导光板的翘曲分析研究.pdfVIP

導光板的翹曲分析研究 作者：蔡俊欽、黃皇齊、黃俊欽 國立高雄應用科技大學模具工程系 摘要 在薄件高速射出成形中，肉厚方向的溫度梯度與流動方向的壓力梯度都明顯大於傳統塑 品 因此常造成塑品內應力的產， 生，並造成塑品的翹曲變形。本文以長(54.7mm)、寬(72.5mm)、 厚度由 0 ．5mm漸縮至 0 ．2mm之導光板為例，成形塑料為光學級壓克力(PMMA) ，首先以CAE 技術探討成形條件如膠溫、模溫、射速、保壓壓力、保壓時間 、冷卻時間等對導光板成形特 性的影響 ，並藉由田口氏實驗法決定適當的成形條件，使殘留應力和翹曲變形能降到最低 。 其次進行導光板模具設計及製作及的射出成 型 ，完成CAE理論 分析與實驗結果的 比對 ，除了 可充份了解 導光板翹曲變形的原因之外 ，亦可作為模具設計及 成型條件最佳化的 參考。 一、前言 一模一穴設計 ，如圖二 。塑料則採用具有良好之 本研究之 主題為 『影像顯 示器』 TFT-LCD 光學性質之 PMMA Asahi chem. 80N ，其加工成形 液晶顯 示器中，背 光模組（Backlight）之導光 建議值列 於表一。主要選用 純水來 分析，最 大模 板 （Light Guide Panel ，簡稱「 LGP」）。其主 溫建議在 80℃故選, 用 純水作為 冷卻液 ，模具材 要 功能是將線 光源轉換 成面 光源 。由 於導光板佔 質採用 P-20 之預硬鋼 分析 ，射出 機之機台則選 整個背 光模組成本之15%-25% ，所 以模組 為了 用 Toshiby EC100N 之機型 ，機器最 大合模 力為 降低其成本，紛紛投入導光板研究開發 之工作。 100(ton),最 大射壓 154(MPa) ，射速 200(㎜/s) 。 在背 光模組中 ， 光板之翹曲現象 ，充分關係 到 本研究首先以 C-MOLD軟體 分析此產品 之成型過 背 光模組之光學現象和組 立情形，如 ：1. 和燈 程， ,並探討在單 一成形條件如膠溫 、模溫、射 罩 組立時 ，難 以組合 2. 在燈罩組立後 產生漏 光 速、保壓時間 、保壓壓力、 冷卻時間等 成型條件 現象 3.和 塑框組立時 ，難 以組合 2. 在塑框組 改變下對翹曲變形之影響 ，其次引入田口氏實驗 立後 產生漏 光現象 5.背 光模組之總 組立高度因 計畫 法尋求 成形條件的最佳組合 ，以達到翹曲變 光板翹曲變形而 NO GO 不合格 6.光學輝度 NO 形最 小化的目標 。 GO 不合格 。因 此本文針對 光板之翹曲情形，利 本產品為 楔形平板之薄件,採用 澆口扇 形澆口 , 用 CAE 分析，並配合田口氏實驗計畫 法就膠溫、 主要是為使 塑料能 均勻,且穩定的流 入模 穴中， 模溫 、射速、保壓壓 力、保壓時間 、冷卻時間等 使其 具有較均一的 波前 流動。 進澆口位置置 於肉 條件作分析，探討操作條件對導光板翹曲變形的 厚部 ，以利於後續的保壓作用 影響 。 (2).最佳成形條件之 組合 探討 二、實例研討 首先 探討單 一成形條件對翹曲變形之影響 。 (1).產品說明 1.改變保壓時間 -當保壓時間 越長時 ，則會有更 光板長54.7mm,寬 72.5mm,厚度由 0.5mm~0.2mm 多的 塑料被擠入模 穴中補償因 冷卻所造成的收 (產品實體如圖 一) ，模具設計則採用 二板模 , 縮，亦會降低 翹曲量 。由結果可知 ，保壓時間 為 5.3 ，總翹曲量最 小。 2.改變保壓壓 力分析固- 定保壓時間 為 5.3 。 降低 翹曲的目的。