JP5999672B2 - 面発光体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、簡便かつ安価な面発光体の製造方法および面発光体であって、大量生産に適した面発光体の製造方法に関する。

従来から、導光板に用いられる種々の面発光体及びその製造方法が提案されている。

例えば、特許文献１（特開２００８−２７６０９号公報）においては、エッジライト式バックライトの薄型化が可能な、生産性が高く安価で、可撓性のある薄型面発光体の提供を目的とした技術が提案されている。

即ち、上記特許文献１においては、透明な熱可塑性樹脂を押出し加工した薄肉厚の導光体の一面に、導光体と同類の樹脂、又は相容性樹脂（バインダー）を溶融し、反射材（ビーズ）を混合して作製した塗料を噴霧コーティングした後に乾燥させた反射材含有コーティングを形成し、さらに、顔料を配合したバインダー塗料をコーティング層上に噴霧コーティングして顔料含有層を形成し、反射層とすることが提案されている。

特に、シート状導光体の光源側端面の光入射部分以外の部分及び／又は光源側端面以外の１又は２以上の端面には、反射材を配合したバインダー塗料、アルミ粉末等の顔料を混合したバインダー塗料を噴霧コーティングした顔料層又は反射層により、発光面の高輝度化を図ることができる。また、噴霧コーティングには、反射材や顔料のグラデーションをかけることもできるとされている。

特開２００８−２７６０９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、可撓性を有する基材等に反射層を形成して反射光量に優れた面発光体を製造する際に、面発光体を、必ずしも簡便に、安価に、大量生産することはできなかった。そこで、本発明の目的は、反射光量に優れた面発光体を、簡便に、安価に、大量生産することができる、面発光体の製造方法を提供するものである。

本発明者は上記目的を達成すべく、面発光体の製造方法および面発光体について鋭意研究を重ねた結果、透明又は半透明のシート材の表面に、無機顔料又は金属粉末を含有したポリウレタン樹脂塗料を噴霧塗布することにより、前記シート材の表面に面発光層を形成すること等が効果的であることを見出し、本発明に到達した。

即ち、本発明は、
透明又は半透明のシート材の表面に、無機顔料又は金属粉末を含有したポリウレタン樹脂塗料を噴霧塗布することにより、前記シート材の表面に面発光層を形成し、前記シート材の表面に前記ポリウレタン樹脂塗料を噴霧塗布する際には、前記ポリウレタン樹脂塗料を、前記シート材の表面にドットパターンが形成されるように塗布し、前記ドットパターンは、複数のドットを不規則に配置した後に、前記各ドットが重ならないように前記各ドットの配置位置を補正したパターンである、ことを特徴とする面発光体の製造方法、を提供する。

かかる本発明の面発光体の製造方法は、以下の作用効果を奏するものである。つまり、
シート材の表面にポリウレタン樹脂塗料を噴霧塗布するだけで、シート材の反射効率（反射光、抜け光再反射光、散乱光）を向上させて、高屈折率を伴った散乱光層となる面発光層を形成することができる。これにより、反射光量に優れた面発光体を、簡便に、安価に、大量生産することが可能となる。この場合、シート材の反射光量の向上を、薄いシート材から厚いシート材に至るまで対応させることが可能となる。
また、反射光量に優れた面発光体を構成することが可能となる。
さらに、形状が制御された多種多様のパターンを形成させることができる。

また、本発明の面発光体の製造方法においては、前記ポリウレタン樹脂塗料は、アクリルポリオール樹脂塗材からなる主剤と、ポリイソシアネート樹脂からなる硬化剤とを含み、前記主剤は、無機顔料又は金属粉末を含有する、ことが好ましい。
これにより、シート材に耐候性に優れた面発光層を形成することが可能となる。

また、本発明の面発光体の製造方法においては、前記ポリウレタン樹脂塗料は、前記主剤の溶媒を含み、前記溶媒に対する前記主剤の濃度は、１ｗｔ％〜８ｗｔ％である、ことが好ましい。
これにより、反射光量に優れた面発光体を構成することが可能となる。

また、本発明の面発光体の製造方法においては、前記ポリウレタン樹脂塗料は、酢酸エチルを主成分とした密着剤をさらに含む、ことが好ましい。
これにより、面発光層のシート材に対する密着性を向上することが可能となる。

また、本発明の面発光体の製造方法においては、前記ドットパターンが、下記の手順で決定されたものである、ことが好ましい。（１）ドットパターンにおける各ドットを不規則に初期配置する。（２）ドットを円で置き換える。（３）各円が重ならないように各円の配置位置を補正する。（４）円を元のドットに戻す。

上記手順でドットパターンを決定（グラデーションパターンを設定）することで、入光面乱光による面発光体の面発光を均整化することができる。

また、本発明の面発光体の製造方法においては、前記シート材の下部より、前記ポリウレタン樹脂塗料を噴霧する、ことが好ましい。

より具体的には、透明・半透明熱可塑性樹脂板（他材料も可能であり、硬化性樹脂も使用可能）を吸着及び保持し、当該樹脂板の下面より塗料配合剤（定着剤・混合配合剤・クリア剤）を適合した噴霧用各種エアーノズルを用い、圧縮空気（ブロアー等も可）によって積層塗布・重合塗布を行う面発光体を形成する面発光体の製造方法を提供する。塗料基剤・有機溶剤・クリア剤等を混合配合した塗材組成物（ポリウレタン樹脂塗料）は、固定された透明・半透明熱可塑性樹脂板の下面へ、制御された圧縮空気によって吹付け塗装される。

上記の本発明において、樹脂板の下面側へ塗布された塗材組成物（ポリウレタン樹脂塗料）は、有機溶剤の配合比率等により粘度を選定して塗布を行うことにより、断面が半月形状になるか若干の時間的経過と共に、重力の影響により、喫形形状になる。当該喫形形状は、面発光体にとって入射光源より入光した光の屈折に於いて屈折乱反射率が高く、より高い発光効率が得られやすいという特徴を有している。

塗材組成物（ポリウレタン樹脂塗料）の塗布量が一定（均一）の場合、光源側からの距離に比例して光量が減衰することから、面発光体の光量を平均化させるためには、グラデーションパターン、塗布積層厚さ及び重合比率の最適化が必要となる。ここで、光源側からの距離に対応した多重塗布噴霧制御を予め制御側に構築して塗布噴霧を行うことで、光量の平均化を達成することができる。

また、本発明の面発光体の製造方法においては、前記ポリウレタン樹脂塗料の噴霧塗布を、パルスジェットスプレーにより行う、ことが好ましい。
これにより、シート材のＲ面・曲面・変形面に対応可能、筒型状・外面・内径面に対応可能となる。また、圧力調整及び塗布量調整が容易であり、グラデーションも任意に調整が可能となる。さらに、塗布面・ノズル（各種）調整による、広範囲狭窄面塗布が可能となる。また、特殊インク塗剤が不要であり、安価基材の使用と良好な操作性による大量安価生産が可能となる。

また、本発明の面発光体の製造方法においては、前記パルスジェットスプレーにより前記ポリウレタン樹脂塗料の噴霧塗布を行う際には、少なくとも１つ以上のスプレーノズルからなるスプレーノズルユニットを用いること、が好ましい。複数のスプレーノズルを並べることで、効率よくドットパターンを形成させることができる。スプレーノズルは、例えば、１ｍ×２ｍの範囲に単列及び複列に配置される。当該スプレーノズルユニットを用いることで、演算制御に基づく塗布を効率的に達成することができる。

また、塗材組成物（ポリウレタン樹脂塗料）とスプレーノズルを市販のロボット（多関節型制御ロボット）及び、三次元型（Ｘ・Ｙ・Ｚ・Ａ・Ｂ軸）制御軸の先端部に装置し、各種形状（Ｒ面・波形面・柱状・球面・円筒状等）の樹脂板に対して、角度傾斜テーブル及び回転テーブルと連動させることにより、従来は不可能とされている各種立体形状に即した形状の塗布噴霧を、樹脂板の下部又は上部より面直角に行うことができる。

上記態様で塗材組成物（ポリウレタン樹脂塗料）の噴霧を行うことで、塗布噴霧速度を早くすることができる（例えば、１ｍ×２ｍの場合、約３０秒）。加えて、市販の塗料を使用することができ、樹脂板の大きさ及び形状にも限定されないため、経済性にも優れ、加工コストも安価となる。

また、本発明の面発光体の製造方法においては、前記パルスジェットスプレーにより前記ポリウレタン樹脂塗料の噴霧塗布を行う際には、前記パルスジェットスプレーを行うスプレーノズルにより前記ドットパターンを任意の方向に拡大又は縮小させること、が好ましい。面発光体のサイズ及び形状等によってドットパターンを拡大又は縮小させることで、効率的に面発光層を形成することができる。

更に、本発明の面発光体の製造方法においては、前記面発光層の表面に、ポリオール樹脂塗材とポリイソシアネート樹脂とを含むコーティング剤を噴霧して、前記面発光層の上層にコーティング層を形成する、ことが好ましい。
これにより、面発光層にて反射、散乱した光がコーティング層にてさらに拡散され散乱することとなり、シート材の反射光量をさらに向上させることが可能となる。

ここで、前記ポリウレタン樹脂塗料における主剤は無機顔料として酸化チタンを含むこと、が好ましい。前記無機顔料は本発明の効果を損なわない限りにおいて特に制限されず、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、硫酸バリウム、沈降性硫酸バリウム白亜、金、白金、アルミニウム等を用いることができるが、粒径がサブミクロンの酸化チタン（ＴｉＯ２）を用いることで、良好な散乱光層を形成することができる。

本発明によれば、反射光量に優れた面発光体を、簡便に、安価に、大量生産することができる。

塗材組成物における溶媒に対する主剤の濃度と面発光体における反射光量向上率との関係を示す図である。 面発光層がドット状に形成された面発光体を示す斜視図である。 面発光層がドット状に形成された面発光体を示す側面断面図である。 ドットパターンを決定する手法を示す模式図である。 円の平行移動を制限する領域を示す模式図である。 スプレーノズルユニットの一例を示す底面図及び側面図である。 本発明の一実施形態に係る面発光体の製造方法に用いる積層重合塗布本体（Ａ）の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る面発光体の製造方法に用いる素材吸着自動投入装置（Ｂ）の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る面発光体の製造方法に用いる乾燥・搬送出部（Ｃ）の一例を示す図である。 実施面発光体１の外観写真である。 実施面発光体２の外観写真である。 実施面発光体３の外観写真である。 実施面発光体４の外観写真である。 実施面発光体５の外観写真である。

以下、本発明に係る面発光体の製造方法の一実施形態について説明するが、これらは本発明の一実施形態を示すに過ぎずこれらによって本発明が限定されるものではない。

本発明は、導光体（導光板）となる透明又は半透明のシート材の表面に、無機顔料又は金属粉末を含有したポリウレタン樹脂塗料を噴霧塗布することにより、前記シート材の表面に面発光層を形成すること、を特徴とする面発光体の製造方法である。以下、本発明の各構成要件について詳細に説明する。

（１）塗材組成物
前記ポリウレタン樹脂塗料は、前記シート材に噴霧塗布される塗材組成物である。塗材組成物であるポリウレタン樹脂塗料の主剤にはアクリルポリオール樹脂塗材を使用し、硬化剤としてポリイソシアネート樹脂を配合することができる。また、主剤には酸化チタン、酸化亜鉛、酸化バリウム、沈降性硫酸バリウム白亜等の無機顔料を含有させることが好ましい。無機顔料の他には、遮蔽性が高く光の反射性の良い金属粉末（金、白金、アルミニウム等）を含有させることができる。さらに、主剤には、パール粉末や石英等といった反射性の良い有機物質、無機物質を含有させることができる。このように、塗材組成物の主剤には、高光反射性物質である無機顔料、金属粉末、有機物質、無機物質を含有させることができる。

主剤と硬化剤とを混合配合することにより、アクリルポリオール樹脂塗材中の水酸基とポリイソシアネート樹脂塗材中のイソシアネート基が付加重合反応してウレタン系クリア塗膜が形成される。ウレタンは、多官能イソシアネート類ポリイソシアネートと水酸基等の活性水素を有する化合物、一般的にはヒドロキシル基をもつ化合物ポリオールを指し、これらとの付加反応により生成されたもので結合部分をウレタン結合と呼ばれる。

ウレタン結合（ＲＮＨ−ＣＯＯＲ'）はイソシアネート基（−Ｎ＝ＣＯ）とヒドロキシル基（−Ｒ−ＯＨ）との付加重合により形成される。付加重合により繰り返しウレタン構造を持つ高分子化合物が生成され一般的にポリウレタン樹脂と呼ばれている。ポリウレタン樹脂の特徴を生かした塗材構成を変えることで、塗材組成物をシート材の表面に噴霧塗布してシート材の表面に面発光層を形成する「積層重合方式」に必要とされる伸縮性や熱可塑性、熱硬化性等の特性を種々に変化させて、面発光層が形成されたシート材の抗張力、耐摩耗性、耐水性等、種々の要求を満たす塗材構成とすることができる。

本実施形態においては、塗材組成物における主剤である無機顔料又は金属粉末を含有したアクリルポリオール樹脂塗材と硬化剤であるポリイソシアネート樹脂とを混合した後に、当該塗材組成物をシート材の表面に噴霧塗布する。シート材の表面に噴霧塗布された塗材組成物においては、アクリルポリオール樹脂塗材とポリイソシアネート樹脂とが重合反応することによりポリウレタン樹脂が生成されて塗膜となり、ポリウレタン樹脂の塗膜により構成される面発光層がシート材の表面に形成されることとなる。このアクリルポリオール樹脂塗材とポリイソシアネート樹脂との重合反応は、常温にて進行させることが可能である。
このように、アクリルポリオール樹脂塗材とポリイソシアネート樹脂とを混合した後に、塗材組成物をシート材の表面に噴霧塗布することで、塗材組成物をシート材の表面に積層させるとともに、アクリルポリオール樹脂塗材とポリイソシアネート樹脂との重合反応を進行させて、ポリウレタン樹脂からなる面発光層をシート材の表面に形成することができる。

シート材の表面に形成された面発光層を構成するポリウレタン樹脂は、高光反射性物質である無機顔料又は金属粉末等を含有するため、シート材に光を照射した場合、例えばシート材の端面から面方向に沿って光を照射した場合の、シート材の反射光量を向上させることが可能となっている。また、面発光層を形成する場合には、主剤（アクリルポリオール樹脂塗材）と硬化剤（ポリイソシアネート樹脂）とを混合した後に一度にシート材に噴霧塗布することとなるため、面発光層を形成するための塗材組成物の塗布工程の時間を短縮することが可能となっている。

本実施形態においては、塗材組成物の主剤としてアクリルポリオール樹脂塗材を用いているが、これに限るものではなく、他のポリオール樹脂塗材を用いることも可能である。但し、アクリルポリオール樹脂塗材を用いることにより、耐候性に優れた面発光層を形成することが可能となる。
なお、主剤と硬化剤とを混合した際の初期硬化時間は、常温で６０秒程度とすることが可能であり、熱風循環加熱等の加熱を行うと数秒程度で初期硬化を行うことが可能となる。このように、主剤と硬化剤とを混合した後、短時間でポリウレタン樹脂が生成されるため、面発光層を形成するための工程の時間を短縮することが可能となっている。

また、塗材組成物をシート材の表面に噴霧塗布する際には、例えば酢酸エチルを主成分とし、酢酸ブチル及び酢酸イソブチルを添加した密着剤を併用することで、面発光層のシート材に対する密着性を向上することが可能となる。
密着剤を併用する場合は、例えば、主剤（アクリルポリオール樹脂塗材）と硬化剤（ポリイソシアネート樹脂）と密着剤とを混合した後、その混合物（主剤、硬化剤および密着剤）をシート材の表面に噴霧塗布することができる。
このように、主剤、硬化剤および密着剤を混合した後に、一度に噴霧塗布することで、面発光層を形成するための工程の時間を短縮することが可能となっている。

塗材組成物の主剤の溶媒として、トルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素、ｎ−ヘキサン、シクロへキサン等の脂肪族系又は脂環式炭化水素、酢酸エチル、酢酸プロピル等のエステル類、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルキレングリコールモノアルキエーテル等を用いることができ、噴霧容易性等の観点から適宜調整すればよい。

塗材組成物をシート材の表面に噴霧塗布する際には、溶媒に対する主剤の濃度を１ｗｔ％〜８ｗｔ％程度とすることが好ましい。また、溶媒に対する主剤の濃度は、５ｗｔ％程度とすることがさらに好ましい。このように、溶媒に対する主剤の濃度を１ｗｔ％〜８ｗｔ％程度に設定することで、反射光量に優れた面発光体を構成することが可能となる。
これは、例えば、図１に示すように、溶媒に対する主剤の濃度を上昇させていくと、面発光体の反射光量向上率（（面発光層有りの場合の反射光量／面発光層無しの場合の反射光量）×１００−１００）が向上していき、溶媒に対する主剤の濃度が５ｗｔ％程度になったところで、反射光量向上率が最も高くなり、溶媒に対する主剤の濃度が５ｗｔ％程度を超えると、反射光量向上率が徐々に低下していくことによる。図１の場合、溶媒に対する主剤の濃度が５ｗｔ％の場合の反射光量向上率は、５０％程度となっている。

ここで、溶媒に対する主剤の濃度が上昇すると、シート材の表面に形成される面発光層内の高光反射性物質量が増加して、反射光量が向上することとなる。
一方、面発光体においては、高光反射性物質により反射された光がポリウレタン樹脂内およびシート材内で散乱、拡散等することにより反射光量が向上するが、面発光層内の高光反射性物質量が多くなり過ぎると、ポリウレタン樹脂内およびシート材内での光の散乱、拡散が抑制されることとなる。
従って、溶媒に対する主剤の濃度が５％程度になるまでは、高光反射性物質量の増加による反射光量の向上がみられ、主剤の濃度が５％程度を超えると、ポリウレタン樹脂内およびシート材内での光の散乱、拡散の抑制の効果により、反射光量向上率が徐々に低下していくものであると考えられる。
また、面発光層内の高光反射性物質量が多くなり過ぎると、高光反射性物質により光の透過が遮られる度合が高くなるため、シート材の透明度が損なわれがちとなる。
このようなことから、溶媒に対する主剤の濃度を１ｗｔ％〜８ｗｔ％程度とすることで、反射光量に優れた面発光体を構成することが可能となる。
また、溶媒に対する主剤の濃度を１ｗｔ％〜８ｗｔ％程度の低濃度とすることで、主剤の使用量を少なくすることができ、面発光体の製造コストを低く抑えることが可能となる。

塗材組成物をシート材の表面に積層重合させる場合、即ち、塗材組成物をシート材の表面に噴霧塗布して積層させるとともに、アクリルポリオール樹脂塗材とポリイソシアネート樹脂との重合反応を進行させて、ポリウレタン樹脂からなる面発光層をシート材の表面に形成する場合、二層面への二次反射クリア基材として、光学フィルム用のコーティング剤を噴霧塗布させることが好ましい。
つまり、塗材組成物をシート材の表面に噴霧塗布して面発光層を形成する場合、前記面発光層の表面に、例えばポリオール樹脂塗材とポリイソシアネート樹脂との混合物を含むコーティング剤を噴霧塗布して、前記面発光層の上層にポリウレタン樹脂からなるコーティング層を形成することが好ましい。前記ポリオール樹脂塗材としては、例えばアクリルポリオール樹脂塗材を用いることができる。

当該コーティング剤の溶媒としては、トルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素のｎ−へキサン、シクロへキサン等の脂肪族系又は脂環式炭化水素、酢酸エチル、酢酸プロピル等のエステル類、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のアルキレングリコールモノアルキエーテル等を用いることができる。当該コーティング層であるクリア層の積層重合により、基材の反射効率（反射光、抜け光再反射光、散乱光）を向上させて、高屈折率を伴った散乱光層の形成と柔軟性を持った表面硬化層の形成を達成することができる。
このように、前記面発光層の上層にコーティング層を形成して、面発光層とコーティング層との二層構造とすることで、面発光層にて反射、散乱した光がコーティング層にてさらに拡散され散乱することとなり、シート材の反射光量をさらに向上させることが可能となる。また、面発光層のシート材に対する固定度合を向上することもできる。

なお、コーティング剤を面発光層の表面に噴霧塗布する際には、例えば酢酸エチルを主成分とし、酢酸ブチル及び酢酸イソブチルを添加した密着剤を併用することで、コーティング層の面発光層に対する密着性を向上することが可能となる。
密着剤を併用する場合は、例えば、コーティング剤（アクリルポリオール樹脂塗材およびポリイソシアネート樹脂）と密着剤とを混合した後、その混合物（コーティング剤および密着剤）を面発光層の表面に噴霧塗布することができる。
このように、コーティング剤および密着剤を混合した後に、一度に噴霧塗布することで、コーティング層を形成するための工程の時間を短縮することが可能となっている。

（２）ドットパターンの設定
導光板等の面発光体における入光面乱光の光量を向上するために、前記塗材組成物を、シート材の表面にドットパターンが形成されるように塗布することが好ましい。つまり、図２、図３に示すように、面発光層を構成するポリウレタン樹脂が、シート材の表面上にドット状に存在するように、塗材組成物の塗布を行うことが好ましい。
このように、塗材組成物をドット状に塗布して、ポリウレタン樹脂により構成される面発光層がシート材の表面にドット状に存在する面発光体を構成した場合、シート材の表面においては、ポリウレタン樹脂が存在する箇所と存在しない箇所とがあることとなり、シート材に面発光層を形成することにより構成された面発光体の反射光量を向上することが可能となっている。つまり、ポリウレタン樹脂の高光反射性物質により反射された光が、シート材のポリウレタン樹脂が存在していない部分において良好に散乱や屈折等をすることとなり、導光体の反射光量が全体的に向上することとなっている。従って、ポリウレタン樹脂がシート材の表面上にドット状に存在するように面発光層を形成した場合は、ポリウレタン樹脂がシート材の全面にわたって存在するように面発光層を形成した場合に比べて、反射光量に優れた面発光体を構成することが可能となる。

なお、塗材組成物をドット状に塗布する際には、後述するパルスジェットスプレーにより塗布を行う他、所定のドットパターンの開口部が形成されたマスク部材によりシート表面を被覆し、そのマスク部材の上方からスプレーや印刷等の適宜方法によって塗材組成物を塗布することができる。

また、面発光体における入光面乱光の面発光均整化（面発光体における発光強度が全面的に均一であること）を実現するためには、シート材の表面にドットパターンを形成する際に、光源からの距離等に応じてドットパターンを決定することが好ましい。
例えば、光源からの距離が小さい箇所においてはドットの密度が低くなり、光源からの距離が大きい箇所においてはドットの密度が高くなるようなドットパターンを決定することが好ましい。

また、面発光体における発光強度を均一にするためには、形成するドットパターンにおいて、ドット間に重なりがないこと、および不規則であること（規則的なドットパターンはモアレ縞を発生する）、が好ましい。このように、ドット間に重なりがなく不規則なドットパターンを形成することで、光を効率的に反射、散乱、屈折等させるとともに、面発光体における発光強度を均一にすることが可能となる。
ドット間に重なりがなく不規則なドットパターンは、例えばドットの配置位置を疑似乱数を用いて決定し、決定したドットの配置位置を、各ドットが重ならないように補正することにより得ることができる。

ただし、疑似乱数を用いて形成したドットパターンでは、ドットの分布が揺らいてドットが一様に分布しないことがあるため、疑似乱数によるドット分布の揺らぎを排除するために、疑似乱数の代わりに超一様分布列を用いてドットパターンを形成することが好ましい。つまり、超一様分布列を用いてドットパターンを形成することにより一様なドットパターンを形成することができ、ドットの配置が偏ってドットパターンにムラが生じることを防止することが可能となる。

このように、発明者においては、超一様分布列（ｌｏｗ−ｄｉｓｃｒｅｐａｎｃｙ ｓｅｑｕｅｎｃｅs：通称ＬＤＳ）を基にしたパターン作成が、不規則かつ一様なドットパターンを形成するために極めて効果的であることを見出した。以下、本発明の面発光体の製造方法において好適に用いることができる超一様分布列を用いたドットパターンの決定手法について、詳細に説明する。

（２−１）超一様分布列を用いたドットパターンの決定
まず、ドットパターンにおける各ドットを不規則に初期配置する。この場合、ドットパターンの各箇所において予め設定されているドットの充填率（配置されるドットの密度）に応じて各ドットを配置する。
以下では、疑似乱数による揺らぎを排除するために、疑似乱数の代わりに超一様分布列を用いてドットの初期配置を行う場合について説明する。

次に、ドットの初期配置に含まれるドット問の重なりを除去する。つまり、各ドットが重ならないように、初期配置された各ドットを移動させて、各ドットの配置位置を補正する。
この場合、ドット問に斥力を設定し、ＬＤＳによるドットの初期配置を初期条件として、運動方程式のシミュレーションを適切な時間進めることで、初期配置された各ドットを移動させ、ドット問の重なりを除去する。ドットを配置する容器（導光板や光拡散フィルムに相当）の大きさがＬｘ×Ｌｙで、等しいｍ個の長方形の領域[Ｒ１；：：：；Ｒｍ]に分割されていて、Ｒｉ（ｉ＝１；：：：；ｍ）におけるドットの充填率が＿ｉであるとする。なお、ドットの充填率＿ｉはＲｉ内のドットの面積の総和とＲｉの面積の比で定義する。そして、ドットがＲｉに置かれる確率Ｐｉ＝＿ｉ＝Σｍｊ＝１＿ｊを導入する。

ドットの初期配置は以下の操作をｎ回繰り返すことで決定することができる。（ｉ）超一様分布列から、［０；１］３内の３次元の点の集合を生成し超一様点集合とよぶ。そこから取り出した１点を（Ｕ０；Ｕ１；Ｕ２）とする。
（ｉｉ）１；：：：；ｍの中から次の条件を満たすｋを選択する。Σｋｊ＝１Ｐｊ≦Ｕ０＜ｋΣ＋１ｊ＝１Ｐｊ（ドットを配置する容器（導光板や光拡散フィルムに相当）の大きさがＬｘ×Ｌｙで、等しいｍ個の長方形の領域[Ｒ１；：：：；Ｒｍ]に分割されていて、Ｒｉ（ｉ＝１；：：：；ｍ）におけるドットの充填率が＿ｉであるとする。）なお、ドットの充填率＿ｉはＲｉ内のドットの面積の総和とＲｉの面積の比で定義する。そして、ドットがＲｉに置かれる確率Ｐｉ＝＿ｉ＝Σｍｊ＝１＿ｊを導入する。

ドットの初期配置は以下の操作をｎ回繰り返すことでも決定することができる。（ｉ）超一様分布列から、［０；１］３内の３次元の点の集合を生成し超一様点集合とよぶ。そこから取り出した１点を（Ｕ０；Ｕ１；Ｕ２）とする。
（ｉｉ）１；：：：；ｍの中から次の条件を満たすｋを選択する。
Σｋｊ＝１Ｐｊ≦Ｕ０＜ｋΣ＋１ｊ＝１Ｐｊ（ドットｉとｊの問の斥力ｆｉｊを次のように定義する：ｆｉｊ＝ｘｉ−ｘｊ／／ｘｉ−ｘｊ／／ｘ・１ｂｉｊ＜Ｄ；ｅｘｐ（−／／ｘｉ−ｘｊ／／−ｂｉｊＬ）ｂｉｊ≧Ｄ）。なお、Ｄとｂｉｊはパラメータである。

超一様点集合によるドットパターンを初期条件として、次の運動方程式を解くことで、ドットの配置を、ドット同士が重ならないように改善する。ｍｄ２ｘｉｄｔ２＋ｃｄｘｉｄｔ＝Σｎｊ＝１ｆｉｊ（ｘｉ；ｘｊ）：この方程式は差分方程式で次のように記述して、ｘｉ（ｔ）を十分小さなΔｔを設定して計算する。ｘｉ（ｔ＋Δｔ）＝ｘｉ（ｔ）＋１ｃΔｔΣｎｊ＝１ｆｉｊ（ｔ）

上記の方法でドットパターンの初期配置を決定することができるが、計算コストが大きくなる（特に、ドットの充填率が小さい領域がある場合に、その傾向が顕著になる。）。差分方程式を解く際には、ドット問の斥力の総和を計算する必要があり、初期配置の非均一性を維持するためには、各ドットに対して相互作用するドットを少なくし過ぎてはいけないので、Ｄを小さくし過ぎてはいけない。Ｄをドットの充填率の平方根に逆比例するように設定することもできるが、充填率が低い領域に含まれるドットに対する斥力の計算コストが増大する。

その他の問題点としては、ドットの移動に制限がないために、一部のドットが斥力によって充填率が小さな領域に逃げてしまうことが挙げられる。充填率の小さな領域のドット数が少ないため、当該領域の方向からの斥力の支えが小さくなることが原因である。

（２−２）超一様分布列を用いたドットパターン決定手法の最適化
発明者は、上記の超一様点集合を用いてドットパターンの初期配置を決定した後、ドット問の重なりを除去する、つまり、各ドットが重ならないように、各ドットの配置位置を補正する手法について、本発明の面発光体の製造方法においてより好適に使用できるように改良を行った。以下、当該手法について説明する。

超一様点集合を用いてドットパターンの初期配置を決定した後、ドット間の重なりを除去することについては同様であるが、ドット間の重なりを除去する部分でＭｕｌｔｉ−ｓｐｈｅｒｅ ｓｃｈｅｍｅを用いた最適化手法を適用する。Ｍｕｌｔｉ−ｓｐｈｅｒｅ ｓｃｈｅｍｅは、２次元や３次元の図形に関し、衝突のない配置を求めるための汎用のフレームワークである。

具体的には、図形を円や球の集合で近似した後に、その円や球の集合間に設定したペナルティの総和を制約なしの非線形最適化の手法を適用して行うことで、図形間の重なりを除去する。各ドットを其々一つの円で表して衝突除去を行うが、最適なドットパターンを得るために２つの工夫を加えている。１つめの工夫は、各ドットを充填率に応じて適切なサイズの円に置き換えて（例えばドットを充填率が大きい場合には円のサイズを大きくする）、置き換えた円の間の衝突を除去する、即ち各円が重ならないように各円の配置位置を補正することで、元のドットパターンにおけるドット間の重なりを除去することである。

また、２つめの工夫は、個々の円に対して移動可能な領域を円のサイズに応じて設定する（例えば円のサイズが大きい場合には移動可能な領域を大きくする）ことにより、ドットが超一様点集合による初期位置から離れすぎることを防ぐことである。超一様点集合による初期配置からかけ離れ過ぎないことは、ドットの位置の不規則性を残すことになり、モアレ縞を防ぐ観点から重要である。

長方形の容器Ｃ、ドットの充填率＿、ドットの半径ｒ０を入力し、ドットパターン[ｘ＊１；：：：；ｘ＊ｎ]を出力する。その手順は以下の通りである。まず、ドットパターンの初期配置[ｘ１；：：：；ｘｎ]を、ドットの充填率＿を満たすように超一様点集合を用いて決定する。なお、ドットの数ｎはこの段階で決定される。

図４に、ドットパターンを決定する手法を示す模式図を示す。ｘｉをドットｉの位置とし、次に、各ドットｉに対して半径ｒｉを計算する。なお、ドットｉを置換する円をＳｉとして、その中心座標をｘｉ、半径をｒｉとし、円[Ｓｉ；：：：；Ｓｎ]の問の衝突を除去する。最後に、各円を元のドットで置換することで、最終的なドットパターンを得ることができる。

（２−３）定式化
ドットパターンの初期配置を改善するための、置換した円の間の衝突除去の最適化に関する定式化について説明する。

入力として、ドットを配置する長方形の容器Ｃと円の集合Ｓ１；：：：；Ｓｎの初期配置が与えられる。ここで、個々の円に対して制限領域を導入する。円Ｓｉの制限領域Ｑｉは、一辺の長さが４ｒｉで、初期配置におけるＳｉの中心と同じ位置にＱｉの中心があるものとする（図５参照）。円の間の衝突除去は、円の中心の座標ｘｉ；：：：；ｘｎを決定変数として、以下の３種類のペナルティの総和を目的関数とする、制約なし非線形最小化問題を解くことで行う。
（ｉ）円の間の重なりのペナルティ
（ｉｉ）円の容器からの突出のペナルティ
（ｉｉｉ）個々の円に設定された制限領域からの突出のペナルティ

目的関数が０の解は、全ての円が重なり合わず、容器や制限領域からもはみ出さない配置に相当する。制限領域によるペナルティを加えることで円が超一様点集合の非均一性を維持することと、空白領域にドットが逃げるのを防ぐことができる。

３種類のペナルティはいずれも貫通深度を元に定義した。Ａを集合Ａの補集合、＠ＡをＡの境界、ｉｎｔ（Ａ）＝Ａ￥＠ＡをＡの内部とする。図形Ｓをｘ∈Ｒ２だけ平行移動させた結果の図形はＳ＋ｘ＝[ｔ＋ｘ｜ｔ∈Ｓ]と表す。すると、二つの２次元の図形ＳとＴの貫通深度はＳとＴを分離するのに必要な最小の平行移動の距離で定義されて、＿（Ｓ；Ｔ）＝ｍｉｎ[／／ｘ／／｜ｉｎｔ（Ｓ）∩（Ｔ十ｘ）＝φ；ｘ∈Ｒ２]と表される。ただし／／・／／はユークリッドノルムを表す。円ＳｉとＳｊに対しては、その貫通深度は＿（Ｓｉ；Ｓｊ）＝ｍａｘ[ｒｉ＋ｒｊ−／／ｘｉ−ｘｊ／／；０]と簡単に計算することができる。円Ｓｉと長方形の補集合Ｒの貫通深度＿（Ｓｉ；Ｒ）も同様に計算することができる。

ここで、円の衝突除去問題を制約なし非線形計画問題として定式化することができる。
ｍｉｎｉｍｉｚｅΣ１≦ｉ＜ｊ≦ｎ＿（Ｓｉ十ｘｉ；Ｓｊ＋ｘｊ）２＋Σ１≦ｉ≦ｎ＿（Ｓｉ十ｘｉ；Ｒ）２（３）＋Σ１≦ｉ≦ｎ＿（Ｓｉ＋ｘｉ；Ｑｉ）２；ｓｕｂｊｅｃｔ ｔｏ ｘｉ∈Ｒ２；１≦ｉ≦ｎ なお、全てのペナルティの関数は微分可能である。円の衝突除去問題（３）は目的関数が微分可能なので、準ニュートン法などを適用して高速に局所最適解を計算することができるが、Ｌｉｍｉｔｅｄ−ｍｅｍｏｒｙ ＢＦＧＳ（Ｌ−ＢＦＧＳ）法を採用することが好ましい。これは、実際に計算実験で用いるデータの一部が１０万点以上のドットを含むため、領域計算量がＯ（ｎ）のＬ−ＢＦＧＳ法が大規模な問題を解くのに向いているからである。

円の衝突除去問題にＬ−ＢＦＧＳ法を適用する際には、目的関数とその微分が繰り返し計算されるので、その高速化が重要である。特に計算量が大きいのが円の間の衝突のペナルティの計算である。その他のペナルティがＯ（ｎ）時間しかかからないのに対して、円の問のペナルティの計算は総当りで行うとＯ（ｎ２）時間かかる。これに対し、スラブ分割と平面走査法を組合せた円の衝突判定の手法を適用することができる。このアルゴリズムは、円の半径比と次元を定数と見なせる場合に、最適な時間計算量Ｏ（ｎｌｏｇｎ＋Ｋ）で全ての円の間の衝突を検出できる。ただしＫは衝突している円のペアの数である。

（２−４）半径の設定
適切な半径を設定して円の衝突除去問題（３）を解くことでドット間の距離が一様なドットパターンを得ることができる。ｒ０をドットの半径、＿をある領域ｘｉのドットの充填率（ドットの面積の総和と領域の面積の比）とする。そしてｒをｘｉ内でドットを置き換える円の半径とする。我々はｒを円が最も密に充填される六方充填配置における＿から設定した。六方充填配置における円の半径ｒ'はｒ'＝ｒ０√＿２√３＿となる。

ｒ'をそのまま円の半径として用いた場合は、結果のドットパターンに多少のムラが残る。これは、実際のドットパターンを変換した円の配置が六方充填配置よりも密な配置にならないためである。よって、円の半径としてｒ'よりも少し大きい半径ｒ＝ｒ０√√３＿を採用することが好ましい。

（３）塗材組成物の噴霧に用いる噴射ノズル
本発明の面発光体の製造方法においては、塗材組成物の噴霧にパルスジェットスプレーノズルが使用される。ここで、パルスジェットスプレーとは、噴射タイミングや圧力が制御された圧縮空気により塗材組成物を間欠的に噴霧するものであり、パルスジェットスプレーを行う際には、圧縮空気などの高速法により、低圧で液体を細霧化する超高速電動型パルスジェットスプレーノズルを用いることが好ましく、パルス制御方式による一流体又は二流体スプレーノズルを用いてパルスサイクル１０，０００／ｌｍｉｎの高速間欠式で的確なＯＮ／ＯＦＦ制御を行う液圧噴霧・噴射ノズルを使用することがより好ましい。

応答性の高い内部シリンダーによるニードル弁のＯＮ／ＯＦＦを行うことで、ソリッドポイントからフルコーン迄の幅広い噴霧・噴射塗布加工が可能になる。ノズル仕様としては、最大サイクル１０，０００／ｌｍｉｎの間欠式、最大流量０．６１〜１．８０（Ｌ／ｍｉｎ）、ノズルチップ流量サイズ０．２〜２８５０と、狭量から広角範囲の流量制御が可能なものを用いることが好ましい。

本発明の面発光体の製造方法においては、パルスジェットスプレーノズルのスプレーパターンをドット状とし、シート材の表面にドットパターンを形成すること、が好ましい。パルスジェットスプレーノズルのスプレーパターンをドット状とすることで、ドットの集合体である任意のパターンを忠実に再現することができる。
この場合、前記ドットパターンは、複数のドットを不規則に配置した後に、前記各ドットが重ならないように前記各ドットの配置位置を補正したパターンとすることが好ましい。これにより、導光体（導光板）面発光の入光面乱光の面発光均整化を実現することが可能となる。なお、複数のドットを不規則に配置する際には、例えば疑似乱数を用いて配置したり、超一様分布列を用いて配置したりすることができる。

また、パルスジェットスプレーノズルを用いてドットパターンを形成する際には、面発光体のサイズ及び形状等によってドットパターンを、パルスジェットスプレーノズルが備える制御部により任意の方向に拡大又は縮小させることができる。これにより、効率的に面発光層を形成することができる。

また、本発明の面発光体の製造方法においては、少なくとも１つ以上のスプレーノズルからなるスプレーノズルユニットを用いること、が好ましい。図６にスプレーノズルユニットの一例を示す底面図及び側面図を示す。複数のスプレーノズルを並べることで、効率よくドットパターンを形成させることができる。スプレーノズルは、例えば、１ｍ×２ｍの範囲に単列及び複列に配置される。当該スプレーノズルユニットを用いることで、演算制御に基づく塗布を効率的に達成することができる。

噴射ノズルを多列化しユニット化することで、単体ノズルピッチ間を制御指示による最小ピッチ間で移動させ、塗材組成物をシート表面に噴霧・噴射塗布させることができる。また、スプレー用のコントローラーを介してエアー駆動の一流体又は二流体スプレーガンのＯＮ／ＯＦＦコントロールから高速電動型自動スプレーガンのＰＷＭ制御が可能であり、コントローラー内臓の液送用ダイヤフラム式ポンプを内蔵させることで、制御機能に特化したコントロールができる。その結果、デューティサイクル（１サイクル内のＯＮ／ＯＦＦ比率）の調整が可能なことに加え、設定したデューティサイクルに応じた加工運転が可能な周波数も自動演算して、塗材組成物の積層重合加工に必要な噴霧・噴射塗布加工を行うことができる。

一方、平板上及びロール巻形状への規則的グラデーションによるドットパターンによる塗料組成物の積層重合加工に関して、被加工物のどちらか一面上にプラスチックフィルム（ＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴ）やラミネートフィルム、不織布などに施されたエンボス加工（丸型、波形、菱形、楕円型、台形、鍾体形等）等の各種幾何学的形状の他、微細な各種絵模様等、多彩な形状面に対してフルコーン噴霧・噴射塗布加工を行うことで、大量生産に適した積層重合加工を行うことができる。ノズル塗布型には、他にスリット型ノズルヘッダーを使用することもでき、フローコート式やロールコート式等で塗布加工することも可能である。

円筒形内面及び異形内部への噴霧・噴射塗布加工には、細長型ノズル延長スプレーノズルや広角スプレーノズル等を用いることが好ましい。これらのノズルを用いることにより、グラデーションパターンに即したソリッドポイントからフルコーン迄の幅広い加工を行うことができる。

また、各種複雑形状や三次元立体形状に噴霧・噴射塗布加工を施す場合には、ＣＡＤ側へのバックアップソフトデータにグラデーションパターンソフトを内蔵させ、ＣＮＣＤポット先端部に一流体又は二流体ノズルを取付け、積層重合加工を行う。ティーチング塗装ロボットを用い、ティーテッグプレイバック方式を採用することも可能であるが、被対象物への噴霧・噴射塗布加工を行う場合において、ソリッドポイント加工部分又はフルコーン加工部分の間の瞬時移動が必要であり、近接〜広角の制御の技術的な観点から、数値による正確な制御が望ましい。

（４）塗材組成物の噴霧方法（積層重合加工方法）
積層重合加工の実施においては、製造環境の高速性と正確性の観点から、２次元（平面加工）、２．５次元（一部立体平面形状加工）、３次元（立方体形状加工）の緒元を、各々の次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）によって作成描画する。また、業界標準と位置付けられているＤＸＦ，ＤＷＧフォーマットを応用して別個に作成された各寸法の「超一様点集合」データソフトプログラムを、各レイヤ別カスタムマクロ、サブプログラム編集し、レイヤ別フィルター各グループ内の適応パターンを適用する。

グラデーションパターン及びフォーマットデータをＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）保存フォーマットよりＮＣデータ変換ソフトよりＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ）数値制御にてＮＣデータ化して、データ転送によるＮＣ制御加工を行って、積層重合加工をＸ−Ｙ平面、Ｘ−Ｙ−Ｚ一部立体平面加工、Ｘ−Ｙ−Ｚ−Ａ（角度軸）−Ｂ（旋回軸）５軸同時三次元制御で施す。なお、データ転送にはＰＣ側よりＲＳ−２３２Ｃ転換データにてＮＣ加工機とデータ転送（送受信）を行うことができる。

加工機側軸制御には各軸Ｘ＜Ｙ＜Ｚ＜Ａ＜Ｂ軸に装置されたサーボモータを用いてＮＣ数値制御を行い、各グラデーションに必要な噴霧・噴射塗布加工（積層重合加工）を上述の「超一様点集合」方式で行う。簡潔に述べるとＣＡＤで描いた点状・線状・喫形状等のＮＣ加工データ化し、別途カスタムマクロ側で入力されたＮＣ補助機能の各種データをプログラム通りに各ノズル及びノズルユニットにより各軸移動し、所定のデータに基づいた噴霧・噴射塗布加工を行う。

ＣＡＤ図面作成から噴霧・噴射塗布加工までの正確性及び高速性にも対応し、精度面においてはＣＡＤソフトおよびＮＣ作動加工機精度及び加工特性に依存するものの座標計算およびＮＣプログラムが自動生成されることで完成度も高く、加工軌跡のシミュレーション機能を確認することで視覚的に確認しながら加工作業が行える仕組みになっている。よってＰＣ、ＣＡＤソフト、ＮＣ用通信ソフトの手段で、ＰＣと噴霧・噴射塗布加工用ＮＣ加工機との間はＲＳ２３２−Ｃにて接続され、ＰＣには二次元〜三次元ＣＡＤ〜データ変換〜データ転送等がインストールされている。二次元ＣＡＤソフトウェアにはＨａｎｄｙ ＣＡＤ ＭＡＲＫＩＩ、Ｄｒａｆｔ Ｚｏｎｅ等が市販されとおり、また、三次元ソフトウェアにはＥｓｃｅｎｔｉａｌｓ、Ｉ ｃａｄ／ＳＸ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ、ＣＡＤ ｍｅｉｓｔｅｒ ｖ７．１等がある。

面発光体（導光体）の素材としては、熱可塑性樹脂板のアクリル・ポリカーボネート等の光透過性の優れた素材を好適に使用することができるが、透明・半透明性を有する素材であれば、平面・立体形状を問わず、本発明方式の積層重合方式を使用すれば、表層側一面の面発光が可能となる。

様々な被対称加工物の内で、熱可塑性樹脂素材を使用した異種形状の射出成型物を初め、真空成型物、ガラス成型物、透明及び半透明素材への噴霧・噴射塗布加工が可能である。ここで、複雑、大型形状の被対称物には、多軸の自由度をもつ塗装ロボットにより塗布ノズルで噴霧・噴射塗布加工を行うことが好ましい。

塗装ロボットを用いたティーチング方式による塗布方式は既に開示されており（例えば、特開２００６−３１５１５７号公報）、スプレーガンを用いた塗装ロボットアームを実際に動かしながら作業軌跡を記憶させ再生させるダイレクトティーチング、遠隔操作で作動記憶させるリモートティーチング、記憶された塗装作業データや被対称物の三次元データ、塗装位置データに基づいてＰＣを用いて直接塗装ロボットを作動させるオフラインティーチング方法等が知られている。なお、作動の記憶方式として連続的に作動記憶させるコンテイニュアス・パス方式と、被塗装物の塗布面に対してポイント・ポイントの点を記憶させて、これらの点を結んだ塗装軌跡で作動させるポイント・ツー・ポイント方式とが一般的に用いられている。

他方式としては、被塗装物にマーキングを施した後、マーキングを検知する画像センサー及び距離センサーを取り付けたスプレーガンをそのままマーキングに沿って動かし、画像処理を行って一定距離を保ちながら移動して塗装軌跡を記録させるティーチング技術も提案されている。

塗材組成物の塗布方法としては、ロールコート、カーテンコート、グラビアコート、ダイコート等の塗装方式が存在し、表面層形成方式には、例えば、印刷方式、スクリーン印刷方式、パッド印刷、インクジェット方式等が存在する。しかしながら、全面塗布ばかりでなく任意の位置及び場所に任意のパターンにて塗布及び印刷方式にて行う場合には、前工程に任意描画の作成の困難さがあり、工程所要時間が長くなる。また、スクリーン印刷等の印刷方式の場合も、前工程でシルク製版等のパターンを限定した製版が必要であり、製作工程において所要時間が長くなる。

本発明の面発光体の製造方法においては、塗材組成物の噴霧・噴射塗布に上記の方式を採用することもできるが、ＰＣ内ＣＡＤを用いることで、各種サイズ、形状、異形物等の千差万別の形状に対して容易に描画パターンの作成が可能であり、シミュレーション機能による描画確認作業のもとでＮＣ加工機側への動作指令が与えられるため、加工終了までのタクト時間を大幅に短縮することができる。

また、本発明の面発光体の製造方法においては、シート材（樹脂板）の下部より、シート材の下面に向けて塗材組成物を噴霧塗布すること、が好ましい。樹脂板の下面側へ塗布された塗材組成物は、有機溶剤の配合比率等により粘度を選定して塗布を行うことにより、断面が半月形状になるか若干の時間的経過と共に、重力の影響により、喫形形状になり、喫形形状になった状態で硬化する。当該喫形形状は、面発光体にとって入射光源より入光した光の屈折に於いて屈折乱反射率が高く、より高い発光効率が得られやすいという特徴を有している。

（５）塗材組成物の噴霧装置（専用装置を用いた噴霧方法）
本発明の面発光体の製造方法における塗材組成物の塗布は、スプレーノズル又はスプレーノズルユニットの位置を種々の方法で制御することで達成することができるが、専用に設計された噴霧装置を用いることで、より効率的に面発光体を製造することができる。図７〜９に、連続的に積層重合が可能な装置の一例を示す。

積層重合の噴霧塗布方法としては、素材との距離を１００ｍｍから２００ｍｍ（近接も可能）の間隔をおいて間接的噴霧塗布を行い、各ユニット・各ノズル部の制御により、多層重合度合の調整を行う事で、面発光体の入射光に対する面均精度（通称グラデーション）の策定も可能である。また、単体試作の場合は、噴霧塗布用ノズルガンを用いても可能である。以下に、より詳細な態様について述べる。

（５−１）平板被対象物の塗布加工方法順序
（Ｂ）素材吸着自動投入装置→（Ａ）積層重合塗布本体→（Ｃ）乾燥・搬送出部→搬出
ここでは、（Ｂ）セクションより積層された被対象物を順次上部より真空吸着パッドにて吸着し（平板形状の場合）、（Ａ）本体へ移行する。（Ａ）積層重合塗布本体セクション内に移動し、所定の位置に設定された被対象物に各噴霧ユニット部の塗材構成内配合ユニットより、ハイブリットシステムによる基礎粉体塗布（塗材組成物の噴霧塗布）を行い、（Ｃ）の乾燥炉内へ移行後乾燥を行い、再度（Ａ）の積層重合塗布セクションに戻し、ハイブリット上塗り積層重合塗布（コーティング剤の噴霧塗布）をして定着塗布を施した後に、（Ｃ）の乾燥炉内にて乾燥後、乾燥炉内搬送コンベア上に被対象物の吸着を解除し、乾燥炉外への搬出を行う。

（５−２）波形・球体・円筒形状への塗布加工方法の順序
（Ｂ）素材吸着自動投入装置（対応治具付）→（Ａ）積層重合塗布本体→（Ｃ）乾燥・搬送出部→搬出
ここでは、（Ｂ）セクション上にセットされた各種形状（例：波形・半球体・円筒形状等）の被対象物を、被対象物の形状にフィットした吸着治具パッドにて吸着し、（Ａ）本体へ移行する。（Ａ）積層重合塗布本体セクション内に移動し、所定の位置に設定された被対象物に、多関節型ロボット先端部の噴霧ユニット部の塗材構成内配合ユニットより、ハイブリットシステムによる基礎粉体塗布（塗材組成物の噴霧塗布）を行い、（Ｃ）の乾燥炉内へ移行後、乾燥を行い、再度（Ａ）の積層重合塗布セクションに戻し、ハイブリット上塗り積層重合塗布（コーティング剤の噴霧塗布）をして定着塗布を施した後に（Ｃ）の乾燥炉内にて乾燥後、乾燥炉内搬送コンペア上に被対象物の吸着を解除し、乾燥炉内外への搬出を行う。

（５−３）発光面積に応じた面均一性及び、部分発光面の確保方法
積層重合噴霧加工方法における発光面積の面均一性加工方法は、光源入行側より、その距離に応じた圧縮空気圧力の調整によって、噴霧塗布量を増減することにより行われる。部分発光面に於いても予め制御された指示に基づいて部分発光面への積層重合噴霧塗布が可能であり、部分発光面内部の増減も可能である。量産時に於いては、多孔形状板（一搬的名称：パンチングメタル）を面接した状態での積層重合噴霧塗布加工方式も可能であり、（Ａ）積層重合噴霧塗布セクション内で多孔形状板に機械的に自動セッティングする方式の設定も可能である。

（５−４）塗材組成物等
面発光体の製造に用いる塗材及びその使用条件としては、以下のものが挙げられる。

（５−４−１）＜ＨＳシステム＞ハイブリッドシステム基礎粉体塗布方式（塗材組成物の塗布）
ＷＨＩＴＥ＃５３１粉体塗布：＃１０シンナー（使用温度範囲５〜１０℃タイプ使用）
＝５ｇ：２００ｇ
乾燥時間：１〜２分＜環境条件：３０〜３２℃＞

（５−４−２）＜定着システム＞ハイブリッド、マルチタイプ型上塗り重合積層塗布方式（コーティング層の塗布）
マルチタイプＸＰクリア：ハイブリッドレタンＰＧ硬化剤（ハイフローＨＸ）：ハイブリッド専用シンナー（ＨＸハイフロー＆ＨＸスタンダード５０）
＝１ｇ：０．５ｇ：２０ｇ
乾燥時間：１〜２分＜環境条件：３０〜３２℃＞

（５−４−３）積層重合塗布距離
基本距離：ワーク距離（被塗布材距離３０ｃｍ以内、実効距離１０〜１５ｃｍ）
近距離の場合には垂れの問題がある。有効最大距離は１ｍ以内である。

（５−４−４）乾燥時間
乾燥ブース使用（雰囲気温度設定６０〜８０℃：数秒にて乾燥、遠赤外線不可）

（５−４−５）積層重合層厚
粉体層厚（数ミクロン〜数十ミクロン）定着層厚（数ミクロン〜数十ミクロン）

（５−４−６）グラデーション構成
・市販パンチングメタル各種類応用にてドット、楔形状、放射状等、応用可
・密度分布分割にて反射光度変換可・軌条，線状、極細（例：０．０１ｍｍ等）クロス状、半円状、それらの組合せ可

（５−４−７）応用用途素材
有機溶剤を使用する背景から、有機溶剤系に影響を受けない透過性を有する全透明素材（半透明材含む）対応が可能であり、本来、光量を発することのできない素材にも要所及び全体に一例として、アクリルモノマーを型流しこみ硬化後、表面に積層重合塗布加工を施し電源、バッテリー、ソーラーなどの電源からの光源より点灯、照明、光量発揮させることも可能である。

以上、本発明の面発光体の製造方法の代表的な実施形態について説明したが、本発明はこれらのみに限定されるものではなく、種々の設計変更が可能であり、それら設計変更は全て本発明の技術的範囲に含まれる。

≪実施例１≫
面発光が極めて困難である０．１ｍｍ厚のポリカーボネートをシート材とし、本発明の面発光体の製造方法を用いて実施面発光体１を製造した。図１０に実施面発光体１の外観写真を示す。端部からのＬＥＤ光の入射により、面全体が均一に発光していることが確認できる。

≪実施例２≫
シート厚を０．５ｍｍとした以外は実施例１と同様にして実施面発光体２を製造した。図１１に実施面発光体２の外観写真を示す。端部からのＬＥＤ光の入射により、面全体が均一に発光していることが確認できる。

≪実施例３≫
シート厚を５mmとし、シート材質をソーダガラスとした以外は実施例１と同様にして実施面発光体３を製造した。図１２に実施面発光体３の外観写真を示す。端部からのＬＥＤ光の入射により、面全体が均一に発光していることが確認できる。

≪実施例４≫
複雑形状の面発光体に関する実施例として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製のかえるを模した人形に対して、本発明の面発光体の製造方法を適用した。得られた実施面発光体４の外観写真を図１３に示す。ＬＥＤ光の入射により、人形全体が発光していることが確認できる。

≪実施例５≫
シート厚を１ｍｍとし、シート材質をポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）とした以外は実施例１と同様にして発光体を製造した後、二次加工によって屈曲させ、実施面発光体５を得た。図１４に実施面発光体５の外観写真を示す。端部からのＬＥＤ光の入射により、面全体が均一に発光していることが確認できる。

本発明は、導光板に用いられる種々の面発光体に利用可能であり、特に薄型のシート状の面発光体や様々な形状の面発光体に利用可能である。

Claims (11)

1. 透明又は半透明のシート材の表面に、無機顔料又は金属粉末を含有したポリウレタン樹脂塗料を噴霧塗布することにより、前記シート材の表面に面発光層を形成し、
   前記シート材の表面に前記ポリウレタン樹脂塗料を噴霧塗布する際には、前記ポリウレタン樹脂塗料を、前記シート材の表面にドットパターンが形成されるように塗布し、
   前記ドットパターンは、複数のドットを不規則に配置した後に、前記各ドットが重ならないように前記各ドットの配置位置を補正したパターンである、
   ことを特徴とする面発光体の製造方法。
2. 前記ポリウレタン樹脂塗料は、アクリルポリオール樹脂塗材からなる主剤と、ポリイソシアネート樹脂からなる硬化剤とを含み、
   前記主剤は、無機顔料又は金属粉末を含有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の面発光体の製造方法。
3. 前記ポリウレタン樹脂塗料は、前記主剤の溶媒を含み、前記溶媒に対する前記主剤の濃度は、１ｗｔ％〜８ｗｔ％である、
   ことを特徴とする請求項２に記載の面発光体の製造方法。
4. 前記ポリウレタン樹脂塗料は、酢酸エチルを主成分とした密着剤をさらに含む、
   ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の面発光体の製造方法。
5. 前記ドットパターンが、下記の手順で決定されたものである、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項４に記載の面発光体の製造方法。
   （１）ドットパターンにおける各ドットを不規則に初期配置する。
   （２）ドットを円で置き換える。
   （３）各円が重ならないように各円の配置位置を補正する。
   （４）円を元のドットに戻す。
6. 前記シート材の下部より、前記ポリウレタン樹脂塗料を噴霧塗布する、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の面発光体の製造方法。
7. 前記ポリウレタン樹脂塗料の噴霧塗布を、パルスジェットスプレーにより行う、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の面発光体の製造方法。
8. 前記パルスジェットスプレーにより前記ポリウレタン樹脂塗料の噴霧塗布を行う際には、少なくとも１つ以上のスプレーノズルからなるスプレーノズルユニットを用いる、
   ことを特徴とする請求項７に記載の面発光体の製造方法。
9. 前記パルスジェットスプレーにより前記ポリウレタン樹脂塗料の噴霧塗布を行う際には、前記パルスジェットスプレーを行うスプレーノズルにより前記ドットパターンを任意の方向に拡大又は縮小させる、
   ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の面発光体の製造方法。
10. 前記面発光層の表面に、ポリオール樹脂塗材とポリイソシアネート樹脂とを含むコーティング剤を噴霧して、前記面発光層の上層にコーティング層を形成する、
    ことを特徴とする請求項１〜請求項９の何れか一項に記載の面発光体の製造方法。
11. 前記ポリウレタン樹脂塗料における主剤は酸化チタンを含む、
    ことを特徴とする請求項２〜１０の何れか一項に記載の面発光体の製造方法。