位置調整する。溶着位置は前述の位置調整機構によって行う。このとき、可能な限り第１の溶着部１６の中心と第２の溶着部１７の中心とが合うように調整するべきであるが、図６に示すように第１の溶着部１６の中心と第２の溶着部１７の中心との距離（ずれ量）Ｘが第２の溶着部１７の直径Ｄ４（図６参照）の１／２以下になるように調整すれば極端に溶着強度が低下することはない。
【００４９】
具体的な調整方法としては図６に示すように第１の溶着部１６と第２の溶着部１７の位置とを意図的にずらしてテスト溶着を行い、第２の溶着部１７の直径Ｄ４と、第１の溶着部１６の周縁部と第２の溶着部４の周縁部との間の距離Ｌの概寸とをスケール等によって測定して第１の溶着部１６および第２の溶着部１７の中心のずれ量Ｘを計算し、その計算値を元に超音波ウェルダ本体８０１，９０１の位置調整を行うのが確実である。中心のずれ量Ｘは、「１／２（Ｄ４−Ｄ３）＋Ｌ」で求められる。
【００５０】
なお、図６中で第１の溶着部１６と第２の溶着部１７の溶着サイズ（径）が異なるのは、第１の溶着機構部８のホーン８０２（８０２ａ，８０２ｂ）と第２の溶着機構部９のホーン９０２の形状が同じで、且つ、溶着時における第１の溶着機構部８のホーン８０２と溶着受け台８０３、および第２の溶着機構部９のホーン９０２と溶着受け台９０３のギャップ設定寸法の差が小さい（数十μｍ程度）場合、第２の溶着機構部９においては全てのシート等２ａ〜６ａが積層された状態で溶着されるため、第１の溶着部１６と比較して、第２の溶着部１７の溶着サイズが大きくなるためである。
【００５１】
次に、溶着ホーン８０２（９０２）の溶着受け台８０３（９０３）とのギャップ調整方法について説明する。図４は溶着時における超音波ウェルダ、すなわち超音波溶着装置８０（９０）と溶着受け台８０３（９０３）との位置関係を示す説明図である。溶着時において、超音波ウェルダ本体８０１（９０１）は前述の上下駆動機構によって下端位置にある。このとき、ホーン８０２（９０２）の先端８０６（９０６）と溶着受け台８０３（９０３）の上面とのギャップｈを、ホーンの振幅以上に設定する。
【００５２】
設定方法としては、まず、超音波ウェルダ本体８０１（９０１）を下端位置に移動させた状態に保持して、前述のウェルダ保持部材８０４（９０４）による超音波ウェルダ本体８０１（９０１）の保持を解除する。このとき、ホーン８０２（９０２）の先端８０６（９０６）と溶着受け台８０３（９０３）の上面との間に所定厚さの隙間ゲージなどを設置し、ホーン８０２（９０２）の先端８０６（９０６）と前記隙間ゲージとが軽く接する程度に超音波ウェルダ本体８０１（９０１）の位置を下げる。この状態を保持して、前記ウェルダ保持部材に超音波ウェルダ本体８０１（９０１）を固定する。
【００５３】
このような条件に設定することで、ホーンや溶着受け台のダメージを最低限に抑えつつ、溶着時にシートに穴が開き溶着強度が低下するなどの問題が発生しない良好な溶着状態を得ることができる。なお、ギャップ高さの上限は溶着する積層シート１０の総厚以下、経験的にはホーン８０２（９０２）の振幅＋１０〜２０μｍが最適である。
【００５４】
上述のように、各溶着部１６，１７は、それぞれ２カ所の溶着ポイント１６ａ，１６ｂ、１７ａ，１７ｂを含むことが望ましく、これを図７（ａ）（ｂ）を参照して説明する。すなわち、図７（ａ）（ｂ）は第１の溶着機構７での溶着の状態を示しており、図７（ａ）に示すように、溶着部が片側１６ａのみに設けられた場合、溶着部は非溶着部に対して厚みが増すため、シート４ａ，５ａをロールツーロールで搬送する場合、どちらか一方に偏って送られるなどの問題が生じ、安定して装置を稼動することができない。このため、図７（ｂ）に示すように溶着部１６を送り方向に対して左右対象に設けることが望ましい。一方、実際の製造装置を考えた場合、可能な限り多くの機種の製造に対応できるようにするため、個々に溶着位置を調整可能なように溶着位置１カ所に対して１つの超音波ウェルダを設けることが望ましい。この場合、１つの超音波ウェルダに先端が二股に分かれたホーンを取付けて使用する方法も考えられるが、機種毎にホーンを準備する必要が有り非効率的で、コストもかかる。よって、図２に示すように、１対の超音波ウェルダ８０ａ，８０ｂを対向するように設置している。この場合、同時に、多くの機種に対応できる装置とするためには、超音波ウェルダ８０ａ，８０ｂ同士の間隔調整幅を可能な限り大きく取る必要がある。超音波ウェルダ８０ａ，８０ｂの出力を上げる、すなわち、超音波ウェルダ８０ａ，８０ｂのサイズを大型化した場合、超音波ウェルダ８０ａ，８０ｂ同士の最小間隔が大きくなってしまうため、ウェルダのサイズは可能な限り小さい方が望ましい。このような構成は、第２の溶着機構９においても採用される。
【００５５】
以上のような方法によると、搬送中に溶着部が剥離してしまうことなく光学シート積層体１０１を製造することが可能となり、製品の品質を向上させることが可能となる。また、高出力で大型の超音波ウェルダを使用することなく高い溶着強度を得ることが可能であるので、同一の装置でより多くの枚の光学シート積層体１０１を製造することが可能となる。
【００５６】
以上、本発明の樹脂シート積層体の製造方法の一実施形態として、光学シート積層体の製造方法について説明したが、他用途の樹脂シート積層体の製造方法にも本発明を応用可能であることは言うまでもない。また、本実施形態の製造方法で得られた光学シート積層体１０１では、上プリズムシート１０１ｂおよび下プリズムシート１０１ｃのプリズムが上向きになっているが、このプリズムを下向きにして積層することもできる。さらに、光学シート積層体１０１の層構成も実施形態の例に限定されるものではなく、たとえば、保護シートを上下面に積層することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の一形態の樹脂シート積層体の製造方法を実施するための製造装置１の側面図である。
【図２】同製造装置１における２枚の樹脂シートを溶着する工程を説明するための斜視図である。
【図３】同製造装置１に用いられる溶着機構８（９）の例を示す斜視図である。
【図４】同溶着機構８（９）の正面図である。
【図５】シート等の搬送系と第１および第２の溶着機構８，９との位置関係を説明するための平面図である。
【図６】第１溶着部１６および第２溶着部１７の位置関係を説明するための図である。
【図７】図７（ａ）および図７（ｂ）は光学シートの搬送における溶着カ所の個数の影響を説明する図である。
【図８】本発明の製造方法によって得られる光学シート積層体１０１を用いて構成される一般的なバックライトユニット１００の分解斜視図である。
【図９】同光学シート積層体１０１の層構成を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  樹脂シート積層体製造装置
２ａ，３ａ，４ａ，５ａ  光学シート
８，９  溶着機構
８０，９０  超音波ウェルダ
１０１  光学シート積層体
１０１ａ  上拡散シート
１０１ｂ  上プリズムシート
１０１ｃ  下プリズムシート
１０１ｄ  下拡散シート
８０１，９０１  超音波ウェルダ本体
８０２，９０２  ホーン
８０６，９０６  ホーンの先端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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