(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両主面を有する透光基板の少なくとも一方の主面全体に、複数の印刷されない略円形状のホールを有する印刷層、又は、複数の印刷された略円形状のドットでなる印刷層を備え、前記印刷層は、透光性を有するバインダー樹脂と、前記バインダー樹脂より大きな光屈折率を持つ光拡散物質粒子と、前記バインダー樹脂と光屈折率が近似し、疎水基を結合させた無機物粒子と、を含むことを特徴とする導光板。
【請求項２】
前記ホールは、一つ一つが独立するもので、所定の条件でパターン配列して形成され、前記複数のホール内面は、前記透光基板の主面素地部となることを特徴とする請求項１記載の導光板。
【請求項３】
前記ドットは、一つ一つが独立するもので、所定の条件でパターン配列して形成され、前記複数のドット形成部外面は、前記透光基板の主面素地部となることを特徴とする請求項１記載の導光板。
【請求項４】
印刷された前記ドット以外の主面、又は、印刷されない前記ホールは、前記印刷層の厚み寸法に対し３００倍の径寸法となる仮想円を前記透光基板の主面に描くことができない、ドット又はホールの大きさにしたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の導光板。
【請求項５】
前記疎水基を結合させた無機物粒子は、合成非晶質シリカのひとつである疎水性フュームドシリカとしたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の導光板。
【請求項６】
前記バインダー樹脂と前記光拡散物質粒子と前記疎水性フュームドシリカとの総重量を印刷層重量とした時、前記印刷層重量に対して、前記疎水性フュームドシリカが５ｗｔ％以上で３５ｗｔ％以下の量を含むことを特徴とする請求項５に記載の導光板。
【請求項７】
前記バインダー樹脂は、アクリル樹脂を主成分とすることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の導光板。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載された導光板と、前記透光基板の両主面と接する端面に配置された光源と、前記導光板の前記端面と前記光源とを支持するハウジング体からなる固定治具体とを備えたことを特徴とする面発光装置。
【請求項９】
透光性を有する前記バインダー樹脂と前記バインダー樹脂より大きな光屈折率を持つ光拡散物質粒子とを混合してスクリーン印刷用拡散インキを作成する第一工程と、チキソトロピー特性を有する無機物粒子と溶剤とを混合して前記スクリーン印刷用拡散インキと同程度の粘度に調合した溶液組成物を作成する第二工程と、前記スクリーン印刷用拡散インキと前記溶液組成物とを混ぜ合わせ複合物インキを作成する第三工程と、前記複合物インキを用いて両主面を有する透光基板の少なくとも一方の主面上にスクリーン印刷工法で印刷塗布する第四工程と、前記複合物インキの溶剤等の揮発物を揮散して固形化する第五工程と、により前記透光基板の表面に複数のドットでなる印刷層、又は、複数のホールでなる印刷層を備える導光板を形成し、前記チキソトロピー特性を有する無機物粒子を、合成非晶質シリカのひとつで疎水基を結合させた疎水性フュームドシリカとして、前記印刷層の表面に分布するようにしたことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の導光板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光基板の表面にスクリーン印刷により光拡散物質を含む発光部を形成した導光板と、その導光板を用いた面発光装置、及び、その導光板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置などの面状の照明を必要とする表示機器に対して、種々の面発光装置が使用されている。特に、携帯電話、スマートフォン、ノートパソコンやＴＶの液晶表示パネルの被表示体の背面に配置する面発光装置が、バックライトユニットとしてよく知られている。また、表示物を前から照らし出す、導光板自体の透光性を重視するフロントライトユニットや、さらには、導光板の両面からの光を利用した照明や、また、絵文字等の情報を表示するピクトグラムのような両面発光型パネルにも面発光装置が用いられる。
【０００３】
図１３は、従来技術による代表的なバックライトユニットに用いられる面発光装置１の構成を示す概略図である。この面発光装置１の下部には、反射シート２が配置され、導光板３とＬＥＤ光源４とを有しており、ＬＥＤ光源４の光は、導光板３の入光端面部５より導光板３内部に照射される構造となっている。
【０００４】
また、図１４と図１５に示す様に、導光板３の下面には、光拡散物質粒子が含まれるドット６がパターン化されて形成され、ＬＥＤ光源４に面する入光端面部４は滑らかに研磨され、入光端面部４と対向する離隔端面部１０及びその他の出光端面部には反射テープ１１が貼りつけられている。
【０００５】
次に、このような従来例の面発光装置１の構成における光の状態を説明する。
【０００６】
ＬＥＤ光源４の光は、入光端面部５から入射光７としてアクリル樹脂等の透光基板からなる導光板３内に入ると、アクリル樹脂と空気との光屈折率の違いにより折れ線で示すように全反射し、また、側壁の離隔端面部１０を含む三つの出光端面部に到達した光は反射テープ１１で反射し導光板３内に跳ね返されて導光板３内部にもどり閉じこもろうとする。
【０００７】
しかし、入射光７が、導光板３の下面に形成された光拡散物質を含む複数のドット６に当たると、ドット６内に含まれる光拡散物質、又は、ドット６の表面に形成された凹凸、により拡散及び乱反射することになる。その結果、拡散及び乱反射して導光板３の上面に向かって垂直に近い角度で当たる光は上面から、ドット６を通り抜けた光は導光板３の下面から出射光８として飛び出すことになる。尚、下面から飛び出した出射光８は反射シート７にて反射され導光板３内に戻り上面からの光として出射光８に加わることになる。
【０００８】
上面からの上方に向かう出射光は、プリズムシートやレンズシート等の拡散シート９を通過することにより、光の強弱が均一化された品質の良い調和光となり、液晶等の被表示体１２のバックライトとして画面を明るく照らし出すことになる。
【０００９】
なお、このような従来の面発光装置１に使用されている導光板３は、透光基板表面にドット６をスクリーン印刷工法により、ＬＥＤ光源４近傍の入光端面部５面はドット６の面積比率を小さくし、ＬＥＤ光源４から離れるにつれて徐々にドット６の面積比率を高めていくようにパターン配列化されて形成するものが主流となっていた。
【００１０】
しかし、この様な導光板３を用いた面発光装置１には、導光板３の表面に手垢や指紋等の汚れ、傷つきを防止するために、保護カバーが必要であった。バックライトユニットとして使用される場合には、反射シート７やプリズムシートやレンズシート等の拡散シート９が、導光板の表と裏を覆うことで保護カバーの代わりをすることもあるが、フロントライトユニットや両面発光型パネルにおいては、導光板３自体が表面に位置する場合があり、そのため、手垢や指紋等の汚れを防止するためだけに保護カバーが必要となる。
【００１１】
また、導光板３のような光学シートは、生産工程においても、手垢や指紋等の汚れに対して非常に神経を費やすることとなる。常にクリーンルームにて防塵手袋をして作業に当たるものの、印刷工程、乾燥工程、検査工程、搬送工程、出荷工程等でのちょっとした不注意により、手袋をはずしたときに手垢や指紋等の汚れを付着させてしまうことが多々発生する。
【００１２】
先に述べたように、光の屈折を利用して平面部から均一な出射光として取り出す面発光装置の照明の為に、表面不良が少しでもあると点灯時に異常な散乱光を発生させ非常に目立ちやすくなる。このような光学シートの場合、手垢を取り除く洗浄での修正をすると、さらに汚れを広げることとなり、その製品全体がスクラップとなるため、コスト的に大きな損失となる。
【００１３】
また、この様に汚れに対する製品価値の低下が大きいため、フロントライトユニットや両面発光パネルのような商品には、必ずガラス板等の保護カバーが必要となり、製品としての製造コストも高くつくとの課題もあった。
【００１４】
その課題を解決するために、特許文献１では、エッジライト型面発光装置として、外側に面する光拡散シートを４０％未満の光沢度を持つマット形状を有するものとし、表面に付着した指紋の隠蔽性を向上させるものが紹介されている。
【００１５】
また、特許文献２では、両面が発光するエッジライト型面発光装置が紹介されており、外面板の表面には指紋付着防止加工を施すとある。詳細な説明はされていないが、樹脂中に粒子を練り込む手段、ブラスト加工による手段で、表面に凹凸を形成する方法と推察される。
【００１６】
確かに、このような方法であれば、指紋がついても目立たなくはなり、拡散シートには採用できる。しかし、樹脂に粒子を練り込む方法とか、表面に凹凸を形成させる手段は、全体の表面屈折率を大きく変化させるため、光が裏側から表側に通り抜ける拡散シートには採用できても、光を端面より導いて平面全体を均一に光らす導光板には適切な方法ではない。
【００１７】
また、特許文献３には、面光源装置及び画像表示装置の光学シートの光学機能発現部に優れた耐指跡性（指跡付着防止性）を付与するものとして、透光樹脂にケイ素系化合物及びフッ素系化合物から選ばれる防汚剤を３重量％以上含有することで、皮脂に起因する指跡がつき難くなり、耐指跡性が向上すると紹介されている。
【００１８】
確かに、シリコンオイル系のケイ素系化合物や、界面活性剤であるフッ素系化合物から選ばれる防汚剤を使用することで、光学シート表面の指紋付着防止を施すことは可能と思われる。
【００１９】
しかし、液体状の防汚剤で、紫外線硬化タイプの透光樹脂への添加剤でもあり、用途が制限され、一般的に導光板として使用されるスクリーン印刷用の溶剤型のスクリーンインキに添加剤として採用するには、硬化条件に大きな違いがあり、また、スクリーン印刷可能なインキへの粘度調整の問題や、さらには、硬化後でのドット表面への液状物のブリードによる光屈折率の変化等があり、均一な光の取り出しが困難である課題を有していた。
【００２０】
また、透光基板の素地表面に手垢や指紋の汚れが付着しないドット印刷が可能であったとしても、ドット自体への手垢がつかなくなるだけである。すなわち、ドット間隔が大きく、素地の部分が広くなると、その素地面に、工程作業での導光板を取り扱う時に、手垢や指紋等の汚れが付くことで輝度が変化してしまうため課題の解決には至らなかった。
【００２１】
ドット間隔に関する従来技術として、特許文献４に、ひとつのドットの中心から最接近するドットの中心までの距離が０．４ｍｍ以上で１．５ｍｍ以下との記載も見受けられるが、透光基板の透光性を重視して、１．５ｍｍ以下としたのは均一な輝度を確保するためで、０．４ｍｍ以上としたのは消灯時でのドットの目視確認での有無を評価するもので、すべてのドットが前記距離間で導光板全面を覆う導光板ではなく、また、輝度の均一化を考慮して印刷面積率をパターン配列化により増減させると、導光板の透光基板面がむき出しとなる個所が多くなるとも考えられる。
【００２２】
また、この文献ではドット自体への手垢のつかない工夫は無く、透光基板素地面のみならず、ドット印刷層にも手垢とか指紋の汚れが付くことが考えられ、汚れ部分の輝度が変化して見苦しくなる問題は解決できていない。
【００２３】
また、特許文献５には、ドットパターンを構成するドットの望ましい間隔について検討されており、アクリル板等の印刷基材の厚さよりも大きなドット間隔にすると、光が導光板の外部に飛び出さない部分が生じるため、導光板全面からの均一な光を取り出すためのドット間隔は、印刷基材の厚さ以下であることが望ましい、と記載されている。
【００２４】
確かに、光の屈折角度が約４５度であり板厚以上のドット間隔では暗くなる部分が発生するように推論できるが、実際はドットにより広く拡散される光で暗くなる部分を無くすことは可能であり、また、均一な輝度を確保する狙いのもので、一部分的な条件となる。すなわち、すべてのドットが前記距離間で導光板全面を覆うものではなく、また、輝度の均一化を考慮して印刷面積を増減させると導光板の板厚によっても透光基板面がむき出しとなる個所が多くなると考えられる。
【００２５】
また、特許文献４同様に、ドット自体への手垢のつかない工夫の記載は無く、透光基板素地面のみならず、ドット印刷層にも手垢とか指紋の汚れが付くことが考えられ、汚れ部分の輝度が変化して見苦しくなる問題は解決できていない。
【００２６】
また、従来のシルクスクリーン印刷による導光板３となる透光基板１２の印刷面１３への従来拡散インキ１４での塗布状態は、図１６に示す断面となっている。すなわち、光拡散物粒子１６と、増粘剤や消泡材や防汚剤を含む添加剤１７と、溶剤を含むバインダー樹脂とから構成されており、乾燥工程にて溶剤を揮散させると、図１７で示す様に、その揮発する分、厚みが減少するが、比較的大きな径を有する光拡散物粒子１６が抵抗体となって表面に凹凸の乱反射面を形成することにより光拡散用のドットを形成するものであった。
【００２７】
光拡散物粒子１６としては、酸化チタンを含むものもあったが、一般的にはバインダー樹脂１５と光屈折率が類似した酸化ケイ素やガラスビーズやアクリル樹脂ビーズ等の大きな粒子を使用することが多かった。
【００２８】
従来においては、導光板用の拡散インキ自体への手垢や指紋の汚れ付着防止のための手段は一切されておらず、また、先の文献にも印刷されるドット自体への手垢や指紋が付かない工夫は記載されていない。よって、製品完成後のみならず、製造工程での取り扱い時にドット印刷面にも手垢とか指紋の汚れが付くことが考えられ、特に導光板においては汚れ部分の輝度が変化してより見苦しくなるにもかかわらず、手垢や指紋の汚れが付着により不良となる課題は解決されていない。
【００２９】
本発明は、スクリーン印刷用のインキに手垢や指紋等の汚れが付かない機能を持たせ、導光板の印刷層および透光基板素地表面を含む全面での手垢や指紋の汚れ付着防止ができる、新しい機能を持つ導光板と面発光装置とその製造方法として開発したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】特開２０１３−２０６８１３号公報
【特許文献２】特開２０１４−６７５５１号公報
【特許文献３】特開２０１６−２８２８０号公報
【特許文献４】特開２０１８−６３４１４号公報
【特許文献５】特開２０１４−１９４８８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
以上の特許文献１から３に示したように、光学シート類への手垢や指紋等の汚れは、光に照らされることで顕著に目立ちやすくなるため、手垢や指紋の汚れが目立ちにくくするか、又は、付きにくい手段が必要となる。プリズムシート等の拡散シートに採用されている樹脂中に粒子を練り込む手段や、ブラスト加工による表面にマッド状の凹凸を形成するのは手垢や指紋が付いても目立たなくする手段である。しかし、このような方法は、全体の表面屈折率を大きく変化させるため、端面からの光を導いて平面全体を均一な光として取り出す導光板には採用できない。
【００３２】
また、シリコンオイル系のケイ素系化合物や、界面活性剤であるフッ素系化合物の防汚剤液を使用することで光学シート表面の指紋付着防止を施す手段については、液体状であり、紫外線硬化タイプの透光樹脂への添加剤でもあり、スクリーン印刷用の溶剤型スクリーンインキには、硬化条件や粘度調整等での問題や、さらには、液状物のブリードによる光屈折率の変化等が課題となり、やはり導光板には採用できない。
【００３３】
よって、現時点においては、導光板表面を処理できる適切な防汚剤は無く、拡散層となるドットを透光基板面にスクリーン印刷工法で形成する際、手垢や指紋の汚れが付かない方法の技術開発が大きな課題となっていた。
【００３４】
また、透光基板の素地表面に手垢のつかないドット印刷ができたとしても、ドット自体への手垢が付かなくなるだけで、ドットとドットの間には素地の部分が残り、その面積が広いと、その素地面に、手垢や指紋の汚れが付き導光板表面の輝度が変化する課題もある。
【００３５】
そこで、本発明は、従来の上記の課題を解決するため、導光板の表面全体をきめ細かく覆うドット等の印刷をし、導光板表面全体から均一な光を取り出せるようにすると共に、スクリーン印刷用インキ組成物を改良することにより、導光板取り扱い時での手垢や指紋の汚れが付きにくくし、汚れにより輝度が変化し難い導光板、または、それを用いた面光源装置、及び、その導光板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
前記課題を解決するために、本発明の第１の態様にかかる導光板は、両主面を有する透光基板の少なくとも一方の主面全体に、複数の印刷されない略円形状のホールを有する印刷層、又は、複数の印刷された略円形状のドットでなる印刷層を備え、前記印刷層は、透光性を有するバインダー樹脂と、前記バインダー樹脂より大きな光屈折率を持つ光拡散物質粒子と、前記バインダー樹脂と光屈折率が近似し、疎水基を結合させた無機物粒子と、を含むものである。
【００３７】
この構成によれば、印刷されない部分は光を拡散しないので非発光部で、印刷された部分が発光部となり、印刷面積によって輝度のコントロールが容易となる。また、印刷層に含まれるバインダー樹脂より大きな光屈折率を持つ光拡散物質が、導光板内に導かれた光を拡散及び乱反射させることで必要な輝度強度を確保し、光拡散物質の所定の含有量により安定した輝度を持つ発光部を提供するものである。なお、手垢や指紋の汚れ付着防止効果を有する疎水基を結合させた無機物粒子は、屈折率がバインダー樹脂と近似しており光の拡散効果は無く、円滑な表面を形成するように働き、印刷された発光部の表面には無機物粒子に結合した疎水基が表面に出現するため手垢や指紋の汚れ付着防止効果を与え、汚れの付着を抑制するものである。
【００３８】
なお、本発明において「導光板」という用語は、通常の意味での「板」状体に限らず、「シート」、「フィルム」など、厚みがより小さいもの、あるいは柔軟に屈曲するものをも包含するものとして用いられる。また、本発明において「光透過性」は、無色で光を透すものに限られるものではなく、例えば着色されつつも、なお光を透過するものなど、一般に光を部分的に散乱又は吸収しつつも、なお透過する性質を保持するものを広く包含する。また、「印刷層」とは少なくとも一方の主面における印刷する範囲全体を示し、「発光部」と「非発光部」のどちらも含むものである。「発光部」とは、印刷層の実際印刷物が形成された部分、すなわち、前記主面の素地面部を覆うドット形成部、又は、ホール部以外の部分を示し、「非発光部」とはドット形成部外面、又は、ホール内面の印刷物が形成されていない主面素地部分をいう。
【００３９】
本発明の第２の態様にかかる導光板は、前記ホールは、一つ一つが独立するもので、所定の条件でパターン配列して形成され、前記複数のホール内面は、前記透光基板の主面素地部となるものである。
【００４０】
この構成によれば、印刷層のホールが一つ一つ独立することで、各ホール内面が透光基板の主面素地部であり非発光部となるので、発光部と非発光部との区別が明確となる。印刷層の中でも非発光部の面積比率を入光端面から離隔端面へパターン配列させるのに計算で求めやすく都合がよい。すなわち、主面各部における印刷層面積に対する発光部の面積比率と光の輝度強度とは比例関係を有するので、非発光部である主面素地部のホール内面の総面積と発光部の実面積を計算で求め論理的に比率変化させることが可能であり、透光基板の表面においてホールの数と、ひとつひとつの面積との総和により所定の条件のパターン配列設計ができ、容易に導光板表面の輝度と均一性をコントロールすることができる。
【００４１】
本発明の第３の態様にかかる導光板は、前記ドットは、一つ一つが独立するもので、所定の条件でパターン配列して形成され、前記複数のドット形成部外面は、前記透光基板の主面素地部となるものである。
【００４２】
この構成によれば、印刷層のドットが一つ一つ独立し、ドットが発光部でドット形成外面部が透光基板の主面素地であり非発光部となっており、発光部と非発光部とが明確に区別され、非発光部となる面積比率を入光端面から離隔端面へパターン配列を計算で求めやすく都合がよい。すなわち、発光部であるドットの総面積と非発光部のドット形成外面部との実面積を計算で求め論理的に比率変化させることにより所定の条件のパターン配列設計が可能で、容易に導光板表面の輝度と均一性をコントロールすることができる。
【００４３】
本発明の第４の態様にかかる導光板は、印刷された前記ドット以外の主面、又は、印刷されない前記ホールは、前記印刷層の厚み寸法に対し３００倍の径寸法となる仮想円を前記透光基板の主面に描くことができない、ドット又はホールの大きさにしたものである。
【００４４】
この構成であれば、導光板を不用意に指先で触れても、ドットの外面壁、又は、ホールの内面壁が抵抗体となって、主面素地面にまで指の皮膚が届くことがないので、導光板全面での手垢や指紋の汚れの付着を防止できる。
【００４５】
その根拠は、印刷された発光部のホール上面に人の指が触れて、ホールの内面の主面素地部にまで届くホールの大きさを計算で求めたものである。すなわち、人の指先の表面円弧を半径５０ｍｍとし、発光部の印刷層厚みが２μｍであれば、ホール内面の主面素地部に触れるには約９００μｍのホール径となる計算となる。また、発光部の印刷層の厚みが４μｍであれば１２６０μｍの径のホールとなる。よって発光部印刷層の厚みの約３００倍のホール径以下であれば、ホールの壁面が抵抗となって人の指先の皮膚が直接主面素地部に届くことはないと言える。また、ドットの発光部印刷層厚みにおいても、ドット３点以上で挟まれる透光基板の主面素地部に３００倍の径の大きさの円を描くことができないドット間隔であれば、同様に、ドット外周面部での３点の壁面が抵抗となって人の指先の皮膚が直接主面素地に届くことはないと言える。
【００４６】
なお、発光部を形成する印刷面については、疎水基を結合させた無機物粒子が手垢や指紋の汚れ付着防止効果を有しており、汚れの付着を抑制するものである。
【００４７】
本発明の第５の態様にかかる導光板は、前記疎水基を結合させた無機物粒子を、合成非晶質シリカのひとつである疎水性フュームドシリカとしたものである。
【００４８】
この構成によれば、合成非晶質シリカのひとつである疎水基を結合させた疎水性フュームドシリカは、導光板素材やバインダー樹脂であるアクリル系樹脂の光屈折率とほぼ同じで、光の透過を邪魔することなく透光性を維持される。
【００４９】
また、合成非晶質シリカのひとつである疎水基を結合させた疎水性フュームドシリカは、乾燥後の印刷層膜状態では、疎水基が印刷層の発光部表面に頭を出し疎水性としての効力を発揮するので、手垢や指紋の汚れ付着防止効果を持つことになる。また、市販されている汎用性のある無機物粒子で比較的安価であり、また、個体であるので、液状の添加物のようなブレード現象等の光屈折率を変化させる表面への悪影響はない。
【００５０】
さらに、疎水性フュームドシリカはスクリーン印刷用インキの溶液内に含有されるとチキソトロピー特性を発揮し、インキ性状に必要なタレを防止すると共に、乾燥工程時の溶剤を揮散させる折にはインキ表面を滑らかにする働きをすることで、光を拡散する余計な凹凸を形成することがない。
【００５１】
本発明の第６の態様にかかる導光板は、前記バインダー樹脂と前記光拡散物質粒子と前記疎水性フュームドシリカとの総重量を印刷層重量とした時、前記印刷層重量に対して、前記疎水性フュームドシリカが５ｗｔ％以上で３５ｗｔ％以下の量を含むものである。
【００５２】
この構成にすれば、本発明の課題である手垢や指紋の汚れが付かない導光板として、疎水性フュームドシリカの疎水性効果を十二分に発揮させることができる。すなわち、疎水性フュームドシリカの混合量はバインダー樹脂等の印刷層重量に対して５ｗｔ％以上となると発光部面に手垢や指紋の汚れが付きにくくなり、５ｗｔ％以下では十分な手垢や指紋の汚れ防止効果が発揮できない。また、疎水性フュームドシリカの混合量がバインダー樹脂等の印刷層重量に対して３５ｗｔ％以上では印刷物が脆くなりスクリーン印刷が可能なインキ性状とならない。
【００５３】
なお、本発明においての「印刷層重量」とは、揮発物を揮散させた乾燥後のインキ残渣分であり、スクリーン印刷用インキの成分量のうち溶剤分量を除く重量である。すなわち、バインダー樹脂と光拡散物質粒子と無機物粒子とその他の微量の添加剤を含む量を示す。
【００５４】
本発明の第７の態様にかかる導光板は、前記バインダー樹脂が、アクリル樹脂を主成分とするものである。
【００５５】
この構成にすれば、透光性を有する透光基板と同じ光屈折率を持つアクリル樹脂であり、透光基板の主面と印刷層との界面で光を屈折させることも無く、乱反射させることも無いので、透光性を維持することができ、密着性も良い。
【００５６】
本発明の第８の態様にかかる面発光装置は、請求項１から７のいずれかに記載された導光板と、前記透光基板の両主面と接する端面に配置された光源と、前記導光板の前記一端面と前記光源とを支持するハウジング体からなる固定治具体とを備えたものである。
【００５７】
この構成によれば、両主面を有する透光基板と、前記透光基板の少なくとも一方の主面全体に、複数のドット又はホールでの発光部と非発光部とを有する印刷層を備え、前記発光部が、手垢や指紋の汚れ付着防止効果を持ち、前記バインダー樹脂とほぼ同じ光屈折率を有する疎水基を結合させた無機物粒子とを含むことで、透光基板の全面に印刷層がきめ細かく形成されることで輝度の均一性と安定化が可能となり、さらに、印刷層で手垢や指紋の汚れが付着するのを防止することができる。よって、透光基板の両面に印刷膜を形成させた導光板を面発光装置としてもちいれば、拡散シートや、表面の汚れ防止用の保護カバーは必要としなくなる。
【００５８】
本発明の第９の態様にかかる導光板の製造方法は、透光性を有する前記バインダー樹脂と前記バインダー樹脂より大きな光屈折率を持つ光拡散物質粒子とを混合してスクリーン印刷用拡散インキを作成する第一工程と、チキソトロピー特性を有する無機物粒子と溶剤とを混合して前記スクリーン印刷用拡散インキと同程度の粘度に調合した溶液組成物を作成する第二工程と、前記スクリーン印刷用拡散インキと前記溶液組成物とを混ぜ合わせ複合物インキを作成する第三工程と、前記複合物インキを用いて両主面を有する透光基板の少なくとも一方の主面上にスクリーン印刷工法で印刷塗布する第四工程と、前記複合物インキの溶剤等の揮発物を揮散して固形化する第五工程と、により前記透光基板の表面に複数のドットでなる印刷層、又は、複数のホールでなる印刷層を備える導光板を形成し、前記チキソトロピー特性を有する無機物粒子を合成非晶質シリカのひとつで、疎水基を結合させた疎水性フュームドシリカを印刷層の表面に分布するようにしたものである。
【００５９】
この構成によれば、スクリーン印刷用拡散インキに疎水性フュームドシリカを多量に含む溶剤組成物を混ぜることで、印刷層重量に対して、多くの割合で疎水性フュームドシリカを含有させることが可能となり、乾燥後の印刷層膜状態では、疎水基が印刷層の発光部表面に分布するようになり頭を出し疎水性としての効力を発揮するので、手垢や指紋の汚れ付着防止効果を持つことになる。
【００６０】
また、増粘性やチキソトロピー性を改良する合成非晶性シリカのひとつである疎水性フュームドシリカを無機物粒子として選定することで、印刷用の複合物インキはバインダー樹脂中のモノマー成分や溶剤を大量に含んでいても増粘特性を持ちチキソトロピー性を保持するので印刷性を悪化させることがない。
【００６１】
また、スクリーン印刷工程でのインキ塗布後の乾燥工程で、多く含ませた溶剤成分等の揮発物を揮散させるので印刷層の厚みを薄く制御することができる製造方法となる。また、この製造方法では、増粘性やチキソトロピー性を改良する疎水性フュームドシリカの効果として、乾燥工程時には常に表面を滑らかにする働きをするので乾燥後も印刷層表面は凹凸の形成が少なく、導光板として表面での余計な光拡散効果を抑制することができる。
【００６２】
すなわち、バインダー樹脂より大きな光屈折率を持つ光拡散物質粒子を含む導光板へのスクリーン印刷用拡散インキに、溶剤とチキソトロピー特性を有する無機物粒子とを混合し粘度調整した溶液組成物を、個々にブレンドすることで、乾燥により溶剤を揮散させた後の印刷層重量に対し、従来出来なかった分量の疎水性フュームドシリカの混合が可能となる。このことは、印刷層の発光部表面には、比較的多くの疎水基を結合させた疎水性フュームドシリカの疎水性部が出現形成することになり、手垢や指紋の汚れ付着防止効果が発生することが大きな特徴となる。
【発明の効果】
【００６３】
以上の通り、本発明によれば、発光部と非発光部とを有する印刷層が導光板表面全体をきめ細かく覆うことで、導光板全体の適度な輝度強度を持ち、均一で安定した発光面となり、しかも、表面全体が人の手垢や指紋の汚れが付着しにくい導光板となる。また、それを用いた面発光装置は光拡散シートや保護カバーを必要とせず安価となる。さらに、通常のスクリーン印刷工法で、容易に適度な輝度強度と均一性を有し手垢や指紋の汚れが付きにくい導光板の製造ができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第一実施形態による導光板をフロントライトユニットとして用いられた面発光装置の一例を示す概略断面構成図である。
【図２】本発明の第一実施形態による導光板部分の縦断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態による導光板の複数のホールをパターン配列により形成した印刷層からなる発光部の一例を示す平面図である。
【図４】本発明の第一実施形態による導光板の複数のホールの一部を示す拡大平面図である。
【図５】本発明の第一実施形態による導光板の複数のホールの一部を示す拡大断面図である。
【図６】本発明の第二実施形態による導光板をピクトグラムに用いられた両面発光可能な面発光装置の一例を示す概略断面構成図である。
【図７】本発明の第二実施形態による導光板の部分の縦断面図である。
【図８】本発明の第二実施形態による複数のドットのパターン配列により形成した印刷層からなる発光部の一例を示す平面図である。
【図９】本発明の第二実施形態による複数のドット部の一部を示す拡大平面図である。
【図１０】本発明の第二実施形態による複数のドット部の一部を示す拡大断面図である。
【図１１】本発明の複合物インキを用いてスクリーン印刷で透光基板面に塗布したインキ状態を示す拡大断面図である。
【図１２】本発明の複合物インキを用いてスクリーン印刷して乾燥した発光部のインキ固形分の状態を示す拡大断面図である。
【図１３】従来技術による代表的な面発光装置の構成を示す概略図である。
【図１４】従来技術による代表的な光拡散用ドットを形成した導光板の縦断面図である。
【図１５】従来技術による代表的な光拡散用ドットを形成した導光板の平面図である。
【図１６】従来技術の導光板用拡散インキを用いてスクリーン印刷で透光基板に塗布したインキ状態を示す拡大断面図である。
【図１７】従来技術の導光板用拡散インキを用いてスクリーン印刷して乾燥したインキ固形分の状態を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
以下、本発明の第一実施形態について、図１から図５を参照にしつつ説明する。
【００６６】
図１は本発明の第一実施形態による導光板をフロントライトユニットとして用いられた面発光装置の一例を示す概略断面構成図であり、図２は本発明の第一実施形態による導光板部分の縦断面図であり、図３は本発明の第一実施形態による導光板の複数のホールをパターン配列により形成した印刷層からなる発光部の一例を示す平面図であり、図４は本発明の第一実施形態による導光板の複数のホールの一部を示す拡大平面図であり、図５は本発明の第一実施形態による導光板の複数のホールの一部を示す拡大Ａ−Ａ断面図である。
【００６７】
図１に例示する第一実施形態の面発光装置３１は、例えば写真、絵画、あるいは反射板を有する液晶画面等の不透光な被表示体３２を、上方から照射する発光器具３３と、ハウジング体からなる固定治具体３４とで構成されている。
【００６８】
発光器具３３は、導光板３５と、ＬＥＤ光源３６とを有しており、導光板３５の両主面と接する端面の入光端面部３７に配置されたＬＥＤ光源３６の光が、導光板３５の入光端面部３７より導光板３５内部に照射される構造となっている。導光板３５は、例えば透光性のあるアクリル樹脂からなる透光基板３８と、透光基板３８の両主面のうち、透光性のない被表示体３２に対向する下面３９とは反対の上面４０に、スクリーン印刷法により非発光部となる主面素地部５３と発光部４２とで形成された印刷層４１が構成されている。
【００６９】
なお、透光基板３８は、導光板３５の本体部であるので、時に、両者を区別することなく記載する場合がある点に注意されたい。以下の説明では、一例として、透光基板３８は透光性のあるアクリル樹脂板であるとする。
【００７０】
ハウジング体からなる固定治具体３４は、導光板３５とＬＥＤ光源３６からなる発光器具３３を一体に固定するとともに、ＬＥＤ光源３６や導光板３５の面を保護する役目を持つもので、ハウジング体からなる固定治具体３４の表開口部４３には透光の保護カバー４４が取り付けられ、裏開口部４５には裏板４６が留め金４７により取り付けられてある。ハウジング体からなる固定治具体３４の内部にある不透光な被表示体３２を取り替えたい場合には、この留め金４７をはずして裏板４６を開口して取り換えることができる。
【００７１】
なお、透光の保護カバー４４については、傷つきや破損防止として、念のために取り付けてはいるが、手垢や指紋等の汚れを防止するためだけであれば、導光板３５自体が手垢や指紋等の付着防止効果を有するため必要はなく、手の届かない高い場所等に設置する場合には保護カバー４４を外して使用することができるようになっている。
【００７２】
ＬＥＤ光源３６は、電源コード４８によりＯＮ−ＯＦＦスイッチ４９と変圧器５０とコンセント５１とに連結されている。
【００７３】
第一実施の形態の導光板３５は、透光基板３８の上面４０全体を非発光部となる主面素地部５３と発光部４２とを持つ複数のホール５２で構成する印刷層４１をスクリーン印刷で形成したものである。この発光部４２は、アクリル樹脂等の透光性のバインダー樹脂と、バインダー樹脂より大きな光屈折率を持つ光拡散物質粒子と、手垢や指紋の汚れ付着防止効果を有する疎水基を結合させた無機物粒子と、溶剤とを含むスクリーン印刷用の複合物インキを用いて印刷し、印刷処理後に乾燥処理で溶剤を揮散させて形成したものである。
【００７４】
図２と図３で示す様に、導光板３５の上面４０全体には、スクリーン印刷法により、非発光部となる主面素地部５３の複数のホール５２とその周りの発光部４２とからなる印刷層４１が形成されている。また、ＬＥＤ光源３６に対向する入光端面部３７は鏡面仕上げされ、他の側２つの側壁端面と離隔端面部５４には反射テープ５５が貼り付けられている。
【００７５】
また、印刷層４１にあるホール５２は一つ一つが独立してなり、複数のホール５２内面の非発光部となる主面素地部５３は透光基板３８の主面素地が露出してなるものである。
【００７６】
また、透光基板３８主面の上面４０全体が概ね印刷層４１となるが、印刷層４１に対する複数のホール５２内面の非発光部となる主面素地部５３の面積比率が、ＬＥＤ光源３６に面する入光端面部３７から、対向する離隔端面部５４に向かって徐々に減少する条件で透光基板３８の上面４０全体に複数のホール５２がきめ細かにパターン配列されてある。
【００７７】
なお、ここでは印刷層４１にある複数のホール５２内面は、透光基板３８の主面素地部５３となる非発光部を形成させたが、スクリーンインキ内の光拡散物質の量を調整さえすれば、複数のホール５２の位置に複数のホール５２と同じ大きさのドット形状を形成させ、入光端面部３７と離隔端面部５３とを反転させ取り付ければ、ほぼ同じ効果が得られる。本実施例では、導光板３５の全体面が手垢や指紋等の汚れが付かない様に確実に覆われることを狙い、複数のホール５２のパターン設計を事例としてあげているが、複数のドットによるパターン設計でも主面全体がきめ細かく覆われていれば問題はなく、複数のホール５２に限定するものではない
【００７８】
また、図４は、本発明の第一実施形態による導光板の複数のホール５２の一部を示す拡大平面図で、図３中に示す（Ｍ）の囲い部を拡大して示すものである。図５は、本発明の第一実施形態による導光板の複数のホール５２の一部を示す拡大断面図で、（Ｍ）囲い部のＡ−Ａ断面を示している。
【００７９】
印刷層４１に形成した複数のホール５２内面の非発光部となる主面素地部５３に描く仮想円５６径の大きさ（Ｗ）は、発光部４２の厚み、すなわち印刷層４１の厚み寸法（ｔ）に対して３００倍以下の寸法とした。実際の試作実験においては、発光部４２の厚み（ｔ）は、１μｍから７μｍ程度となり、最大値である７μｍの発光部４２の厚みであれば、ホール内の非発光部となる主面素地部５３の面の大きさは２．１ｍｍ以上の径の大きさの円が描けない大きさに止めておく必要がある。その根拠は、発光部４２のホール５２上面に人の指が触れて、ホール５２の内面の素地にまで届くホール５２の大きさを計算で求めたものである。
【００８０】
また、バインダー樹脂より大きな光屈折率を持つ光拡散物質粒子は酸化チタンの粒子とした。酸化チタンの光屈折率は約２．７であり、導光板材やバインダー樹脂として使用されるアクリル樹脂等の光屈折率の約１．４７に比べ２倍近く大きく、バインダー樹脂内に埋没されていても、その境界部分で光が屈折及び反射し、酸化チタン粒子の界面で効率よく発光することになる。
【００８１】
また、主面全体に手垢や指紋の汚れを防止するためには、できるだけ透光基板の主面全体をきめ細かく防汚処理効果のある印刷層で覆う必要があり、光拡散物質粒子は粒子径が小さく混合量を少なくして、輝度を均一にコントロールする。
【００８２】
また、バインダー樹脂と光屈折率が近似し、疎水基を結合させた無機物粒子としては合成非晶質シリカのひとつである疎水性フュームドシリカを選定した。合成非晶質シリカには乾式法シリカと湿式法シリカとがある。乾式法シリカも湿式法シリカも一次粒子径は数ｎｍの大きさであるが、湿式法シリカは凝集力が強く数μｍの粒子径の二次粒子として存在し、プラスチックやゴム等の合成樹脂の補強材や艶消し等の充填剤、及び、水分吸着力を利用して乾燥剤に応用されている。
【００８３】
一方、乾式法シリカは別名フュームドシリカと呼ばれ、緩い凝集性を有し液体への分散性に優れており、液体中に添加するとシリカ表面のシラノール基が互いに水素結合することにより液体中で三次元の網目構造を形成してその組成物液の粘度は高くなりチキソトロピー特性を付与し、沈降を抑え液体の垂れを防止するのに利用されている。
【００８４】
フュームドシリカの表面には、親水性のシラノール基（Ｓｉ−ＯＨ）と疎水性のシロキサン（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）が存在するが、そのままではシラノール基が勝り水との相溶性が良く水溶性の液体に溶け込みやすい。しかし、一般的に、導光板に用いるスクリーン印刷用インキは溶剤タイプであるので、疎水性フュームドシリカに改質して用いる。疎水性フュームドシリカはシラノール基をクロロシラン類等のシラン化合物と反応させることにより、（化学式１）から（化学式３）で示す疎水基を結合させたものである。市販されている疎水基を結合させた疎水性フュームドシリカとしては、日本アエロジル社製のＲ９７２、Ｒ９７４、Ｒ８０９、Ｒ８１２、Ｒ２０２、等がある。
【００８５】
0006818285.tif 000002
0006818285.tif 000003
0006818285.tif 000004
【００８６】
クロロシラン類等のシラン化合物としては、ジメチルシリル、トリメチルシリル、ジメチルポリシロキサン、ジメチルシロキサン、アミノアルキルシリル、アルキルシリル、メタクリルシリル、等の中から選ばれるものである。
【００８７】
一般的に、フュームドシリカは親水性、疎水性を問わず、チキソトロピー効果を期待して塗料やインキの液体組成物の粘度調整やたれ防止剤として用いられ、その量は比較的少量で効果があることから、バインダー樹脂と光拡散物質粒子と疎水性フュームドシリカとの総重量を印刷層重量とした時、その印刷層重量に対して１ｗｔ％以下の混合量であった。しかし、手垢や指紋の汚れ付着防止効果についての公知例は無く知られていない。本発明においては、疎水性フュームドシリカの疎水性効果をさらに発揮させ、手垢や指紋の汚れ防止効果に繋げるために、疎水性フュームドシリカの混合量は印刷層重量の重量に対して、５ｗｔ％以上で３５ｗｔ％以下の混合量となるように調合した。
【００８８】
次に、このようなフロントライトユニット構造の面発光装置３１における光の動きと、導光板３５としての機能的な特徴を説明する。
【００８９】
まず、コンセント５１を商用電源につなぎ、ＯＮ−ＯＦＦスイッチ４９をＯＮにすると直流変圧器５０で直流１２Ｖに変化した電圧が電源コード４８に繋がったＬＥＤ光源３６に加わり点灯する。
【００９０】
ＬＥＤ光源３６に面する入光端面部３７から導光板３５内に進入した入射光は、アクリル樹脂と空気との屈折率の関係から全反射を導光板３５内で繰り返すことにより、また、離隔端面部５３及び側壁端面部に到達した光は反射テープ５５で反射し導光板３５内に跳ね返されることにより、通常はアクリル樹脂の導光板３５内部に閉じ込められる。
【００９１】
しかし、不透光な被表示体３２に対向する面の反対側の導光板３５の上面４０全体に形成された複数のホール５２持つ印刷層４１の発光部４２の中に含まれる光拡散物質粒子に光が当たると、この光は拡散及び乱反射し、導光板３５の上下に分散して一部が出射光として飛び出すことになる。
【００９２】
下面３９に飛び出した光は、不透光の被表示体３２にあたり、被表示体３２の表面を明るく照らし、かつ上方に反射される。反射された光は、導光板３５を鋭角に通り抜け、また発光部４２の印刷層４１の厚みが１μｍから７μｍ程度で薄く、光拡散物質の含有量もバインダー樹脂量に対して１％以下と少なく、粒子径も２μｍ以下と小さいので、大きく減衰されることがなくほとんどの光は通り抜け、よって、被表示体３２で反射された光は、被表示体３２全体のきれいな画像として視認される。
【００９３】
ただし、拡散光の場合には、発光部４２内の一つの光拡散物質粒子に光が衝突すると拡散及び乱反射により光が大きく広がることになり導光板３５の面を広く光らせることになる。また、発光部４２内の光拡散物質粒子に衝突しない光は、バインダー樹脂と空気との界面で全反射することになるので、発光部４２の無い非発光部となる主面素地部５３の複数のホール５２の面と同様に、離隔端面部５４に向かって進む。
【００９４】
すなわち、光拡散物質粒子の粒径が小さくて含有量が少なく、印刷された発光部４２が薄くて表面にはほとんど凹凸がないので、発光部４２が導光板３５全面を占めていても、光拡散物質粒子に衝突しない光は全反射することで、さらに奥へ光を送る機能が残り、均一で安定した面発光体となりうる。
【００９５】
また、直接上方に向かう光は、ＬＥＤ光源３６からの直接的な光でなく、光拡散物質粒子である酸化チタンの粒子により拡散及び乱反射された光であり、逆光としての被表示体３２の画像の視認性への悪影響を抑制するものである。よって、点灯時も消灯時も透光度は良好であり、フロントライトユニットとして面発光装置３１の役割を十分担うものである。
【００９６】
また、印刷層４１の発光部４２に含まれる光拡散物質を光の屈折率が高い酸化チタンとすることで、バインダー樹脂内に埋没していても光を反射し拡散する効果を得る。すなわち、酸化チタンの光屈折率は約２．７であり、導光板材やバインダー樹脂として使用されるアクリル樹脂等の光屈折率の約１．４７に比べ２倍近く大きく、バインダー樹脂内に埋没されていても、その界面部分で光が拡散及び乱反射するため酸化チタンの粒子の界面で効率よく全方位に向かい発光することになる。なお、光屈折率の高い他の光拡散物質粒子としては、酸化鉄、酸化銅、酸化亜鉛、カーボン等が考えられるが、安全性と色目と透光性で酸化チタンが最も優れるが限定するものではない。
【００９７】
また、複数のホール５２内面の透光基板３８の主面素地部５３の非発光部の大きさが、発光部４２の厚みに対し３００倍以上の径の仮想円５６を描くことができないホール５２内面としたのは、導光板３５を不用意に指先で触れても、複数のホール５２の内面壁が抵抗となって、主面素地面にまで指の皮膚が届くことがなく、手垢や指紋の汚れの付着を防止できるからである。
【００９８】
その根拠となるのは、先にも述べたように、発光部４２のホール上面に人の指が触れてホールの内面の素地に届くホールの大きさを計算で求めたもので、ここでは説明を省略する。
【００９９】
よって、発光部４２の印刷層４１厚み（ｔ）に対し３００倍の径で仮想円５６を描くことができない非発光部となる主面素地部５３を備える、すなわち、仮想円５６よりも小さな複数のホール５２内面径寸法（Ｗ）を有する印刷層４１で導光板３５全面をきめ細かく覆えば、ＬＥＤ光源３６の点灯時には均一で安定した面発光体となると共に、複数のホール５２内部に露出する透光基板３８の素地面も、発光部４２面上も疎水基を結合させた無機物粒子の効果により汚れの付着防止ができ、手垢や指紋が付かない導光板となる。
【０１００】
また、印刷層４１からなる発光部４２の厚み（ｔ）は、１μｍ以上で７μｍ以下で形成する。発光部の厚みが１μｍ以上であれば、ほぼ光拡散物質の径以上の高さとなり、表面で光を屈折させる凹凸を形成することが少なくなる。また、７μｍ以上となると、発光部４２の一定面積内に含まれる光拡散物質の量が多くなり、拡散及び乱反射が過剰に発生し発光の均一化が崩れ、透光度が低下するためであるが、手垢や指紋等の汚れが付かない効果には、特に影響するものではなく、ここで限定するものではない。
【０１０１】
ただし、本発明の場合、溶剤が多く含まれるインキを使うスクリーン印刷製法となるので、従来の印刷発光部の高さに比べると本発明の印刷層４１発光部４２の厚みは薄くなり、光拡散物質粒子の量も少なくなるが、輝度強度の低下を抑えるためには、導光板３５の表面全体に複数のホール５２を有する印刷層４１からなる発光部４２をきめ細かく覆うことで対応できる。よって、発光部の厚みが薄く、光拡散物質粒子の量が少なく透光度が高くなる分、フロントライトユニットとしての機能は高くなりメリットが大きい。
【０１０２】
さらに、疎水基を結合させた無機物粒子として、合成非晶質シリカのひとつである疎水性フュームドシリカとしたのは、屈折率が約１．４６で、導光板素材やバインダー樹脂であるアクリル系樹脂の光屈折率１．４７と比べると近似しており、多くの量を含んでも光の透過を邪魔することなく透光性が維持されるからである。
【０１０３】
また、合成非晶質シリカのひとつである疎水性フュームドシリカは、バインダー樹脂成分や溶剤に良く溶け込み、スクリーン印刷用インキ状態においては増粘効果を持ち、チキソトロピー剤として、流動性を制御するものでありダレを防止するものであるので、溶剤タイプのスクリーン印刷用のインキ組成物とするには好都合な無機物粒子である。
【０１０４】
また、乾燥後の印刷層４１の発光部４２として固形化された状態では、透光性を失わずに、乾燥工程途上時には凝集力を利用して滑らかな面を形成すると共に、乾燥後には疎水性フュームドシリカの疎水基が表面の粘着を防止するばかりか、印刷後の導光板３５を取り扱う工程において、疎水性フュームドシリカを印刷層の表面に分布させ疎水基の頭を表面に出させることで疎水性フュームドシリカの疎水性効果をさらに発揮させ、人の指に触れても手垢や指紋の汚れの付着を防止する汚れにくい表面となる。特に、導光板３５としては表面に付着物がつくと光がその部分で拡散及び乱反射して目立ちやすくなるため、この効果は重要な機能である。
【０１０５】
また、市販されている無機物粒子であり汎用性が高く比較的安価であり、さらに、固体であるので、液状の添加物のようなブレード現象等の光屈折率を阻害させる表面への悪影響はない。
【０１０６】
従来、塗料やインキの液体組成物の粘度調整やたれ防止剤としてチキソトロピー効果を発揮するフュームドシリカの混合量は、バインダー樹脂量等の印刷層重量に対して１ｗｔ％以下の混合量であった。しかし、本発明の課題は手垢や指紋の汚れが付かない導光板であり、疎水性効果を十二分に発揮させるために、疎水性フュームドシリカの混合量はバインダー樹脂量等の印刷層重量に対して、５ｗｔ％以上となるように発光部を形成させている。先にも説明したが、疎水性フュームドシリカの混合量がバインダー樹脂等の重量に対して５ｗｔ％以下では十分な手垢や指紋の汚れが付かない効果が発揮できず、また、３５ｗｔ％以上では印刷物が脆くなりスクリーン印刷出来るインキ性状とならなかった。
【０１０７】
バインダー樹脂と光屈折率が近似する光透過性材料の無機物粒子としては、天然の酸化ケイ素、ガラスビーズ、等の無機物や、ポリスチレン、ポリカーボネートのような有機物、又は、湿式法で作られるゲル法合成非晶質シリカが考えられるが、印刷層に凹凸を付けないためにはナノオーダーの微粉末にする必要があり製造コストが高くなる。
【０１０８】
また、機能として期待する、増粘性、チキソトロピー性、防汚性、が合成非晶質シリカのひとつである疎水性フュームドシリカ以外では不十分となる。よって、すでに日本アエロジル社等で商業化されている安価で機能性の高い合成非晶質シリカのひとつである疎水基を結合させた疎水性フュームドシリカを使用するのが得策である。
【０１０９】
すなわち、このような手垢や指紋の汚れ付着防止効果を有する無機物粒子を利用することで、また、導光板３５の表面に複数のホール５２を有する印刷層４１からなる発光部４２を形成して導光板３５全面をきめ細かく覆うことで、取り扱い時の指紋や指の汚れがつきにくく、面発光装置３１としての導光板３５表面の保護カバー４４も不要とすることができ面発光装置３１として価格の低減もできる。
【０１１０】
また、複数のホール５２内面の非発光部となる主面素地部５３が、一つ一つ独立し、透光基板３８の主面素地にまで達する面とすることで、発光部４２と非発光部となる主面素地部５３とが明確であり、発光部４２となる面積比率を入光端面から離隔端面へパターン配列を計算するのに都合がよい。すなわち、印刷層４１面積に対する発光部４２の面積比率と光の輝度強度とは比例関係を有するので、複数のホール５２の面積比により発光部の実面積を計算で求め論理的な比率変化させることが可能であり、透光基板３８の表面においてホールの数と、ひとつ当たりの面積との総和により所定の条件でパターン配列設計が容易にでき、導光板３５表面の輝度と均一性をコントロールすることができる。
【０１１１】
なお、本発明の第一実施形態では、透光基板３８の上面４０の主面全体に複数のホール５２を有する印刷層４１からなる発光部４２を形成したが、フロントライトユニット用の導光板としては下面３９に発光部４２を形成すると逆光の光となりまぶしく感じ、被表示体３２が見にくくなるため上面４０だけの処理としたものである。しかし、片面であることを限定するものではない。
【０１１２】
また、両主面の一方の片面だけの処理となると、もう片側面に手垢や指紋の汚れが付着する可能性があるが、フロントライトユニットの場合には、裏開口部４５には裏板４６があり人の手には触れないものである。また、印刷工程での取り扱い時の汚れについては、もう片側面は常に剥離フィルムによって保護されており汚れや傷は付くことがない。
【０１１３】
次に、図６と図１０を参照にして、本発明の第二実施形態としてピクトグラムに用いられる両面発光可能な面発光装置６１について説明する。尚、先の第一実施形態と同じ部品で同じ機能のものについては同じ番号を付け説明を省略する。
【０１１４】
図６は本発明の第二実施形態による導光板をピクトグラムに用いられた両面発光可能な面発光装置の一例を示す概略断面構成図で、図７は本発明の第二実施形態による導光板の部分の縦断面図で、図８は本発明の第二実施形態による複数のドットのパターン配列により形成した印刷層からなる発光部の一例を示す平面図で、図９は本発明の第二実施形態による複数のドット部の（Ｍ）の囲い部を示す拡大平面図で、図１０は本発明の第二実施形態による複数のドット部のＢ−Ｂ断面を示す拡大断面図である。
【０１１５】
図６に例示する面発光装置６１は、導光板６２と、ＬＥＤ光源６３と、上下が開口された上開口部６４と下開口部６５とを有し、導光板６２とＬＥＤ光源６３とを固定するハウジング体６６からなる固定治具体６７とで構成されている。
【０１１６】
導光板６２は、透光基板６８の上面６９及び下面７０の両主面全体に非発光部となる主面素地部７７と発光部７３とを有し、非発光部となる主面素地部７７又は発光部７３を所定の条件でパターン配列した印刷層７１を備え、複数のドット７２を発光部７３とする印刷層７１としたものである。この発光部７３は、第一実施形態と同じく、アクリル樹脂等の透光性を有するバインダー樹脂と、手垢や指紋の汚れ付着防止効果を有する疎水基を結合させた疎水性無機物粒子とを含むもので、スクリーン印刷でのインキ塗布後に乾燥処理して溶剤を揮散させることで発光部７３を形成するものである。
【０１１７】
導光板６２となる透光基板６８の上面６９と下面７０の両主面には、スクリーン印刷法により印刷層７１全体に複数のドット７２からなる発光部７３が形成されている。また、ＬＥＤ光源６３に対向する入光端面部７４は鏡面仕上げされ、離隔端面部７５等と２つの側壁端面には反射テープ７６が貼り付けられている。
【０１１８】
また、印刷層７１に形成された発光部７３の複数のドット７２は一つ一つが独立してなり、複数のドット７２外面の非発光部となる主面素地部７７は透光基板６８の主面素地が露出した面となる。
【０１１９】
また、透光基板６８の上面６９と下面７０の両主面全体が概ね印刷層７１となり、印刷層７１に対する複数のドット７２の面積比率が、ＬＥＤ光源６３に面する入光端面部７４から、対向する離隔端面部７５に向かって徐々に増加する条件で透光基板６８の上面６９と下面７０の両主面全体に複数のドット７２がきめ細かにパターン配列されてある。
【０１２０】
また、図９は、図８中に示す（Ｍ）の囲い部を拡大して示すもので、図１０は（Ｍ）囲い部のＢ−Ｂ断面を示している。印刷層７１は発光部層７３と非発光部となる主面素地部７７とからなり、複数のドット７２形成部外面の非発光部となる主面素地部７７の面の大きさは、発光部７３の印刷層４１厚み寸法（ｔ）に対し３００倍の径寸法（Ｚ）となる仮想の仮想円７８を前記非発光部となる主面素地部７７のみで描くことができないドット間隔距離寸法とした。
【０１２１】
実際の試作実験においては、発光部７３の厚み（ｔ）は、１μｍから７μｍ程度となり、最大値である７μｍの発光部７３の厚みであれば、ドット７２が位置しない非発光部となる主面素地部７７の面の大きさは２．１ｍｍの径の大きさの円が描けないドット７２間隔にする必要がある。その根拠は、第一実施形態でのホール５２の大きさを設定した時と同じであり複数のドット７２の側壁上部に人の指が触れて、非発光部となる主面素地部７７の素地にまで届かないドット７２間距離を計算で求めたものである。
【０１２２】
また、第一実施形態と同様に、バインダー樹脂より大きな光屈折率を持つ光拡散物質粒子は酸化チタンの粒子とし、粒径が２μｍ以下程度のものを選定して使用した。また、光拡散物質としての酸化チタン混合比率は、透光基板６８の上面６９及び下面７０の両主面を印刷層７１として複数のドット７２を有する発光部７３を形成したものであり、第一実施形態より少なく調合して用いた。
【０１２３】
また、バインダー樹脂と光屈折率が近似する疎水基を結合させた無機物粒子としては合成非晶質シリカのひとつである疎水性フュームドシリカを選定し、バインダー樹脂等の印刷層重量に対して５ｗｔ％から３５ｗｔ％になるように混合して作成した。
【０１２４】
また、ハウジング６６の上開口部６４と下開口部６５には保護シートも裏板もなく開放されており、直接導光板が外気に当たる状態となっている。尚、その他の部材については先の第一の実施形態と同じであり、説明を省略する。
【０１２５】
次に、このようなピクトグラムに利用できる両面が発光する構造の面発光装置６１における光の動きと、導光板６２としての機能的な特徴を説明する。なお、図示していないが、ピクトグラムとして利用する場合には上面６８と下面６９に、情報が描かれた透光性の板やフィルム、又は、液晶パネルや、別途拡散インキで絵柄を付けた導光板パネルを取り付けることが必要である。
【０１２６】
面発光装置６１のＬＥＤ光源６３が点灯すると、光が照射され、入光端面部７４から導光板６２内に入射光として進入する。入射光は、アクリル樹脂と空気との屈折率の関係から全反射を繰り返すことにより、また、離隔端面部７５及び側壁端面部に到達した光は反射テープ７６で反射し、導光板６２内に跳ね返されることによりアクリル樹脂の導光板６２内部に閉じ込められる。
【０１２７】
しかし、上面６９と下面７０の両主面全体に形成された複数のドット７２の発光部７３を有する印刷層７１があると、発光部７３に埋没した光拡散物質粒子に光が当たり、光は粒子表面で拡散及び乱反射し、導光板６２の上下にも分散して一部が導光板６２面からの出射光として上面６９及び下面７０から飛び出すことになる。
【０１２８】
第二実施形態では、導光板６２の上面６９と下面７０の両主面全体に、複数のドット７２の発光部７３を有する印刷層７１が、きめ細かく両主面全体を覆うように形成されているので、入射した光が一つ一つの光拡散物質粒子で拡散及び乱反射により広がることになり、また、発光部７３内の光拡散物質粒子に衝突しない光は、バインダー樹脂と空気との界面で全反射することになり、ドット７２が存在しない非発光部となる主面素地部７７面と同様に、離隔端面部７５に向かって進む。すなわち、光拡散物質粒子の径が小さくて数が少なく、印刷された発光部７３が薄くて表面にはほとんど凹凸がないので、発光部７３が導光板３５の両主面全体を占めていても、光拡散物質粒子に衝突しない光は全反射するので、奥へ奥へと光を送る機能があり、均一で安定した面発光体となる。
【０１２９】
なお、光拡散物質の個体平均粒子径、光拡散物質の混合比率、発光部７３となる印刷層７１の厚み（ｔ）、複数のドット７２外面の非発光部となる主面素地部７７の大きさ、一つ一つ独立したドット７２を設定した理由については、第一実施形態の機能と同じであり説明を省略する。
【０１３０】
なお、本発明の第二実施形態ではピクトグラムを参考にして説明したが、両面での発光を利用する商品としては、光透過型仕切り照明器具などもある。ピクトグラムでは表面を別途光透過性の情報フィルムを貼り付けることにより導光板の表面が保護されることにもなるが、普段は光を透過するオープンな仕切りとして使用し、個々のセキュリティーが必要な時には照明器具として点灯すれば見えなくなる製品が考えられる。このような光透過型仕切り照明器具では、直接人が触れることが多くなり従来の導光板では保護シートが必要であるが、本発明の導光板であれば、手垢や指紋等の汚れが付着しないので保護シートは不要となり、シンプルで安価な商品として期待できる。
【０１３１】
＜導光板の製造方法＞
次に、本発明の実施形態にかかる導光板３５、６２の製造方法について図１１と図１２を参考にして説明する。図１１は、本発明の複合物インキ（Ｇ）８０を用いてスクリーン印刷工法で透光基板３８、６８の印刷層４１、７１に塗布したインキ状態を示す拡大断面図であり、図１２は、本発明の複合物インキ８０を用いてスクリーン印刷して複合インキ（Ｇ）８０を乾燥して濃縮されインキ固形物からなる印刷層４１、７１を形成した状態を示す拡大断面図である。
【０１３２】
まず、透光基板３８、６８の主面全体の印刷層４１、７１に形成する発光部４２、７３のスクリーン印刷用の複合物インキ（Ｇ）８０を調合する。
【０１３３】
複合物インキ（Ｇ）８０は、透光性を有するバインダー樹脂８１と、バインダー樹脂８１よりも大きな光屈折率を持つ光拡散物質粒子８２と、光屈折率がバインダー樹脂と近似し、チキソトロピー特性を有する疎水基を結合させた無機物粒子８３と、バインダー樹脂８１を溶かす溶剤（バインダー樹脂成分に含まれるため図示せず）とからなるものである。
【０１３４】
まず、透光性を有するバインダー樹脂８１としてはアクリル系の樹脂が多く用いられ、光拡散物質粒子８２としては光屈折率の大きい粒径が２μｍ以下の酸化チタン粒子が用いられる。また、バインダー樹脂８１を溶かす溶剤として主にイソホロン溶剤を、光屈折率がバインダー樹脂と近似し、チキソトロピー特性を有する疎水基を結合させた無機物粒子８３としては、合成非晶質シリカのひとつである疎水性フュームドシリカを使用した。
【０１３５】
チキソトロピー特性を有する無機物粒子８３としては、合成非晶質シリカの乾式法で製造されるフュームドシリカが良く知られているが。そのフュームドシリカの粒子は一次粒子が数ｎｍ程度の微粒子であり、水や溶剤の液中に存在する場合には一次粒子から二次粒子を作ろうとする緩い凝集力が働くことでチキソトロピー特性を発揮する。
【０１３６】
水溶性の塗料やインキには親水性フュームドシリカを利用し、溶剤性の塗料やインキには疎水性フュームドシリカが通常使用されている。フュームドシリカの混合量としては塗料やインキ重量に対して１ｗｔ％以下でもチキソトロピー特性は有効に働き、タレの防止効果を発揮する。
【０１３７】
乾式法で作成された合成非晶質シリカのフュームドシリカは、湿式法で作られる合成非晶質シリカや結晶性の鉱物シリカとは違い、平均一次粒子径が４〜４０ｎｍで、その比表面積が５０〜３８０平方ｍ／ｇの超微粉末状態で、表面には親水性のシラノール基と疎水性のシロキサンが存在し、特にシラノール基はバインダー樹脂の補強効果とチキソトロピー効果とを有し、液状態に混ぜると増粘性を発揮する。
【０１３８】
フュームドシリカの中でも、疎水性フュームドシリカはシラノール基をクロロシラン類等のシラン化合物と反応させることにより、（化学式１）から（化学式３）で示す疎水基を結合させ、疎水性を高めたものである。
【０１３９】
次に、得られた酸化チタン粒子を、少量のバインダー樹脂８１のアクリル系の樹脂液と混ぜ合わせペースト（Ｐ）とする。ペースト（Ｐ）における酸化チタン粒子の重量混合量は、ペースト（Ｐ）全重量に対して約３０ｗｔ％とした。混ぜ合わせる方法としては、例えば棒状部材で混合物を混ぜ合わせるなどの、公知の攪拌方法を用いることができる。
【０１４０】
また、透光性を有するバインダー樹脂８１に透光性を阻害しない増粘剤や消泡剤や防腐剤等の添加材を混ぜ、さらに溶剤を加え合わせることにより、スクリーン印刷が可能な粘度に調整し、スクリーン印刷用クリアーインキ（Ｃ）を作成した。
【０１４１】
次に、第一工程として、スクリーン印刷用クリアーインキ（Ｃ）に、先に準備したペースト（Ｐ）を適量分混合することによりスクリーン印刷用拡散インキ（Ｄ）を作成した。ペースト（Ｐ）の適量分とは、光拡散物質粒子８２として酸化チタン粒子を用いた場合は、溶剤分を除くインキ固形分重量に対し１ｗｔ％程度になるように計算して混合する。
【０１４２】
なお、スクリーン印刷用クリアーインキ（Ｃ）は、市販品インキを利用しても差し支えない。例えば、ミノグループ社製のＳＲ９３０メジウムインキはすでにスクリーン印刷用クリアーインキ（Ｃ）として性状を保つもので使用でき、光拡散物質粒子８２としては酸化チタン粒子を含むペースト（Ｐ）を適量分加えスクリーン印刷用拡散インキ（Ｄ）として用いても良い。
【０１４３】
次に、第二工程として、チキソトロピー特性を有し、疎水基を結合させた無機物粒子８３を疎水性フュームドシリカとして、イソホロン溶液に対し約１０ｗｔ％から約３０ｗｔ％になるようイソホロン溶剤に混合し、スクリーン印刷用拡散インキ（Ｄ）と同程度の粘度に調整した溶液組成物（Ｓ）を作成した。この溶液組成物（Ｓ）は、疎水性フュームドシリカが緩い凝集性を有するために十分な混練りが必要となり、必要に応じては三本ロールミルに所定の条件で溶液組成物（Ｓ）を数回通して混練りし、凝集した粒子をほぐす工程が必要である。
【０１４４】
所定の条件とは、三本ロールミルによる混錬作業において、各ロールを１：３：８程度の回転比とし、前ロール回転数を約１２０ｒｐｍ、ロール間隔を２００μｍ程度に条件を設定し、３回から５回三本ロールミル通しで、粘度を４０００〜８０００ｐａ'ｓとなるように調整するのが良い。
【０１４５】
チキソトロピー特性を有する疎水性フュームドシリカの性質上、イソホロン溶液に対し１０ｗｔ％から３０ｗｔ％も混ぜ合わせるとパテ状態となるが、三本ロールミルで、せん断応力がかかると粘度が小さくなり流動化してくる。
【０１４６】
次に、第三工程として、流動化した溶液組成物（Ｓ）とスクリーン印刷用拡散インキ（Ｄ）とを用途に合わせた比率で適切に混ぜることにより、粘度を４０００〜８０００ｐａ'ｓとなる、本発明に使用できる導光板用の複合物インキ（Ｇ）８０を作成した。
【０１４７】
用途に合わせた適切な混合比とは、複数のドット７２を有する印刷層７１からなる発光部７３の場合には、スクリーン印刷用拡散インキ（Ｄ）の分量を増やし、また、複数のホール５２を有する印刷層４１からなる発光部４２の場合はスクリーン印刷用拡散インキ（Ｄ）の分量を減らし、輝度の調整や手垢や指紋の汚れ付着防止度合いをコントロールする。また、両主面ともに発光部７３を有する導光板６２を作成するには、発光部７３となる面積が大きくなることからスクリーン印刷用拡散インキ（Ｄ）の分量を減らす必要がある。すなわち、用途に合わせて適切な配合を検討しておく必要がある。
【０１４８】
なお、ペースト（Ｐ）の光拡散物質粒子８２である酸化チタン粒子の割合をバインダー樹脂液８１となるアクリル樹脂成分量に対して調整することでもコントロールはできる。
【０１４９】
次に、第四工程として、略矩形のアクリル樹脂の透光基板３８、６７を用いた場合を例に挙げて説明する。
【０１５０】
上記のようにして得られた複合物インキ（Ｇ）８０を用いて、シルクスクリーン印刷法により、略矩形のアクリル樹脂の透光基板３８、６７の一方の面に、複数のホール５２の非発光部となる主面素地部５３と発光部４２を有する印刷層４１を所定のパターン配列で印刷する。
【０１５１】
スクリーン印刷では、スクリーンメッシュ（紗）の開口率、乳剤厚さを適宜変更することにより、所望とする複数のホール５２を有する印刷層４１ともなる発光部４２の厚さ（ｔ）、複数のホールの径（Ｗ）、ホールのホールとの距離を考慮してパターン配列した版を得る。通常、スクリーン印刷法で印刷する印刷層の厚みは、溶剤タイプのインキを使用する場合、ＵＶ照射型のインキに比べると薄くなるが、特に、上記の様に溶剤を多く含む複合物インキ（Ｇ）８０の場合、乾燥により膜厚はより薄くなる。
【０１５２】
スクリーンメッシュとしては、スクリーン印刷版におけるメッシュ（紗）の材料として用いられてきた公知のものを用いることができる。例えば、ステンレス、アルミニウム、鉄、銅、およびこれらの金属を含む合金等の金属メッシュ（メタルメッシュ）や、ポリエステル（例えばテトロン（登録商標））等の樹脂製メッシュが挙げられる。スクリーンメッシュとして、例えば、メッシュ数が２７０のテトロン（登録商標）製のメッシュシートを用いて乳剤としての５０μｍの厚さを調整することにより、４μｍ以上６μｍ以下の厚み（ｔ）の複数のホール５２を有する印刷層４１としての発光部４２を得ることができ、メッシュ数が４２０のテトロン（登録商標）製のメッシュシートを用いることにより２μｍ以上３μｍ以下の厚みの複数のホール５２を有する印刷層４１の発光部４２を得ることができる。
【０１５３】
次に、第五工程の乾燥工程として、片面にスクリーン印刷で複合物インキ（Ｇ）８０が塗布された透光基板３８、６７を８０℃で２０分間乾燥炉に入れ複合物インキ８０内の溶剤を揮発し揮散させて固化させる。この乾燥工程で、複数のホール５２を有する印刷層４１として発光部４２が備わった導光板３５，６２が得られる。両面発光可能な面発光装置６１に取り付ける導光板６２の場合は、片面を処理して乾燥後に改めてもう一方の面に同様の方法で複数のホール５２を有する印刷層４１とした発光部４２を形成する。
【０１５４】
このように、合成非晶質シリカのひとつである疎水性フュームドシリカを使うことにより、溶剤が多く加えられた複合物インキ８０でも粘度を保ちスクリーン印刷ができるので、塗布後に乾燥工程で溶剤を揮散させると印刷層は比較的薄く仕上がることになる。すなわち、スクリーン印刷工程で溶剤を多く含む複合物インキ８０の塗布膜厚が１０〜２０μｍであっても、乾燥工程で溶剤を揮散させると、１μｍ以上で７μｍ以下の薄膜を形成することも可能となる。
【０１５５】
また、乾燥工程での溶剤を揮散される過程においても、疎水性フュームドシリカのチキソトロピー効果で表面に張力が働き、表面粗度が小さい、凹凸の少ない比較的滑らかな面を作ることになる。
【０１５６】
すなわち、従来技術として示す図１６と図１７の様に、粒子径の大きい湿式シリカや鉱物シリカを使用した場合には、導光板として表面で光拡散効果を発揮する凹凸の形成が成り行きで行われていた。
【０１５７】
しかし、本発明の様に均一な滑らかな表面を作るということは、光拡散物質粒子の混合量を制御することで光の拡散効果を安定して均一に作り出すことができ、酸化チタンの粒度と含有量とで導光板の輝度強度と輝度の均一性の制御がたやすくなるメリットがある。
【０１５８】
さらに、乾燥工程により溶剤が揮散されることで、複合物インキ（Ｇ）８０に含まれる疎水性フュームドシリカが濃縮される。この濃縮により、もともと、複合物インキ（Ｇ）８０の状態で１０ｗｔ％濃度の疎水性ヒュームドシリカが含まれていると仮定すると、溶剤が揮散することでインキ固形物樹脂中に含まれる疎水性フュームドシリカの濃度は約２０ｗｔ％以上の濃度にまで高まることになる。それにより、疎水性フュームドシリカの表面に結合した疎水基が発光部４２、７３の界面に飛び出し、発光部４２、７３の表面は手垢や指紋の汚れが付着しない面となる。
【０１５９】
以上のように、合成非晶質シリカのひとつである疎水性フュームドシリカは、バインダー樹脂成分や溶剤に溶け込み、スクリーン印刷用インキ状態においては増粘剤として、また、チキソトロピー剤として、流動性を阻止することでダレを防止する機能をもつ。また、乾燥工程では、印刷層４１、７１の発光部４２、７３表面の凹凸を少なくするように働き滑らかな面を作り、乾燥後には、疎水基を表面に形成し粘着を抑制する防汚機能を出し、印刷後の導光板を取り扱うにおいて、人の指に触れても手垢や指紋の汚れが残らない汚れにくい表面とする。特に、導光板としては表面に付着物がつくと光がその部分で拡散及び乱反射して見苦しいため、この効果は重要である。
【０１６０】
以上の効果を狙い、複合物インキ（Ｇ）８０で両主面を有する透光基板の少なくとも一方の主面上にスクリーン印刷工法で塗布した後、乾燥処理によって複合物インキ８０の揮発物を揮散させ、透光基板３８、６８の印刷層に印刷層４１、７１の発光部４２、７３を形成する。
【０１６１】
アクリル樹脂透光基板３８、６７に印刷され塗布された複合インキの溶剤が揮発し乾燥することで、複数のドット７２やホール５２を有する印刷層４１、７１として発光部４２、７３が備わった導光板３５，６２が得られる。両面発光可能な面発光装置６１に取り付ける導光板６２の場合は、片面を処理した後、乾燥後に改めてもう一方の面に同様の方法で複数のホール５２又は、ドットを有する印刷層４１とした発光部４２を形成する。
【０１６２】
すなわち、本発明技術と従来技術とでは以下の違いがある。図１１と図１６、図１２と図１７とを比較して説明する。
【０１６３】
（１）従来技術に比べて、複合物インキ８０液に含まれる疎水性フュームドシリカ等の無機物粒子の混合量が多く、発光部表面での手垢や指紋の汚れ防止効果を有する。
【０１６４】
（２）従来技術に比べて、光拡散物質粒子は、混合量が少なく粒子径は小さいので。発光部表面の光に影響する凹凸が少ない。
【０１６５】
（３）従来技術に比べて、複合物インキ８０としての溶剤成分が多いため、乾燥工程でのバインダー樹脂液８１の目減りが大きく、乾燥後の膜厚が薄くなり、導光板の透光性を維持する。
【０１６６】
（４）従来技術に比べて、チキソトロピー効果がある疎水性フュームドシリカが多く入っているので、印刷層となる発光部の表面が滑らかで、光に影響する凹凸が少ない。
【０１６７】
（５）スクリーン印刷用拡散インキに、溶剤と疎水性フュームドシリカの溶液組成物をブレンドする製造方法により、疎水性フュームドシリカの混合量を多くすることができ、発光部表面での手垢や指紋の汚れ防止効果を発揮させる。
【０１６８】
本発明の実施形態においては、疎水基を結合させた疎水性フュームドシリカの混合量は、印刷層重量に対し５ｗｔ％から３５ｗｔ％の量を混入している。従来は、増粘剤や消泡材や防汚剤との添加物を含めて１ｗｔ％程度であったのに比べると非常に多くの混合量となっている。
【０１６９】
通常は印刷層重量に対してチキソトロピー効果を有するフュームドシリカを高濃度で混合することは困難であるが、本発明の複合物インキ８０の製法形態によると、スクリーン印刷用拡散インキ（Ｄ）と溶液組成物（Ｓ）とを別々に同じ粘度に調合し、その後でブレンドし混ぜ合わせ、スクリーン印刷用の複合物インキ８０とすることで目的を達したものである。
【０１７０】
すなわち、図１１で示す複合物インキ８０は従来技術より数倍多い疎水性フュームドシリカと溶剤を含んでおり、乾燥工程によって溶剤を揮発させることで、膜厚が薄くなり、多量に含まれている疎水性フュームドシリカが発光部の表面に濃縮され、疎水性フュームドシリカに結合された疎水基が発光部の界面に頭を出すことにより、防汚性が高まり、手垢や指紋の汚れが付かない印刷層となる発光部に仕上げることができる。
【０１７１】
乾燥によるバインダー樹脂液８１の目減りが大きいのは、溶剤の含有量が大きく、通常は２０％程度であるのに、本発明の複合インキは５０％以上の溶剤が含まれている。その結果、溶剤が揮散することにより疎水性フュームドシリカの割合が高くなることで、疎水性フュームドシリカの表面にある疎水基が発光部の表面に飛び出す状態となる。
【０１７２】
結局、バインダー樹脂量等の印刷層重量に対してフュームドシリカの量は５ｗｔ％から３５ｗｔ％の量が発光部に残ることになり、疎水性フュームドシリカの疎水基は発光部の表面に分布するように出現する。
【０１７３】
フュームドシリカに疎水性を与えるには疎水基をフュームドシリカの表面に結合させる処理が必要で、そのような処理をしたものを疎水性フュームドシリカと言われている。本発明においては、疎水性フュームドシリカが印刷インキの粘度調整が可能で、乾燥時における表面円滑化効果があり、手垢や指紋の汚れをつきにくくする防汚効果を有することからしてベストの選択と言える。商業化されているグレードとしては、日本アエロジル社の疎水性フュームドシリカＲ２０２がチキソトロピー特性を有し、滑らかな発光部表面を作り。疎水性基を有するものとして使用できる。
【０１７４】
さらに、従来の導光板であれば水中に浸漬すると、表面の凹凸が水で覆われ、輝度が極端に低下するが、本発明の導光板であれば、水に浸漬させても光り続けるという特殊な特性を導光板に付与することも可能である。この現象の理由としては、本発明の導光板３５、６２は表面の凹凸の拡散と乱反射を利用したものではなく、バインダー樹脂との中に埋没する光屈折率の高い光拡散物質粒子が拡散及び乱反射を行って発光しているとの推察理論を証明するものとなる。
【０１７５】
本実施形態に係る導光板３５，６２は、例えば、遊技機、及び自動販売機等の照明パネルなどに使用され、保護シートが必要としないので演出効果を高めることができるとともに、意匠性にも優れたものとすることができる。また、水の中でも光るので、例えば、水族館の水槽の一部に本実施形態の導光板３５、６２を使用することで、水槽における演出効果を高めることも可能となる。さらに、導光板３５，６２は、電子機器のディスプレイ用の面発光体（バックライトやフロントライト）や照明装置として使用することもできる。
【実施例】
【０１７６】
以下に本発明の実施例を挙げて説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【０１７７】
（実施例１）
まず、粒子径が２μｍ以下の酸化チタン粒子とアクリル樹脂とを、混ぜ合わせてペースト（Ｐ）とした。ペースト（Ｐ）における酸化チタン粒子の配合量は、ペースト（Ｐ）重量に対して、３０ｗｔ％となるように調整した。
【０１７８】
また、透光性を有するバインダー樹脂８１として先と同じアクリル樹脂に、透光性を阻害しない増粘剤や消泡剤や防腐剤等の添加材を混ぜ、さらに溶剤としてイソホロン溶剤を加えることにより、スクリーン印刷が可能な粘度４０００〜８０００ｐａ'ｓに調整しスクリーン印刷用クリアーインキ（Ｃ）を作成した。
【０１７９】
次に、スクリーン印刷用クリアーインキ（Ｃ）に、先に準備したペースト（Ｐ）をバインダー樹脂８１となるアクリル樹脂成分量に対し０．２ｗｔ％混合することでスクリーン印刷用拡散インキ（Ｄ）を作成した。
【０１８０】
次に、チキソトロピー特性を有する無機物粒子８３を疎水性フュームドシリカとしてイソホロン溶剤に投入し、イソホロン溶液に対し約１０ｗｔ％になるよう混合してスクリーン印刷用拡散インキ（Ｄ）と同程度の粘度に調整した溶液組成物（Ｓ）を作成した。この溶液組成物（Ｓ）は、疎水性フュームドシリカが緩い凝集性を有するために十分な混練りが必要となり、三本ロールミルによる混錬作業において、各ロールを１：３：８程度の回転比とし、前ロール回転数を約１２０ｒｐｍ、ロール間隔を２００μｍ程度に各条件を設定し、３回通しで、粘度を４０００〜８０００ｐａ'ｓとなるように調整した。
【０１８１】
なお、今回用いたチキソトロピー特性を有し、バインダー樹脂と光屈折率が近似し、疎水基を結合させた無機物粒子８３である疎水性フュームドシリカは、日本アエロジル社製のＲ２０２を用いて実施した。
【０１８２】
この流動化した溶液組成物（Ｓ）とスクリーン印刷用拡散インキ（Ｄ）とを１対１の割合で混ぜることにより、導光板用の複合物インキ８０（Ｇ−１）を作成した。印刷層重量に対する疎水性フュームドシリカの混合量は約９ｗｔ％となる。
(実施例２)
【０１８３】
次に、ペースト（Ｐ）、スクリーン印刷用クリアーインキ（Ｃ）、スクリーン印刷用拡散インキ（Ｄ）、溶液組成物（Ｓ）の作成方法は実施例１と同じで、溶液組成物（Ｓ）とスクリーン印刷用拡散インキ（Ｄ）とを１対２の割合で混ぜることにより、導光板用の複合物インキ８０（Ｇ−２）を作成した。印刷層重量に対する疎水性フュームドシリカの混合量は約１７ｗｔ％となる。
（実施例３）
【０１８４】
次に、ペースト（Ｐ）、スクリーン印刷用クリアーインキ（Ｃ）、スクリーン印刷用拡散インキ（Ｄ）、溶液組成物（Ｓ）の作成方法は実施例１と同じで、溶液組成物（Ｓ）とスクリーン印刷用拡散インキ（Ｄ）とを１対３の割合で混ぜることにより、導光板用の複合物インキ８０（Ｇ−３）を作成した。印刷層重量に対する疎水性フュームドシリカの混合量は約２４ｗｔ％となる。
（実施例４）
【０１８５】
次に、ペースト（Ｐ）、スクリーン印刷用クリアーインキ（Ｃ）、スクリーン印刷用拡散インキ（Ｄ）、溶液組成物（Ｓ）の作成方法は実施例１と同じで、溶液組成物（Ｓ）とスクリーン印刷用拡散インキ（Ｄ）とを１対４の割合で混ぜることにより、導光板用の複合物インキ８０（Ｇ−４）を作成した。印刷層重量に対する疎水性フュームドシリカの混合量は約２９ｗｔ％となる。
(実施例５)
【０１８６】
次に、ペースト（Ｐ）、スクリーン印刷用クリアーインキ（Ｃ）、スクリーン印刷用拡散インキ（Ｄ）、溶液組成物（Ｓ）の作成方法は実施例１と同じで、溶液組成物（Ｓ）とスクリーン印刷用拡散インキ（Ｄ）とを１対５の割合で混ぜることにより、導光板用の複合物インキ８０（Ｇ−５）を作成した。印刷層重量に対する疎水性フュームドシリカの混合量は約３４ｗｔ％となる。
（実施例６）
【０１８７】
次に、ペースト（Ｐ）、スクリーン印刷用クリアーインキ（Ｃ）、スクリーン印刷用拡散インキ（Ｄ）、溶液組成物（Ｓ）の作成方法は実施例１と同じで、溶液組成物（Ｓ）とスクリーン印刷用拡散インキ（Ｄ）とを２対１の割合で混ぜることにより、導光板用の複合物インキ８０（Ｇ−０）を作成した。印刷層重量に対する疎水性フュームドシリカの混合量は約６ｗｔ％となる。
（評価試験）
【０１８８】
次に、長さ６００ｍｍ、幅３００ｍｍ、厚さ３ｍｍの長方形状のアクリル樹脂透光基板６８を用意する。そこに、メッシュ数が４２０のテトロン（登録商標）製のメッシュシートを用いて、乳剤（ミノグループ社製、ＭコートＤ）の厚みを５０μｍとしたスクリーン印刷版でスクリーン印刷を行った。実施例１から実施例６の複合物インキ８０を個々に使用しシルクスクリーン印刷を行い、アクリル樹脂透光基板６８の一方主面全体に印刷層を形成し、複数のドットを持つ発光部を有する導光板とした。そのドット径は２００μｍであり、複数のドットの間隔が１ｍｍで、正三角形の千鳥状のパターン配列を持つドットを形成した。ドット外面の非発光部となる主面素地部の大きさは、非発光部となる主面素地部のみで約８５０μｍ径の円が描くことができないドット間隔距離となっている。
【０１８９】
次に、実施例１から実施例６で作成した複合インキで印刷した６枚の導光板を、＜防汚性＞、＜表面粗度＞、＜インキ性状＞、＜印刷物性＞、＜ドット厚み＞の評価を行った。
【０１９０】
＜防汚性＞
１０名の評価員を選定し、通気性の無いゴム手袋を着けて約１時間の作業後に手袋をはずし、実施例１から実施例６で作成した複合インキで印刷した６枚の導光板面に手形をつける評価を行った。その結果、従来のインキでは手形の一部が数カ所に見受けられたが、実施例２から実施例５のインキで印刷した導光板については、手垢や指紋等の汚れは付着することはなく良好であった。しかし、実施例６については、ドット部に陰りが見られ、また、実施例５については非発光部となる主面素地部に手垢跡らしきものが見受けられた。特に、エッジよりＬＥＤ光源で光を入射させることで顕著な違いが見受けられた。
【０１９１】
＜表面粗度＞
レーザー顕微鏡（キーエンス社製ＶＫ−９７００）を用いて、線粗度を測定した。実施例１から実施例４については平均表面粗さ（Ｒａ）が約０．２μｍ程度で滑らかな表面を示すが、実施例５では部分的にひび割れが見られ、最大粗度値となるＲｙに４μｍの値が見られた。実施例６もやや表面粗度のＲａが大きくなっていた。
【０１９２】
＜インキ性状＞
スクリーン印刷を行う際においてのスクリーン印刷性を評価した。実施例１から実施例４、及び実施例６については大きな問題もなく印刷が可能であった。しかし、実施例５のインキについては、スクリーン版面上のスキージが滑りやすくインキが脆く破断が見られやや印刷がやりにくい傾向にあった。
【０１９３】
＜印刷物性＞
実施例１から実施例６で作成した複合物インキ（Ｇ）８０で印刷した６枚の導光板面のドットについて、テープ剥離、爪でのひっかきテストで印刷物性を評価した。実施例１から実施例４と実施例６については、良好な印刷層であったが、実施例５については一部にドットの欠けや剥がれが見られた。
【０１９４】
以上の評価の結果を下の表１にまとめると、実施例１から実施例４については、防汚性も表面粗度もインキ性状も印刷物性も良好であったが、印刷層重量に対し疎水性フュームドシリカが５ｗｔ％以下の複合物インキ８０については防汚性が発揮できておらず、また、３４ｗｔ％の複合物インキ８０ではドット表面のひび割れの悪影響もあり、また、発光部のドット厚み（ｔ）が低いこともあり防汚性が発揮されていない結果となった。
【０１９５】
よって、バインダー樹脂等の印刷層重量に対して疎水性フュームドシリカが５ｗｔ％以上で３５ｗｔ％以下の量を含むことが望ましく、バインダー樹脂等の印刷層重量に対して疎水性フュームドシリカの混合量は１０ｗｔ％から３０ｗｔ％にするのがより望ましい。
【表１】
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【０１９６】
また、上記実施形態においては、ＬＥＤ光源３６、６３は、略四角柱の部材のひとつの側面の端面部としているが、二つの端面からの照射でも良く、限定するものではない。
【０１９７】
以上、説明した実施形態及び実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、当該実施形態及び実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の導光板、面発光装置での構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１９８】
３１、６１・・・面発光装置、３２・・・不透光な被表示体、３３・・・発光器具、３４、６７・・・固定治具体、３５、６２・・・導光板、３６、６３・・・ＬＥＤ光源、３７、７４・・・入光端面部、３８、６８・・・透光基板、３９、７０・・・下面、４０、６９・・・上面、４１、７１・・・印刷層、４２、７３・・・発光部、４３・・・表開口部、４４・・・保護カバー、４５・・・裏開口部、４６・・・裏板、４７・・・留め金、４８・・・電源コード、４９・・・ＯＮ−ＯＦＦスイッチ、５０・・・変圧器、５１・・・コンセント、５２・・・複数のホール、５３、７７・・・非発光部となる主面素地部、５４、７５・・・離隔端面部、５５、７６・・・反射テープ、５６、７８・・・仮想円、６４・・・上開口部、６５・・・下開口部、６６・・・ハウジング体、７２・・・複数のドット、８０・・・複合物インキ、８１・・・バインダー樹脂液、８２・・・光拡散物質粒子、８３・・・疎水基を結合させた無機物粒子
【要約】
【課題】  導光板表面に手垢や指紋の汚れが付くと光屈折率が変わり不良品となるので、製品での汚れだけでなく、製造工程でも手垢の付かない表面処理方法が課題となっていた。
【解決手段】  バインダー樹脂と、バインダー樹脂より大きな光屈折率を持つ光拡散物質粒子と、疎水性基を結合させた疎水性フュームドシリカを無機物粒子として含み、複数のドット又はホールを有する印刷層からなる発光部で、導光板の表面をきめ細かく覆うことにより、輝度の安定化と手垢や指紋の汚れの付かない導光板を得る。
【選択図】    図３【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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