JP2018105964A - 導光板の製造方法および製造装置、導光板ならびに発光パネル - Google Patents

Abstract

【課題】導光板表面に微細な凹凸状光拡散模様を高精度に安定して確実に形成することができ、バックライト用途およびイルミネーション用途のいずれにも適して汎用性に富み、生産性良好で製造コストの低減化が図れる導光板の製造方法を提供する。【解決手段】転写表面２５ａに凹凸状光拡散模様１５´が形成された転写用フィルムシート２５を射出成形金型２２に設置し、この射出成形金型２２に加熱溶融した高透明性合成樹脂材料Ｐを射出充填して転写用フィルムシート２５と一体の板状成形品３´を成形した後、この板状成形品３´から転写用フィルムシート２５を剥離させることによって、表面３ｃに凹凸状光拡散模様１５´（１５）を転写形成した導光板３とする。【選択図】図８

Description

本発明は導光板の製造方法および製造装置、導光板ならびに発光パネルに関し、さらに詳細には、特に、ゲーム機器、遊戯機器等のイルミネーション（電飾：illumination）に好適に用いられる導光板の製造技術に関する。

導光板は、光源から入射した光を導光して、表面に形成された凹凸状光拡散模様からなる発光パターンから出射発光させるもので、この導光板を用いた発光パネルは、従来、ＡＶ機器、パソコンあるいはスマートフォン等のバックライトや電飾看板など、数多くの分野で使用されているが、近年は、特にゲーム機器、遊戯機器等のイルミネーション用途として注目されている（例えば特許文献１参照）。

すなわち、ゲーム機器、遊戯機器の世界では、古くは白熱電球を用いたイルミネーションが、また近年ではＬＥＤを用いたイルミネーションなどが使用されているが、最近では、アクリル樹脂製の導光板、いわゆるアクリル導光板を使用した発光パネルによるイルミネーションなども散見されるようになってきている。

特開２００６−３４３１号公報

ところで、アクリル樹脂などの高透明性合成樹脂は、光ケーブルなどにも使用されるように光学的に優れた導光性を有しているところ、この高透明性合成樹脂材料からなる導光板を発光させてライトやイルミネーションとして使用するためには、導光板の内部または表面に光拡散層を設けて、導光板内の光をこの光拡散層により拡散発光させる構成が採用されている。

現在、この光拡散のために広く採用されている方法（構成）としては、１）導光板内に拡散剤を分散含有させて拡散発光させる方法、２）導光板の表面に拡散剤を含むインキを用いて凹凸状光拡散模様を印刷形成して拡散発光させる方法、３）導光板の表面に機械加工により凹凸状光拡散模様を刻設形成して拡散発光させる方法、および４）射出成形金型の成形空洞部形成面に凹凸状光拡散模様を形成し、射出成形によって導光板の表面に上記凹凸状光拡散模様を転写形成して拡散発光させる方法などがある。

しかしながら、これら従来のいずれの発光方法（構成）においても、以下に列挙するような問題があり、さらなる改良が要望されていた。

上記１）の拡散剤を内部に分散含有してなる導光板は、単に白色または乳白色の合成樹脂板であり、ＴＦＴ液晶などのバックライトとしては使用できるものの、ゲーム機器、遊戯機器等のイルミネーション用途としては不向きである。

上記２）の印刷により凹凸状光拡散模様を形成する発光方法および上記３）の機械加工により凹凸状光拡散模様を形成する発光方法はいずれも、適用範囲が広く、バックライトとしての用途ばかりでなく、ゲーム機器、遊戯機器等のイルミネーションにも適用が可能であるが、いずれの場合も導光板１枚毎に個別に加工を行う必要があり、生産性・コスト面での制約がある。

上記４）の射出成形金型の成形空洞部形成面に形成された凹凸状光拡散模様を導光板の表面に転写形成する発光方法は、生産性・コスト面での利点はあるものの、射出成形金型の成形空洞部形成面に理想的な凹凸状光拡散模様を形成することは事実上困難ないしは不可能であり、延いては導光板の表面に形成される凹凸状光拡散模様の仕上精度も実質的に加工の成り行きに任せざるを得ない状況にある。さらには、射出成形特有のガス焼けによって、射出成形金型に形成された当初の凹凸状光拡散模様を安定的かつ継続的に確保することが困難な状況にある。

本発明はかかる従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、導光板表面に微細な凹凸状光拡散模様を高精度に安定して確実に形成することができ、バックライト用途およびイルミネーション用途のいずれにも適して汎用性に富み、しかも生産性良好で製造コストの低減化が図れる導光板の製造方法を提供することにある。

本発明のもう一つの目的とするところは、上記製造方法を有効に実施することができる導光板の製造装置を提供することにある。

本発明のさらにもう一つの目的とするところは、上記製造方法により製造された導光板およびこの導光板を用いた発光パネルを提供することにある。

この目的を達成するため、本発明の導光板の製造方法は、光源から入射した光を導光して、表面に形成された凹凸状光拡散模様からなる発光パターンから出射発光させる導光板を製造する方法であって、転写表面に凹凸状光拡散模様が形成された転写用フィルムシートを射出成形金型に設置し、この射出成形金型に加熱溶融した高透明性合成樹脂材料を射出充填して上記転写用フィルムと一体の板状成形品を成形した後、この板状成形品から上記転写用フィルムシートを剥離させることによって、表面に上記凹凸状光拡散模様を転写形成した導光板とすることを特徴とする。

好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
（１）上記転写用フィルムシートを上記射出成形金型の一対の分割金型の分割面に沿って位置決め配置して、上記転写用フィルムシートの凹凸状光拡散模様が成形空洞部形成面の一部を構成するようにした。

（２）上記転写用フィルムシートの外周部を上記射出成形金型の成形空洞部から外部へ延長形成して、この延長形成部を上記一対の分割金型の分割面により挟持固定するように構成し、上記延長形成された転写用フィルムシートの外周部を、上記板状成形品から上記転写用フィルムシートを剥離させる際の剥離操作部として利用する。

（３）上記転写用フィルムシートは、合成樹脂フィルムの表面に上記凹凸状光拡散模様を紫外線硬化樹脂によりグラビア印刷方式で形成した後、成形すべき上記導光板の外周輪郭形状に対応した外周輪郭形状に切断して形成する。

本発明の導光板の製造装置は、上記本発明の製造方法を有効に実施するためのもので、固定的に設けられた固定側金型と、この固定側金型に対して開閉動作するように設けられた可動側金型とからなる分割構造の射出成形金型を備え、
上記固定側金型および可動側金型の分割面間部分に設けられた成形空洞部内に、上記固定側金型に設けられた射出成形ゲートを介して、加熱溶融された高透明性合成樹脂材料が高圧をもって射出注入される構成とされ、上記成形空洞部は、上記固定側金型に設けられて、導光板の外周形状を成形する本体成形部と、上記可動側金型に設けられて、上記導光板の表面に凹凸状拡散模様を転写成形する転写成形部とからなり、上記成形空洞部の転写成形部は、上記一対の固定側金型と可動側金型の分割面に沿って取外し可能に位置決め配置される転写用フィルムシートにより構成されることを特徴とする。

好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
（１）上記成形空洞部の転写成形部は、上記可動側金型に形成された平坦支持面と、この平坦支持面に取外し可能に位置決め配置される上記転写用フィルムシートとにより構成され、上記転写用フィルムシートの転写表面に上記凹凸状光拡散模様が形成されている。

（２）上記転写用フィルムシートの外周部は、上記成形空洞部から外部へ延長形成されてなり、この延長形成部は、上記一対の固定側金型と可動側金型の分割面により挟持固定される位置決め固定部として機能するとともに、射出成形された板状成形品から上記転写用フィルムシートを剥離させる際の剥離操作部としての機能を兼備する。

（３）上記転写用フィルムシートは、合成樹脂フィルムの表面に上記凹凸状光拡散模様が紫外線硬化樹脂によりグラビア印刷方式で形成されてなる。

本発明の導光板は、上記本発明の製造方法により好適に製造されるものであって、上記発光パターンを構成する凹凸状光拡散模様の凹凸断面の形状寸法が、光源非点灯時は透明であり、光源点灯時は上記凹凸状光拡散模様が発光するように設定されていることを特徴とする。

好適な実施態様として、以下の構成が採用される。
（１）上記凹凸状光拡散模様の凹凸断面の傾斜角度が２０°〜７０°に設定されるとともに、上記凹凸断面の深さが０．０１〜０．０３ｍｍに設定されている。

（２）複数の光源にそれぞれ対応する複数の上記発光パターンを表面に有し、
これら発光パターンを構成する上記凹凸状光拡散模様の配列方向が対応する上記光源の光軸に対して直交するように設定され、上記複数の凹凸状光拡散模様の配列方向は、対応する上記光源以外の他の光源の光軸との交差角が臨界角以下となるようにそれぞれ設定されている。

（３）導光板の外周輪郭縁において、複数の上記凹凸状光拡散模様の配列方向に平行な端縁がそれぞれ設けられ、これら端縁は、上記複数の発光パターンにそれぞれ対応する光源の位置決め設置部として機能する構造とされている。

本発明の発光パネルは、上記本発明の導光板と、この導光板の外周輪郭縁に隣接して設けられ、上記導光板の端面に向けて光を照射する光源とを備えてなることを特徴とする。

本発明の導光板の製造方法によれば、転写表面に凹凸状光拡散模様が形成された転写用フィルムシートを射出成形金型に設置し、この射出成形金型に加熱溶融した高透明性合成樹脂材料を射出充填して上記転写用フィルムと一体の板状成形品を成形した後、この板状成形品から上記転写用フィルムシートを剥離させることによって、表面に上記凹凸状光拡散模様を転写形成した導光板とするから、以下に列挙するような特有の優れた効果が発揮されて、微細な凹凸状光拡散模様を高精度に安定して確実に形成することができ、バックライト用途およびイルミネーション用途のいずれにも適して汎用性に富み、しかも生産性良好で製造コストの低減化が図れる導光板の製造方法を提供することができる。

（ａ）転写表面に凹凸状光拡散模様が形成された転写用フィルムシートを用いて、射出成形によりこの転写用フィルムシートと一体の高透明性合成樹脂材料からなる板状成形品を成形した後、この板状成形品から上記転写用フィルムシートを剥離させることで、表面に上記凹凸状光拡散模様を転写形成した導光板を安定的かつ大量に製造することができる。

すなわち、従来の射出成形による導光板の製造方法においては、射出成形金型の成形空洞部形成面に凹凸状光拡散模様を形成し、この凹凸状光拡散模様を射出成形によって導光板の表面に転写形成しているが、このように射出成形金型の成形空洞部形成面に凹凸状光拡散模様を直接形成する方法では、射出成形金型に理想的な凹凸状光拡散模様を形成することは事実上困難ないしは不可能であった。この結果、導光板の表面に転写形成される凹凸状光拡散模様の仕上精度も実質的に加工の成り行きに任せざるを得ないという不安定な状況にあるとともに、射出成形特有のガス焼けによって、射出成形金型に形成された当初の凹凸状光拡散模様を安定的かつ継続的に確保することが困難な状況にあった。

これに対して、本発明に係る製造方法においては、転写表面に凹凸状光拡散模様が形成された転写用フィルムシートを用いることにより、射出成形金型に凹凸状光拡散模様を形成するという事実上困難ないしは不可能な工程は一切不要であり、しかも、転写用フィルムシートは一つの導光板成形工程毎に射出成形金型に設置使用されるため、転写用の凹凸状光拡散模様が射出成形特有のガス焼けによって損傷を受ける可能性も低く、所定の凹凸状光拡散模様を安定的かつ継続的に確保することが可能である。

（ｂ）上記転写用フィルムシートを、合成樹脂フィルムの表面に精度・量産性が極めて高いグラビア印刷方式を用いて上記凹凸状光拡散模様を形成することにより、微細な凹凸状光拡散模様を高精度に形成することができ、延いては、表面に微細で高精度な凹凸状光拡散模様を有する導光板を安定して量産することができる。

（ｃ）転写表面に凹凸状光拡散模様が形成された転写用フィルムシートを導光板の射出成形に用いることにより、導光板の発光パターンのモデルチェンジや一部変更、さらにはシリーズ化による複数の意匠などにも、都度、射出成形金型を用意する必要はなく、凹凸状光拡散模様が異なる複数種類の転写用フィルムシートを予めまたは随時準備することにより、転写用フィルムシートを変更するだけで適宜対応することができ、極めて高い市場対応力を有している。

また、本発明の導光板の製造装置によれば、上記製造方法を有効に実施することができて、上述した特有の効果を発揮することができる。

さらに、本発明の導光板は、上記製造方法により製造することにより、以下の特有の効果を確実に発揮することができる。

（ｄ）上記発光パターンを構成する凹凸状光拡散模様の凹凸断面の形状寸法が、光源非点灯時は透明であり、光源点灯時は上記凹凸状光拡散模様が発光するように設定されている導光板が、本発明の製造方法により安定して確実に製造することができる結果、例えば、ゲーム機器、遊戯機器の業界では、その性格上、常に意外性・新規性を要求される状況にあるところ、光源非点灯時は透明である導光板が、光源を点灯することにより、凹凸状光拡散模様からなる発光パターンが発光して、あたかも何もない空間に忽然と文字、絵柄などが浮かび上がるといった意外性の高い効果を発揮する導光板を提供することができる。

（ｅ）複数の光源にそれぞれ対応する複数の上記発光パターンを表面に有し、これら発光パターンを構成する上記凹凸状光拡散模様の配列方向が対応する上記光源の光軸に対して直交するように設定され、上記複数の凹凸状光拡散模様の配列方向は、対応する上記光源以外の他の光源の光軸との交差角が臨界角以下となるようにそれぞれ設定されている。

具体的には、導光板の構成材料である高透明性合成樹脂材料、例えば、アクリル樹脂材料は、光線の入射角４５°以上では全透過、４５°以下では全反射するという光学特性を有するところ、この光学特性を利用して、上記凹凸状光拡散模様の配列方向とそれに対応する光源の位置を工夫することによって、単独の導光板に凹凸状光拡散模様からなる複数の発光パターンを配置することができ、これにより、ある時は個別に、またある時は複数の発光パターンを組み合わせて発光させることが可能な導光板を得ることができる。

本発明の一実施形態である導光板を備えた発光パネルの概略構成を一部模式的に示す斜視図である。 同じく同発光パネルの概略構成を一部模式的に示す平面図である。 同導光板の表面に形成された発光パターンの凹凸状拡散模様を示し、図３（ａ）は断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）における一点鎖線円内の凹凸部を拡大して示す断面図である。 同発光パネルにおける発光パターンの発光作用の一例を模式的に示す平面図である。 同じく同発光パネルにおける発光パターンの発光作用の他の例を模式的に示す平面図である。 同導光板の製造装置の構成を一部模式的に示す断面図で、図６（ａ）は主要構成部である射出成形金型の型開き状態を示し、図６（ｂ）は同射出成形金型の型締め状態を示す。 同射出成形金型の転写用フィルムシートの製造方法を説明するための断面説明図である。 同製造装置による導光板の製造方法を説明するための断面説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面全体にわたって同一の符号は同一の構成部材または要素を示している。

本発明に係る導光板を備えた発光パネルが図１〜図５に示されており、この発光パネル１は、ゲーム機器や遊戯機器等に搭載されて、各種イルミネーションを演出するもので、光源２および導光板３を主要部として構成されている。

光源２は、導光板３の光入射面としての側面または端面３ａに向けて光を出射する発光素子であり、この光源２の種類としては特に限定されるものではなく、目的に応じて、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、冷・熱陰極管、タングステン電球などが選択的に用いられる。図示の実施形態においては、指向性のあるＬＥＤが好適に用いられ、具体的にはＬＥＤエッジライトの形態とされている。

光源２は、上記導光板３の外周輪郭縁に隣接して設けられており、導光板３の端面３ａに向けて光Ｌを照射する。

なお、本実施形態においては、光源２が複数台設けられて、表現力豊かなイルミネーション効果を発揮する構成とされている。

具体的には、二つの光源２Ａ、２Ｂが設けられており、これら第１光源２Ａおよび第２光源２Ｂは、後述するように、導光板３に設けられた第１発光パターン１０Ａおよび第２発光パターン１０Ｂとそれぞれ協働する構成とされている。

導光板３は、光源２（２Ａ、２Ｂ）から入射した光Ｌ（ＬＡ、ＬＢ）を導光して、光出射面としての表面（図示例においては上側表面）３ｂから出射発光させるもので、光を全反射する高透明性合成樹脂材料が平板状に成形されてなる。

図示の実施形態の導光板３はアクリル樹脂製のもので、その外周輪郭は図示のような五角形状に成形されている。導光板３の外周輪郭形状がこのような五角形状とされているのは、二つの光源２Ａ、２Ｂが配置される構成であるからであり、これに関連して、導光板３の上記光出射面３ｂと対向する反射面としての裏面（図示例において下側表面）３ｃには、上述したように、二つの発光パターン１０（１０Ａ、１０Ｂ）が設けられている。

これら発光パターン１０（１０Ａ、１０Ｂ）は、光源２（２Ａ、２Ｂ）から入射して導光板３内を伝播した光を光出射面３ｂ側へ向けて拡散反射するためのもので、図３（ａ）に示すように、導光板３の反射面としての裏面３ｃに形成されており、具体的には、所定の文字・絵柄などからなる微細な凹凸状光拡散模様１５（１５Ａ、１５Ｂ）から構成されている。

なお、凹凸状光拡散模様１５（１５Ａ、１５Ｂ）が導光板３の反射面としての裏面３ｃに形成されているのは、本発明者らによる種々の試験研究の結果、光出射面としての表面３ｂに形成されるよりも、裏面３ｃに形成された方が、光源２（２Ａ、２Ｂ）から同じ光量の光Ｌ（ＬＡ、ＬＢ）を入射させた時に、凹凸状光拡散模様１５（１５Ａ、１５Ｂ）がより明るく発光することが判明しているからである。

また、凹凸状光拡散模様１５（１５Ａ、１５Ｂ）が導光板３の表面３ｂよりも裏面３ｃに形成されていた方が、光源２（２Ａ、２Ｂ）の非点灯時における導光板３の目視による透明度はより高い状態になることも判明している。

ただし、上記凹凸状光拡散模様１５（１５Ａ、１５Ｂ）は、目的および設計条件等により、導光板３の光出射面としての表面３ｂに形成される場合もある。

凹凸状光拡散模様１５（１５Ａ、１５Ｂ）は、導光板３の入射面３ａを介して入射した光源２（２Ａ、２Ｂ）からの光Ｌを出射表面３ｂへ向けて反射する傾斜した反射面を有する凹凸断面形状とされている。

凹凸状光拡散模様１５（１５Ａ、１５Ｂ）の凹凸断面の形状寸法は、光源２（２Ａ、２Ｂ）の非点灯時は導光板３が透明であり、光源２（２Ａ、２Ｂ）の点灯時は、上記凹凸状光拡散模様１５（１５Ａ、１５Ｂ）が拡散発光して所期の文字・絵柄等が導光板３の出射表面３ｂに浮き出るように設定されている。

図示の実施形態の凹凸状光拡散模様１５（１５Ａ、１５Ｂ）は、図１および図２に示すように複数の微細な直線溝１６、１６、…からなり、各直線溝１６の凹凸断面形状、つまり図３において、導光板３の反射面３ｃに対して垂直で、かつ光の導光方向に平行な断面における断面形状は、図示のごとく略二等辺三角形状のＶ字状とされている。

上記凹凸断面の形状寸法は、上記凹凸状光拡散模様１５（１５Ａ、１５Ｂ）の凹凸断面の傾斜角度θと深さｈを設定することで決定され、これらの設定値は、導光板３の構成材料の光特性に対応して具体的に決定されるが、高透明性合成樹脂材料からなる導光板３においては、上記凹凸状光拡散模様１５（１５Ａ、１５Ｂ）の凹凸断面の傾斜角度θが２０°〜７０°に設定されるとともに、上記凹凸断面の深さｈが０．０１〜０．０３ｍｍに設定されることが望ましい。

上記凹凸状光拡散模様１５（１５Ａ、１５Ｂ）の凹凸断面の傾斜角度θと深さｈが上記数値範囲内にあれば、導光板３に求められる上記の所期作用が得られるが、この数値範囲を外れると、光源２（２Ａ、２Ｂ）非点灯時に導光板３が透明とならず、また光源２（２Ａ、２Ｂ）点灯時に上記凹凸状光拡散模様１５（１５Ａ、１５Ｂ）の拡散発光が視覚的に不鮮明となることが判明している。

図示の実施形態においては、凹凸断面の傾斜角度θが３５°〜５５°に設定されるとともに、上記凹凸断面の深さｈが０．０１〜０．０１５ｍｍに設定されている。

また、本実施形態においては、上記発光パターン１０が二つの光源２Ａ、２Ｂにそれぞれ対応して二つ（第１発光パターン１０Ａ、第２発光パターン１０Ｂ）設けられているが、これらを構成する凹凸状光拡散模様１５Ａ、１５Ｂは以下のよう設定されている。

すなわち、二つの光源２Ａ、２Ｂにそれぞれ対応する二つの発光パターン１０Ａ、１０Ｂは、図２に示すように、これら発光パターン１０Ａ、１０Ｂを構成する上記凹凸状光拡散模様１５Ａ、１５Ｂの配列方向が、対応する上記光源２Ａ、２Ｂの光軸ＸＡ、ＸＢに対して直交するように設定される。

また、これら凹凸状光拡散模様１５Ａ、１５Ｂの配列方向は、対応する光源以外の光源の光軸、つまり凹凸状光拡散模様１５Ａであれば第２光源２Ｂの光軸ＸＢ、一方、凹凸状光拡散模様１５Ｂであれば第１光源２Ａの光軸ＸＡ、との交差角α（αＡ、αＢ）がそれぞれ臨界角以下となるように設定されている。

具体的には、図示の実施形態において、第１の発光パターン１０Ａは、所定の文字・絵柄などからなる凹凸状光拡散模様１５Ａを構成する直線溝１６、１６、…が一定方向に配向し、これと第１光源２Ａの光軸ＸＡが直角に交わるように設定される。また、第２の発光パターン１０Ｂも、所定の文字・絵柄などからなる凹凸状光拡散模様１５Ｂを構成する直線溝１６、１６、…が一定方向に配向し、これと第２光源２Ｂの光軸ＸＢが直角に交わるように設定される。

この場合、上記凹凸状光拡散模様１５Ａ、１５Ｂの配列方向は、それぞれが対応する光源以外の光源の光軸、つまり、凹凸状光拡散模様１５Ａであれば、第２光源２Ｂの光軸ＸＢ、また凹凸状光拡散模様１５Ｂであれば、第１光源２Ａの光軸ＸＡ、との交差角α（αＡ、αＢ）が臨界角つまり４５°以下となるように設定されている。

このような配置構成とすることにより、第１の発光パターン１０Ａの光源２Ａを点灯すると、第１の発光パターン１０Ａの凹凸状光拡散模様１５Ａで光拡散が生じ、第１の発光パターン１０Ａの文字・絵柄が発光する。このとき第２の発光パターン１０Ｂの凹凸状光拡散模様１５Ｂでは光軸ＸＡとの交差角αが臨界角の４５°以下にずれているため反応しない（図４参照）。

同様に、第２の発光パターン１０Ｂの光源２Ｂのみを点灯した場合は、第２の発光パターン１０Ｂのみが発光し、第１の発光パターン１０Ａは発光しない（図５参照）。

また、第１の発光パターン１０Ａおよび第２の発光パターン１０Ｂの光源２Ａおよび２Ｂを同時に点灯した場合は、第１の発光パターン１０Ａおよび第２の発光パターン１０Ｂ双方の文字・絵柄が同時に発光し、表現力豊かなイルミネーション効果を発揮する。

また、上記構成に関連して、導光板３の外周輪郭縁において、複数（図示例においては二つ）の上記凹凸状光拡散模様１５Ａ、１５Ｂの配列方向に平行な端縁１７Ａ、１７Ｂがそれぞれ設けられている。

これら端縁１７Ａ、１７Ｂは、第１および第２の発光パターン１０Ａ、１０Ｂにそれぞれ対応する光源２Ａ、２Ｂの位置決め設置部として機能する構造とされ、これにより、発光パネル１の組立時において、光源２Ａ、２Ｂを上記位置決め設置部１７Ａ、１７Ｂに隣接して位置決め配置させるだけ、これら光源２Ａ、２Ｂの対応する発光パターン１０Ａ、１０Ｂとの正確な配置構成が実現することとなり、組立作業の迅速化および容易化が図れる。

なお、上記光源２Ａ、２Ｂの位置決め設置部１７Ａ、１７Ｂに隣接する位置決め配置は、具体的には図示しないが、各光源２Ａ、２Ｂを支持する支持具等を上記位置決め設置部１７Ａ、１７Ｂに対して位置決め調整・固定する支持構造の採用により容易かつ確実に行われる。

続いて、以上のように構成された導光板３の製造方法について説明する（図６〜図８参照）。

本発明の導光板３の製造方法を実施するための製造装置を図６に示し、この製造装置は、具体的には導光板３を射出成形する射出成形装置である。

この射出成形装置は、固定側金型（キャビティ型）２０と可動側金型（コア型）２１とからなる分割構造の射出成形金型２２を主要部として備え、上記固定側金型２０および可動側金型２１の分割面２０ａ、２１ａ間部分に設けられた成形空洞部２３内に、上記固定側金型２０に設けられた射出成形ゲート２４を介して、加熱溶融された高透明性合成樹脂材料Ｐが高圧をもって射出注入される構成とされている。

固定側金型２０は、射出成形金型２２の固定側を構成するもので、図外の固定側取付プレートに取付けられており、分割面２０ａに、上記成形空洞部２３の本体成形部２３ａが設けられている。また、固定側金型２０の中央部分には、上記射出成形ゲート２４が設けられている。この射出成形ゲート２４には、射出成形金型２２を射出成形機に取り付ける際に、上記射出ノズルの湯口（図示省略）が接続されている。

可動側金型２１は、射出成形金型２２の可動側を構成するもので、図外の可動側取付プレートに取付けられており、分割面２１ａに、上記成形空洞部２３の転写成形部２３ｂが設けられている。上記可動側取付プレートは、成形型開閉装置に駆動連結されて、可動側金型２１を固定側金型２０に対して開閉動作する構成とされている。

上記成形空洞部２３は、上述したように、固定側金型２０に設けられて、導光板３の外周形状を成形する本体成形部２３ａと、可動側金型２１に設けられて、上記導光板３の表面３ｃに凹凸状拡散模様１５を転写成形する転写成形部２３ｂとからなる。

上記成形空洞部２３の転写成形部２３ｂは、上記一対の固定側金型２０と可動側金型２１の分割面２０ａ、２１ａに沿って取外し可能に位置決め配置される転写用フィルムシート２５により構成される。

図示の実施形態の転写成形部２３ｂは、上記可動側金型２１に形成された平坦支持面２６と、この平坦支持面２６に取外し可能に位置決め配置される上記転写用フィルムシート２５とにより構成されている。

上記転写用フィルムシート２５の転写表面２５ａには、上記導光板３の凹凸状光拡散模様１５を転写形成する凹凸状光拡散模様１５´が形成されており、図示の実施形態においては、二つの凹凸状光拡散模様１５Ａおよび１５Ｂをそれぞれ転写形成する二つの凹凸状光拡散模様１５Ａ´および１５Ｂ´が形成されている。

上記転写用フィルムシート２５の外周部は、上記成形空洞部２３から外部へ延長形成されてなり、この延長形成部２７は、上記一対の固定側金型２０と可動側金型２１の分割面２０ａ、２１ａにより挟持固定される位置決め固定部として機能するとともに、射出成形された板状成形品から上記転写用フィルムシート２５を剥離させる際の剥離操作部としての機能を兼備する。

上記転写用フィルムシート２５は、合成樹脂フィルム３０の表面に上記凹凸状光拡散模様１５´（１５Ａ´、１５Ｂ´）が紫外線硬化樹脂３３によりグラビア印刷方式で形成されてなる。以下に、この転写用フィルムシート２５の製造方法について説明する。

（i）図７（ａ）に示すように、金型３１を準備する。この金型３１は、アルミニウム合金、鉄、ステンレス鋼等の金属材料で構成され、その表面３１ａには、上記転写用フィルムシート２５の転写表面２５ａの凹凸状光拡散模様１５´を転写形成するための複数（図示の場合は二つ）の凹凸状模様３２が形成されている。この凹凸状模様３２は、切削加工、エッチング加工、レーザ加工等の適宜の加工手段によって形成されている。

（ii）図７（ｂ）に示すように、上記凹凸状模様３２を含めて金型３１の表面全体に、ペースト状または液体状の紫外線硬化樹脂３３を未硬化状態で塗布する。

（iii）図７（ｃ）に示すように、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム、ＰＶＣ（塩化ビニル樹脂）フィルム等の透明な合成樹脂フィルム３０を金型３１上に載置する。この場合、合成樹脂フィルム３０の一方の表面３０ａが、ペースト状または液体状の紫外線硬化樹脂３３に当接するように配置され、これにより、紫外線硬化樹脂３３は、合成樹脂フィルム３０と金型３１の間を毛細管現象により移動して、合成樹脂フィルム３０の表面３０ａ全体に紫外線硬化樹脂３３が塗布される。

（iv）図７（ｄ）に示すように、紫外線照射ランプ３５による合成樹脂フィルム３０に対する紫外線照射により、上記紫外線硬化樹脂３３が硬化して合成樹脂フィルム３０と一体化し、これによって、金型３１の表面３１ａには、凹凸状模様３２で形成された上記凹凸状光拡散模様１５´が合成樹脂フィルム３０の表面に転写される。

この場合、紫外線照射ランプ３５は、合成樹脂フィルム３０の上側から紫外線を照射させるが、合成樹脂フィルム３０は透明または半透明であるため、合成樹脂フィルム３０を透過した紫外線が、紫外線硬化樹脂３３を硬化させる。

（ｖ）図７（ｅ）に示すように、凹凸状光拡散模様１５´が転写表面２５ａに転写されて一体となった合成樹脂フィルム３０は、金型３１から剥離した後、成形すべき上記導光板３の外周輪郭形状に対応した外周輪郭形状に切断して、転写用フィルムシート２５を形成する。

具体的には、所定の発光パターン１０（１０Ａ、１０Ｂ）が得られるように調整された凹凸状光拡散模様１５´を有する転写用フィルムシート２５を、トムソン加工により所定の形状、つまり成形すべき上記導光板３の外周輪郭形状に対応した外周輪郭形状に打ち抜いて、転写用フィルムシート２５を形成する。

以上のように転写表面２５ａに凹凸状光拡散模様１５´が形成された転写用フィルムシート２５は、前述したように、射出成形金型２２内に取外し交換可能に設置されて、導光板３の製造装置の主要部を構成する。

次に、以上のように構成された射出成形装置を用いた導光板３の製造方法を説明する（図８参照）。

（１）転写用フィルムシート２５のセット：
可動側金型２１が固定側金型２０に対して離隔移動して型開きした状態で、転写用フィルムシート２５が可動側金型２１の平坦支持面２６にセット（位置決め配置）されて、成形空洞部２３の転写成形部２３ｂが形成される（図８（ａ））。

（２）射出成形金型２２の型締め：
転写用フィルムシート２５が可動側金型２１の平坦支持面２６にセットされた状態で、可動側金型２１が固定側金型２０に対して移動当接して型締めされる（図８（ｂ））。

これにより、上記転写用フィルムシート２５は、射出成形金型２２の固定側金型２０と可動側金型２１の分割面２０ａ、２１ａ間に沿って位置決め配置されるとともに、転写用フィルムシート２５の延長形成部２７が上記両分割面２０ａ、２１ａにより挟持固定されて、成形空洞部２３が閉塞形成される。

この成形空洞部２３の形成状態において、転写用フィルムシート２５の凹凸状光拡散模様１５´が成形空洞部２３形成面の一部を構成する。具体的には、転写用フィルムシート２５が成形空洞部２３の転写成形部２３ｂを構成して、凹凸状光拡散模様１５´がこの転写形成部２３ｂの一部を形成する。

（３）高透明性合成樹脂材料Ｐの射出・冷却・固化：
図外の射出成形機で加熱溶融された高透明性合成樹脂材料Ｐが、射出成形金型２２の射出成形ゲート２４から高い射出力をもって射出注入され、成形空洞部２３内に注入充填される（図８（ｃ））。

このとき、転写用フィルムシート２５は、成形空洞部２３の転写成形部２３ｂの平坦支持面２６に高透明性合成樹脂材料Ｐの充填圧力により密着して、成形空洞部２３の転写形成面となり、この転写形成面上に高透明性合成樹脂材料Ｐが充填された状態になる。

成形空洞部２３内に充填された高透明性合成樹脂材料Ｐは、冷却されて固化する。この固化状態において、高透明性合成樹脂材料Ｐと転写用フィルムシート２５との一体の板状成形品３´が成形される。

（４）射出成形金型２２の型開き、板状成形品３´の取出し：
高透明性合成樹脂材料Ｐと転写用フィルムシート２５との一体成型品である板状成形品３´が成形されると、可動側金型２１が固定側金型２０に対して離隔移動して型開きし、成形空洞部２３内から板状成形品３´が取り出される（図８（ｄ））。

（５）導光板３の完成：
取り出された板状成形品３´から上記転写用フィルムシート２５を剥離させることによって、表面に微小な凹凸状光拡散模様１５（１５Ａ、１５Ｂ）が転写形成された導光板３が完成する（図８（ｅ））。

板状成形品３´から上記転写用フィルムシート２５を剥離させるに際しては、凹凸状光拡散模様１５´を含む転写用フィルムシート２５の表面が熱硬化樹脂である紫外線硬化樹脂３３で形成されているため、板状成形品３´と一体成形された後も、転写用フィルムシート２５が熱で溶融することなく板状成形品３´から剥離することが可能である。また、転写用フィルムシート２５は、その外周部が成形空洞部２３よりも一回り大きく形成された延長形成部２７とされているから、この延長形成部２７が剥離操作部として有効に機能して、容易に剥離作業を行うことができる。

以上詳述したように、本実施形態の導光板３の製造方法によれば、転写表面２５ａに凹凸状光拡散模様１５´が形成された転写用フィルムシート２５を射出成形金型２２に設置し、この射出成形金型２２に加熱溶融した高透明性合成樹脂材料Ｐを射出充填して上記転写用フィルムシート２５と一体の板状成形品３´を成形した後、この板状成形品３´から上記転写用フィルムシート２５を剥離させることによって、表面３ｃに上記凹凸状光拡散模様１５´を転写形成した導光板３とするから、以下に列挙するような特有の優れた効果が発揮される。

（ａ）転写表面２５ａに凹凸状光拡散模様１５´が形成された転写用フィルムシート２５を用いて、射出成形によりこの転写用フィルムシート２５と一体の高透明性合成樹脂材料Ｐからなる板状成形品３´を成形した後、この板状成形品３´から上記転写用フィルムシート２５を剥離させることで、表面３ｃに微細な凹凸状光拡散模様１５（１５Ａ、１５Ｂ）を転写形成した導光板３を安定的かつ大量に製造することができる。

すなわち、従来の射出成形による導光板の製造方法においては、射出成形金型の成形空洞部形成面に凹凸状光拡散模様を形成し、射出成形によって導光板表面に上記凹凸状光拡散模様を転写形成しているが、このように射出成形金型の成形空洞部形成面に凹凸状光拡散模様を直接形成する方法では、射出成形金型に理想的な凹凸状光拡散模様を形成することは事実上困難ないしは不可能であり、この結果、導光板表面に形成される凹凸状光拡散模様の仕上精度も実質的に加工の成り行きに任せざるを得ないという状況にあるとともに、射出成形特有のガス焼けによって当初の凹凸状光拡散模様を安定的かつ継続的に得ることも困難な状況にあった。

これに対して、本実施形態の製造方法においては、転写表面２５ａに凹凸状光拡散模様１５´が形成された転写用フィルムシート２５を用いることにより、射出成形金型２２に凹凸状光拡散模様を形成するという事実上困難ないしは不可能な工程は一切不要である。しかも、転写用フィルムシート２５は一つの導光板成形工程毎に射出成形金型２２に設置使用されるため、転写用の凹凸状光拡散模様１５´が射出成形特有のガス焼けによって損傷を受ける可能性も低く、所定の凹凸状光拡散模様１５を安定的かつ継続的に確保することが可能である。

（ｂ）上記転写用フィルムシート２５を、合成樹脂フィルム３０の表面に精度・量産性が極めて高いグラビア印刷方式を用いて上記凹凸状光拡散模様１５´を形成することにより、微細な凹凸状光拡散模様１５´を高精度に形成することができ、延いては、表面３ｃに微細で高精度な凹凸状光拡散模様１５（１５Ａ、１５Ｂ）を有する導光板３を安定して量産することができる。

（ｃ）転写表面２５ａに凹凸状光拡散模様１５´が形成された転写用フィルムシート２５を導光板３の射出成形に用いることにより、導光板３の発光パターン１０（１０Ａ、１０Ｂ）のモデルチェンジや一部変更、さらにはシリーズ化による複数の意匠などにも、都度、射出成形金型２２を用意する必要はなく、凹凸状光拡散模様１５´が異なる複数種類の転写用フィルムシート２５を予めまたは随時準備することにより、転写用フィルムシート２５を変更するだけで適宜対応することができ、極めて高い市場対応力を有している。

また、本実施形態の導光板３の製造装置によれば、上記製造方法を有効に実施することができて、上述した特有の効果を発揮することができる。

さらに、本実施形態の導光板３は、上記製造方法により製造することにより、以下の特有の効果を確実に発揮することができる。

（ａ）上記発光パターン１０（１０Ａ、１０Ｂ）を構成する凹凸状光拡散模様１５（１５Ａ、１５Ｂ）の凹凸断面の形状寸法が、光源２（２Ａ、２Ｂ）の非点灯時は透明であり、光源２（２Ａ、２Ｂ）の点灯時は上記凹凸状光拡散模様１５（１５Ａ、１５Ｂ）が発光するように設定されている導光板３が、本実施形態の製造方法により安定して確実に製造することができる結果、例えば、ゲーム機器、遊戯機器の業界では、その性格上、常に意外性・新規性を要求される状況にあるところ、光源２（２Ａ、２Ｂ）の非点灯時は透明である導光板３が、光源２（２Ａ、２Ｂ）のを点灯することにより、凹凸状光拡散模様１５（１５Ａ、１５Ｂ）からなる発光パターン１０（１０Ａ、１０Ｂ）が発光して、あたかも何もない空間に忽然と文字、絵柄などが浮かび上がるといった意外性の高い効果を発揮する導光板を提供することができる。

（ｂ）二つの光源２Ａ、２Ｂにそれぞれ対応する二つの上記発光パターン１０Ａ、１０Ｂを表面に有し、これら発光パターン１０Ａ、１０Ｂを構成する上記凹凸状光拡散模様１５Ａ、１５Ｂの配列方向が対応する上記光源２Ａ、２Ｂの光軸ＸＡ、ＸＢに対して直交するように設定され、上記二つの凹凸状光拡散模様１５Ａ、１５Ｂの配列方向は、対応する上記光源２Ａまたは２Ｂ以外の他の光源２Ｂまたは２Ａの光軸ＸＢまたはＸＡとの交差角αが臨界角以下となるようにそれぞれ設定されている。

具体的には、導光板３の構成材料である高透明性合成樹脂材料Ｐ、例えば、アクリル樹脂材料は、光線の入射角４５°以上では全透過、４５°以下では全反射するという光学特性を有するところ、この光学特性を利用して、上記凹凸状光拡散模様１５Ａ、１５Ｂの配列方向とそれに対応する光源２Ａ、２Ｂの位置を工夫することによって、単独の導光板３に凹凸状光拡散模様１５Ａ、１５Ｂからなる二つの発光パターン１０Ａ、１０Ｂを配置することができ、これにより、ある時は個別に、またある時は二つの発光パターン１０Ａ、１０Ｂを組み合わせて発光させることが可能な導光板３を得ることができる。

なお、上述した実施形態はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内で種々の設計変更が可能である。

例えば、図示の実施形態においては、導光板３に二つの発光パターン１０Ａ、１０Ｂが配置され、これらがそれぞれ対応する光源２Ａ、２Ｂからの光で発光するように構成されているが、発光パターン１０の配置数は目的に応じて適宜増減可能であり、これに対応して光源２の数も増減可能である。

また、図示の実施形態においては、二つの発光パターン１０Ａ、１０Ｂが互いに離隔して配置されているが、これら二つの発光パターン１０Ａ、１０Ｂが重なり合うように配置されることも可能であり、より変化に富んだイルミネーション効果が期待できる。

導光板３の構成材料は、透明性の高い合成樹脂材料であれば種々のものが採用可能である。例えば、図示の実施形態においては全光線透過率が９２％程度のアクリル樹脂が使用されているが、この他にも全光線透過率が８９％程度のポリカーボネート樹脂なども採用可能であり、特に、パチンコなどの遊戯機の世界では、パチンコ玉(鋼球)との衝突によってアクリル系樹脂素材の割れが多発しており、耐衝撃性に優れるポリカーボネート樹脂が代替材料として採用可能である。

また、光源２として、発光色の異なる複数のLEDを組み込んだマルチカラーLED などを使用することも可能であり、このように複数色の光を発光するマルチカラーLEDを採用することにより、発光色が変化して、さらにバリエーションに富んだイルミネーション効果を得ることが可能である。

Ｌ（ＬＡ、ＬＢ） 光源からの光
Ｘ（ＸＡ、ＸＢ） 光源の光軸
Ｐ 高透明性合成樹脂材料
１ 発光パネル
２（２Ａ、２Ｂ） 光源
２Ａ 第１光源
２Ｂ 第２光源
３ 導光板
３ａ 導光板の側面（端面、光入射面）
３ｂ 導光板の表面（表面、光出射面）
３ｃ 導光板の裏面（表面、反射面）
３´ 板状成形品
１０ 発光パターン
１０Ａ 第１発光パターン
１０Ｂ 第２発光パターン
１５ 凹凸状光拡散模様
１５Ａ 第１凹凸状光拡散模様
１５Ｂ 第２凹凸状光拡散模様
１６ 直線溝（凹凸部）
１７Ａ、１７Ｂ 導光板の端縁（位置決め設置部）
２０ 固定側金型
２１ 可動側金型
２２ 射出成形金型
２０ａ 固定側金型の分割面
２１ａ 可動側金型の分割面
２３ 成形空洞部
２３ａ 成形空洞部の本体成形部
２３ｂ 成形空洞部の転写成形部
２４ 射出成形ゲート
２５ 転写用フィルムシート
２５ａ 転写表面
２６ 平坦支持面
２７ 延長形成部
３０ 合成樹脂フィルム
３３ 紫外線硬化樹脂
３５ 紫外線照射ランプ

Claims (13)

1. 光源から入射した光を導光して、表面に形成された凹凸状光拡散模様からなる発光パターンから出射発光させる導光板を製造する方法であって、
   転写表面に凹凸状光拡散模様が形成された転写用フィルムシートを射出成形金型内に設置し、この射出成形金型内に加熱溶融した高透明性合成樹脂材料を射出充填して前記転写用フィルムシートと一体の板状成形品を成形した後、この板状成形品から前記転写用フィルムシートを剥離させることによって、表面に前記凹凸状光拡散模様を転写形成した導光板とする
   ことを特徴とする導光板の製造方法。
2. 前記転写用フィルムシートを前記射出成形金型の一対の分割金型の分割面に沿って位置決め配置して、前記転写用フィルムシートの凹凸状光拡散模様が成形空洞部形成面の一部を構成するようにした
   ことを特徴とする請求項１に記載の導光板の製造方法。
3. 前記転写用フィルムシートの外周部を前記射出成形金型の成形空洞部から外部へ延長形成して、この延長形成部を前記一対の分割金型の分割面により挟持固定するように構成し、
   前記延長形成された転写用フィルムシートの外周部を、前記板状成形品から前記転写用フィルムシートを剥離させる際の剥離操作部として利用する
   ことを特徴とする請求項２に記載の導光板の製造方法。
4. 前記転写用フィルムシートは、合成樹脂フィルムの表面に前記凹凸状光拡散模様を紫外線硬化樹脂によりグラビア印刷方式で形成した後、成形すべき前記導光板の外周輪郭形状に対応した外周輪郭形状に切断して形成する
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の導光板の製造方法。
5. 光源から入射した光を導光して、表面に形成された凹凸状光拡散模様からなる発光パターンから出射発光させる導光板を製造する装置であって、
   固定的に設けられた固定側金型と、この固定側金型に対して開閉動作するように設けられた可動側金型とからなる分割構造の射出成形金型を備え、
   前記固定側金型および可動側金型の分割面間部分に設けられた成形空洞部内に、前記固定側金型に設けられた射出成形ゲートを介して、加熱溶融された高透明性合成樹脂材料が高圧をもって射出注入される構成とされ、
   前記成形空洞部は、前記固定側金型内に設けられて、導光板の外周形状を成形する本体成形部と、前記可動側金型に設けられて、前記導光板の表面に凹凸状拡散模様を転写成形する転写成形部とからなり、
   前記成形空洞部の転写成形部は、前記一対の固定側金型と可動側金型の分割面に沿って取外し可能に位置決め配置される転写用フィルムシートにより構成される
   ことを特徴とする導光板の製造装置。
6. 前記成形空洞部の転写成形部は、前記可動側金型に形成された平坦支持面と、この平坦支持面に取外し可能に位置決め配置される前記転写用フィルムシートとにより構成され、
   前記転写用フィルムシートの転写表面に前記凹凸状光拡散模様が形成されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の導光板の製造装置。
7. 前記転写用フィルムシートの外周部は、前記成形空洞部から外部へ延長形成されてなり、
   この延長形成部は、前記一対の固定側金型と可動側金型の分割面により挟持固定される位置決め固定部として機能するとともに、射出成形された板状成形品から前記転写用フィルムシートを剥離させる際の剥離操作部としての機能を兼備する
   ことを特徴とする請求項５または６に記載の導光板の製造装置。
8. 前記転写用フィルムシートは、合成樹脂フィルムの表面に前記凹凸状光拡散模様が紫外線硬化樹脂によりグラビア印刷方式で形成されてなる
   ことを特徴とする請求項５から７のいずれか一つに記載の導光板の製造装置。
9. 光源から入射した光を導光して、表面に形成された発光パターンから出射発光させる導光板であって、
   前記発光パターンを構成する凹凸状光拡散模様の凹凸断面の形状寸法が、光源非点灯時は透明であり、光源点灯時は前記凹凸状光拡散模様が発光するように設定されている
   ことを特徴とする導光板。
10. 前記凹凸状光拡散模様の凹凸断面の傾斜角度が２０°〜７０°に設定されるとともに、前記凹凸断面の深さが０．０１〜０．０３ｍｍに設定されている
    ことを特徴とする請求項９に記載の導光板。
11. 複数の光源にそれぞれ対応する複数の前記発光パターンを表面に有し、
    これら発光パターンを構成する前記凹凸状光拡散模様の配列方向が対応する前記光源の光軸に対して直交するように設定され、
    前記複数の凹凸状光拡散模様の配列方向は、対応する前記光源以外の他の光源の光軸との交差角が臨界角以下となるようにそれぞれ設定されている
    ことを特徴とする請求項９または１０に記載の導光板。
12. 導光板の外周輪郭縁において、複数の前記凹凸状光拡散模様の配列方向に平行な端縁がそれぞれ設けられ、
    これら端縁は、前記複数の発光パターンにそれぞれ対応する光源の位置決め設置部として機能する構造とされている
    ことを特徴とする請求項１１に記載の導光板。
13. 請求項９〜１２のいずれか一つに記載の導光板と、この導光板の外周輪郭縁に隣接して設けられ、前記導光板の端面に向けて光を照射する光源とを備えてなる
    ことを特徴とする発光パネル。
    

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