着色インキ組成物およびそれを用いた視認性向上シート
【課題】光を透過可能な複数のプリズム部の間に並列して設けられた楔形の溝に着色インキ組成物を充填し、硬化させて光吸収部とした視認性向上シートにおいて、インキ組成物の保存安定性が高く、黒色濃度にも優れる黒色インキ組成物を用いて視認性向上シートを作製すること。
【解決手段】プリズム部を構成する材料よりも屈折率の小さい透明な電離放射線硬化型樹脂組成物と、長軸方向の平均繊維長が５〜５０μｍであって、アスペクト比が１０以上の着色繊維状フィラーと、を含み、前記電離放射線硬化型樹脂組成物に対し、前記着色繊維状フィラーを重量基準において１〜３０％含む着色インキ組成物を用いる。
【解決手段】プリズム部を構成する材料よりも屈折率の小さい透明な電離放射線硬化型樹脂組成物と、長軸方向の平均繊維長が５〜５０μｍであって、アスペクト比が１０以上の着色繊維状フィラーと、を含み、前記電離放射線硬化型樹脂組成物に対し、前記着色繊維状フィラーを重量基準において１〜３０％含む着色インキ組成物を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着色インキ組成物に関し、より詳細には、表示装置の前面に設置し、表示装置の性能、とりわけ、表示装置に外光があたった時のコントラスト低下や、ぎらつき、像の映り込み等による性能の低下を防止する機能や、表示装置の有効光を好適に拡散させて視野角を広くする機能等、を有する視認性向上シートを作製する際に用いられる着色インキ組成物、およびその着色インキ組成物を用いた視認性向上シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置では、通常、観察者がどのような位置から見ても良好な画像が得られるように、視野角が広いことが好まれる。一方、例えば通勤電車の中で仕事をする場合やＡＴＭ等の公共の場に設置された液晶表示装置では、周りの人から画面を覗かれては困ることがあり、このような場合には液晶表示装置の観察者のみに見え、他人からは見えないようにプライバシーを保護するための覗き見防止機能が求められている。また、カーナビゲーションシステム等の車載型の液晶表示装置においては、夜間などに液晶表示装置の画面が窓ガラスに映り込み、視界を遮る現象がおこるため、映り込み防止機能が求められており、光線出光角度の制御が望まれている。
【０００３】
このような要求に対して、例えば、特開２００６−１１９３６５号公報（特許文献１）には、光透過層と遮光層とを交互に並べた構造であるルーバータイプの視認性向上シートが提案されており、遮光層として、光透過層を構成する材料にカーボンブラックやカーボンファイバー等の充填材を混合したものを用いることが開示されている。
【０００４】
一方、上記のようなルーバー型の視認性向上シートは、斜め方向の映像光を単純にカットするものであるため、表示装置の種類によっては、観測者に到達させるべき映像光の拡散光源を減少させてしまうことにもなるため、表示画面の輝度が低下する場合があった。
【０００５】
上記の問題を解消するため、外光を遮光してコントラストを向上させ、かつ二重像の発生も減少させることができる視認性向上シートを液晶表示装置の光源と液晶パネルの間に設置することが提案されている。このような視認性向上シートとして種々の構造のものが提案されており、例えば、断面形状が台形のレンズ部を所定の間隔で配列するとともに、隣り合うレンズ部間の楔形部には、レンズ部よりも屈折率の低い材料とカーボン顔料等とを充填した構造を有するものが提案されている（例えば、特開２００６−８５０５０号公報等：特許文献２）。
【０００６】
そして、楔形部を構成する材料として、電離放射線硬化性樹脂等のレンズ材料にカーボン顔料等の微粒子を混合した組成物を用い、この組成物を楔形部に充填し、電離放射線を照射して硬化させて楔形部を形成することが行われており、この微粒子として、平均粒径が１μｍよりも小さすぎると十分な光吸収効果が得られず、また、微粒子が大きすぎると、楔形部に微粒子が充填されなかったり、楔形部ごとの充填率にばらつきが生じ、光学的な斑が生じてしまうことも知られている（例えば、特開２００６−１８４６０９号公報：特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１１９３６５号公報
【特許文献２】特開２００６−８５０５０号公報
【特許文献３】特開２００６−１８４６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、楔形の溝に、カーボン顔料等の微粒子を混合したインキ組成物を充填して光吸収部を形成する場合、ある程度大きい粒子径を有する顔料微粒子を用いる必要がある。しかしながら、平均粒径が１μｍ以上のカーボン顔料微粒子を用いると、電離放射線硬化性樹脂等に添加してインキ組成物とした場合に、カーボン顔料微粒子がインキ組成物中で沈降してしまい、インキ組成物の保存安定性が不十分な場合があった。また、平均粒径が１μｍ以上のカーボンブラック粒子を用いると、カーボンブラック粒子を楔形の溝へ充填した際の充填率にも限界があるため、光吸収部の黒色濃度が不十分とされる場合があった。
【０００９】
本発明者らは、今般、光吸収部を形成するための電離放射線硬化性樹脂に添加する着色剤として、カーボンブラック顔料に加えて一定量の炭素繊維を混合したものを用いることにより、インキ組成物の保存安定性が向上するとともに、光吸収部の黒色濃度にも優れる黒色インキ組成物を実現できる、との知見を得た。本発明はかかる知見によるものである。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、インキ組成物の保存安定性が向上するとともに、光吸収部の黒色濃度にも優れる黒色インキ組成物を提供することである。
【００１１】
また、本発明の別の目的は、上記黒色インキ組成物を用いて光吸収部を形成した視認性向上シートを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による視認性向上シート用着色インキ組成物は、光を透過可能な複数のプリズム部の間に並列して設けられた楔形の溝に着色インキ組成物を充填し、硬化させて光吸収部とした視認性向上シート、に用いられる着色インキ組成物であって、
前記プリズム部を構成する材料よりも屈折率の小さい透明な電離放射線硬化型樹脂組成物と、長軸方向の平均繊維長が５〜５０μｍであって、アスペクト比が１０以上の着色繊維状フィラーと、を含んでなり、
前記電離放射線硬化型樹脂組成物に対し、前記着色繊維状フィラーを重量基準において１〜３０％含むものである。
【００１３】
また、本発明の態様として、 平均粒子径が１〜５μｍのカーボンブラックをさらに含んでなることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の態様として、平均粒子径が１〜５μｍの着色微粒子をさらに含んでなることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の態様として、前記電離放射線硬化型樹脂組成物に対し、前記カーボンブラックおよび／または前記着色微粒子を重量基準において１０〜５０％含むことが好ましい。
【００１６】
また、本発明の態様として、着色繊維状フィラーと、前記カーボンブラックおよび／または前記着色微粒子とを、１：１０〜１：１の割合で含むことが好ましい。
【００１７】
また、本発明の態様として、前記着色繊維状フィラーが炭素繊維であることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の態様として、着色微粒子が黒色であることが好ましい。
【００１９】
また、本発明の態様として、前記電離放射線硬化性樹脂組成物が、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジェン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、及び多価アルコールから選択される多官能化合物の（メタ）アルリレート等のオリゴマーまたはプレポリマーからなることが好ましい。
【００２０】
また、本発明の別の態様として、上記着色インキ組成物を用いて作製された視認性向上シートも提供される。
【００２１】
さらに、本発明の別の態様として、上記の視認性向上シートを備えた表示装置も提供される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明においては、光を透過可能な複数のプリズム部の間に並列して設けられた楔形の溝に着色インキ組成物を充填し、硬化させて光吸収部とした視認性向上シートにおいて、楔形の溝に充填される着色インキ組成物として、プリズム部を構成する材料よりも屈折率の小さい透明な電離放射線硬化型樹脂組成物と、長軸方向の平均繊維長が５〜５０μｍで、アスペクト比が１０以上の着色繊維状フィラーとを含有し、前記電離放射線硬化型樹脂組成物に対し、前記着色繊維状フィラーを重量基準において１〜３０％含む着色インキ組成物を用いることにより、インキ組成物の保存安定性が高く、かつ黒色濃度の高い光吸収部を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第一の実施形態における視認性向上シートの一方向の断面を示す図。
【図２】視認性向上シートの一方向の断面の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
先ず、本発明による着色インキ組成物を説明する。本発明による着色インキ組成物は、光を透過可能な複数のプリズム部の間に並列して設けられた楔形の溝に着色インキ組成物を充填し、硬化させて光吸収部とした視認性向上シート、に用いられるものであって、前記プリズム部を構成する材料よりも屈折率の小さい透明な電離放射線硬化型樹脂組成物と、長軸方向の平均繊維長が５〜５０μｍで、アスペクト比が１０以上の着色繊維状フィラーと、を必須成分として含む。
【００２５】
後記するような視認性向上シートのプリズム部を構成する材料よりも屈折率の小さい透明な電離放射線硬化型樹脂組成物としては、従来公知の視認性向上シートや視野角向上シート等に用いられる電離放射線硬化型樹脂組成物を用いることができる。例えば、アクリレート系の官能基を有するものを好適に使用することができ、具体的には、比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジェン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール等の多官能化合物の（メタ）アルリレート等のオリゴマー又はプレポリマーを挙げることができる。なお、視認性向上シートのプリズム部を構成する材料にもよるが、これらの樹脂のなかならプリズム部を構成する材料よりも屈折率の小さい樹脂を選択すればよい。
【００２６】
また、上記樹脂組成物中には、反応性希釈剤を添加してもよく、このような反応性希釈剤としては、エチル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、メチルスチレン、Ｎ−ビニルピロリドン等の単官能モノマー並びに多官能モノマーを使用してもよく、具体的は、リメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００２７】
電離放射線硬化型樹脂組成物を紫外線硬化型樹脂組成物とするには、組成物中に光重合開始剤としてアセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、α−アミロキシムエステル、テトラメチルチュウラムモノサルファイド、チオキサントン類や、光増感剤としてｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、ポリ−ｎ−ブチルホソフィン等を混合して用いることができる。特に本発明では、オリゴマーとしてウレタンアクリレート、モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等を混合するのが好ましい。
【００２８】
電離放射線硬化型樹脂組成物の硬化方法としては、前記電離放射線硬化型樹脂組成物の硬化方法は通常の硬化方法、即ち、電子線又は紫外線の照射によって硬化することができる。
【００２９】
例えば、電子線硬化の場合には、コックロフトワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速機から放出される５０〜１０００ｋｅＶ、好ましくは１００〜３００ｋｅＶのエネルギーを有する電子線等が使用され、紫外線硬化の場合には超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプ等の光線から発する紫外線等が利用できる。
【００３０】
本発明においては、上記した電離放射線硬化型樹脂組成物に、長軸方向の平均繊維長が５〜５０μｍであり、アスペクト比が１０以上の着色繊維状フィラーを混合したインキ組成物を用いる。このような外形を有する着色繊維状フィラーを用いることにより、インキ組成物のチキソトロピー性が向上するため、インキの保存安定性が向上する。着色繊維状フィラーとしては、有機物でも無機物でもよいが、好ましくは炭素繊維を用いる。炭素繊維を電離放射線硬化型樹脂組成物に添加することにより、インキの保存安定性と楔形溝の黒色性とを両立することができる。着色繊維状フィラーの平均繊維長は、１０〜３０μｍがより好ましく、１５〜２０μｍが特に好ましい。本明細書において、平均繊維長とは、実際の繊維状フィラーの長さの数平均を意味するものである。また、アスペクト比（繊維径に対する繊維長）は、１０〜５０が好ましく、１０〜３０がより好ましい。このような着色繊維状フィラーとしては、昭和電工株式会社から市販されているＶＧＣＦやＶＧＣＦ−Ｈ等を好適に使用することができる。なお、着色繊維状フィラーの繊維長および繊維径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等によって観察した画像により測定することができる。
【００３１】
着色繊維状フィラーは、電離放射線硬化型樹脂組成物に対し重量基準において１〜３０％含有されている。含有量が１％よりも少ないと、インキ組成物のチキソトロピー性が向上せず、インキ組成物の保存安定性が不十分となる。また、３０％を超えるとインキ組成物の粘度が上昇して充填適正が悪化し、また、着色繊維状フィラーがインキ組成物中で沈降し易くなる。
【００３２】
本発明においては、平均粒子径が１〜５μｍのカーボンブラックをさらに含んでいてもよい。所定平均粒子径のカーボンブラックが含まれていることにより、より一層、インキ組成物の保存安定性と、光吸収部を形成した際の黒色濃度とを両立することができる。なお、平均粒子径は、例えば、粒子径分布測定装置（ＬＡ−９２０、株式会社堀場製作所製）により測定することができる。
【００３３】
カーボンブラックの平均粒子径は、楔形の溝にインキ組成物を充填する際のプロセス適正や充填率に影響を与える。充填率は高い方が好ましいが、そのためには充填すべき溝の深さや幅に対し、カーボンブラックの平均粒子径が十分に小さいことが必要である。カーボンブラックが充填される溝の幅の寸法と深さの寸法のいずれか狭い方の間隔Ｌに対して、カーボンブラックの平均粒子径はＬ／２以下であることが好ましく、Ｌ／３以下であることがより好ましい。例えば、楔形溝の深さが十分にあり、溝の開口部幅が１０μｍであれば、カーボンブラックの平均粒子径は、５μｍ以下であることが好ましく、３．３μｍ以下であることがより好ましい。カーボンブラックの平均粒子径がＬ／２よりも大きいと、カーボンブラックが溝の幅方向に実質的にほとんど並ばないことになり、充填率が低下する。また、溝の寸法の半分よりも大きい平均粒子径を有するカーボンブラックを効率よく溝の奥まで充填することはプロセス的にも困難である。
【００３４】
一方、カーボンブラックの平均粒子径を小さくすると、楔形の溝の形状に追従するため充填率が向上するが、単位体積あたりのカーボンブラックの数および比表面積が増加するため、黒色インキ組成物の流動性が低下し、掻き取り性が低下するため、楔形の光吸収部を形成するのが困難になる。しかしながら、本発明においては、上記のように長軸方向の平均繊維長が５〜５０μｍで、アスペクト比が１０以上の着色繊維状フィラーを含むため、インキ組成物のチキソトロピー性が高く、よって、カーボンブラック等の微粒子のみを含む従来の黒色インキ組成物と比較して、より平均粒子径の小さいカーボンブラックを使用することができる。その結果、楔形溝の着色剤の充填率が向上するため、より色むらの少ない黒色濃度の高い光吸収部を有する視認性向上シートを製造することが可能となる。
【００３５】
本発明においては、上記したカーボンブラックに加えて、平均粒子径が１〜５μｍの着色微粒子を添加してもよい。着色微粒子としては、顔料や染料等で着色した樹脂ビーズやガラスビーズ等を好適に使用することができる。このような着色微粒子は、映像光の特性に合わせて特定の波長を選択的に吸収するものであってよいが、好ましくは黒色の樹脂ビーズが用いられる。樹脂ビーズとしては、メラミンビーズ、アクリルビーズ、アクリル−スチレンビーズ、ポリカーボネートビーズ、ポリエチレンビーズ、ポリスチレンビーズ、塩ビビーズ等を好適に使用することができる。また、カーボンブラックを含有したアクリル架橋微粒子やカーボンブラックを含有したウレタン架橋微粒子等を用いてもよい。また、シリコン系ビーズも好適に使用できる。また、これら着色微粒子は、インキ組成物中での分散性を向上させるために、樹脂ビーズを表面処理したものを用いてもよい。さらに、樹脂ビーズは、上記した電離放射線硬化型樹脂組成物との屈折率差が０．１程度のものを用いることが好ましい。
【００３６】
透明な樹脂ビーズにカーボンブラックを含有させた着色微粒子を用いる場合、カーボンブラックとして、平均粒子径が１０〜５００ｎｍ程度のものを用いることが好ましい。また、樹脂ビーズへのカーボンブラックの練り込み量は、樹脂ビーズ１重量部に対してカーボンブラックを０．１〜０．７重量部程度であり、好ましくは０．１５〜０．５重量部、より好ましくは０．２〜０．３５重量部である。カーボンブラックの練り込み量が０．７重量部よりも多と樹脂ビーズが割れやすくなる場合があり、一方、０．１重量部よりも少ないと、所望の黒色性を有する着色微粒子を得られない場合がある。
【００３７】
電離放射線硬化型樹脂組成物への着色微粒子の分散性を向上させるために、着色微粒子を表面処理しておくこともできる。表面処理としては、従来公知のシリカコーティングによる親水処理や、プラズマ等による表面改質が挙げられる。
【００３８】
上記した着色微粒子も、カーボンブラックと同様に、その平均粒子径が楔形溝にインキ組成物を充填する際のプロセス適正や充填率に影響を与える。着色微粒子の充填率は高い方が好ましいが、そのためには充填すべき溝の深さや幅に対し、着色微粒子の平均粒子径が十分に小さいことが必要である。着色微粒子が充填される溝の幅の寸法と深さの寸法のいずれか狭い方の間隔Ｌに対して、着色微粒子の平均粒子径はＬ／２以下であることが好ましく、Ｌ／３以下であることがより好ましい。例えば、楔形溝の深さが十分にあり、溝の開口部幅が１０μｍであれば、着色微粒子の平均粒子径は、５μｍ以下であることが好ましく、３．３μｍ以下であることがより好ましい。着色微粒子の平均粒子径がＬ／２よりも大きいと、着色微粒子が溝の幅方向に実質的に１つしか並ばないことになり、充填率が低下する。また、溝の寸法の半分よりも大きい平均粒子径を有する着色微粒子を効率よく溝の奥まで充填することはプロセス的にも困難である。
【００３９】
一方、着色微粒子の平均粒子径を小さくすると、楔形の溝の形状に追従するため充填率が向上するが、単位体積あたりの着色微粒子の数および比表面積が増加するため、黒色インキ組成物の流動性が低下し、掻き取り性が低下するため、楔形の光吸収部を形成するのが困難になる。しかしながら、本発明においては、上記のように長軸方向の平均繊維長が５〜５０μｍで、アスペクト比が１０以上の着色繊維状フィラーを含むため、インキ組成物のチキソトロピー性が高く、よって、着色微粒子のみを含む従来の黒色インキ組成物と比較して、より平均粒子径の小さい着色微粒子を使用することができる。その結果、楔形の溝への着色剤（着色微粒子）の充填率が向上するため、より色むらの少ない黒色濃度の高い光吸収部を有する視認性向上シートを製造することが可能となる。
【００４０】
上記したカーボンブラックおよび／または着色微粒子は、電離放射線硬化型樹脂組成物に対し重量基準において１０〜５０％含まれることが好ましい。１０％未満であると、楔形の形状を有する光吸収部の光遮光性が不十分となる場合があり、一方、５０％を超えると、樹脂ビーズどうしが接触して割れや欠けの問題が発生し易くなる。
【００４１】
また、本発明においては、前記着色繊維状フィラーと、前記カーボンブラックおよび／または前記着色微粒子とを、１：１０〜１：１の割合で含むことが好ましい。着色繊維状フィラーの添加量が上記範囲よりも少ないと、インキのチキソトロピー性が向上しないため、樹脂ビーズ等が沈降し、インキ組成物の保存安定性が不十分となる。一方、着色繊維状フィラーの添加量が上記範囲よりも多くなると、インキ組成物の粘度が上昇して充填適性が悪化し、また、着色繊維状フィラーがインキ組成物中で沈降し易くなる。
【００４２】
上記した各成分を含む着色インキ組成物は、電離放射線硬化型樹脂組成物に、所定量の着色繊維状フィラー、カーボンブラック、着色微粒子を混合し、所望により重合開始剤等を添加することにより調製される。インキ組成物の調製においては、後記するように、インキ粘度が１５００〜５０００ｍＰａ・ｓとなるように各成分の配合量および各成分の種類を適宜選択することができる。なお、インキ組成物の粘度はＢ型粘度計等を用いて２５℃の環境下で測定した値を意味するものとする。
【００４３】
次に、上記した着色インキ組成物を用いて製造された視認性向上シートについて、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態における視認性向上シートの一方向の断面を示す図である。図１に示すように、本発明による視認性向上シート１は、基材層２と光学機能シート層３を少なくとも備えている。光学機能シート層３は、図１に示すように、層厚方向断面において略台形のプリズム部４と、そのプリズム部４の間に並列して配置された楔形の溝からなる光吸収部５とを備えている。
【００４４】
プリズム部４は、一方のシート面側が上底、他方のシート面側が下底となるように配置された略台形断面を有する要素である。また、プリズム部は、光透過性樹脂で構成されている。このような樹脂としては、種々の透明熱可塑性樹脂等を用いることができるが、後記するように、本発明においては、上記した電離放射線硬化性樹脂が好適に使用できる。
【００４５】
光吸収部５は、プリズム部の間に形成された楔形の溝５に、上記した着色性インキ組成物を充填して硬化することにより形成される、略三角形断面を有する要素である。三角形断面の底辺に相当する面がプリズム部の上底側のシート面に面するように並列に配置されている。これにより光吸収部５（楔形の溝）の底辺およびプリズム部の上底により、光学機能シート層３の一方の面が構成されている。略三角形断面における斜辺は、光学機能シート層３のシート面の法線方向に対して、０〜１０度の範囲の角度を有していることが好ましい。なお、斜辺の角度が０度に近い場合は、実質的に三角形断面ではなく台形断面または矩形断面となる。
【００４６】
光吸収部５は、上記したような着色インキ組成物により形成されるため、プリズム部４の屈折率と同じかまたは小さい屈折率を有する。プリズム部４と光吸収部５との屈折率が上記のような関係となることにより、所定条件でプリズム部に入射した光源からの映像光を光吸収部５とプリズム部４との境界面で適切に反射させ、観測者に明るい映像を提供することができる。また、観測者側からの外光の一部を吸収するため、コントラストも向上する。
【００４７】
光吸収部５は、上記した着色インキ組成物を充填することにより形成される。すなわち、電離放射線硬化性樹脂組成物６中に所定長さの繊維状フィラー７（並びにカーボンブラック８および／または着色微粒子９）が分散した状態で硬化したものである。これにより、光吸収部５とプリズム部４との境界面で反射せずに、光吸収部５の内側に入射した迷光が、光吸収部５中の繊維状フィラー７（並びにカーボンブラック８および／または着色微粒子９）によって吸収される。また、所定角度で入射した観測者側からの外光を適切に吸収することができるため、コントラストを向上させることもできる。
【００４８】
上記した実施形態では、光吸収部５の断面形状が、直線上の二つの斜辺を有する略三角形または略台形である形態について説明したが、本発明においてはかかる形態に限定されるものではなく、光吸収部が上記の光学的機能を有するものであれば、どのような形状を有していてもよい。
【００４９】
基材層２は、上記したプリズム部４や光吸収部５を形成するためのベースとなる層である。基材層としては、透明樹脂フィルム、透明樹脂板、透明樹脂シートや透明ガラスを用いることができる。透明樹脂フィルムとしては、トリアセテートセルロース（ＴＡＣ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル系フィルム、ジアセチルセルロースフィルム、アセテートブチレートセルロースフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリアクリル系樹脂フィルム、ポリウレタン系樹脂フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、（メタ）アクリルロニトリルフィルム等を好適に使用できるが、これらの中でも、ポリエステル系フィルムが好ましく用いられる。ポリエステル系フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートの他、ポリブチレンテレフタレート、ポリナフタレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート等が挙げられる。
【００５０】
本発明による視認性向上シートは、上記のように光学機能層３を一層のみ備える形態としてもよいが、二層以上を重ね合わせて積層させてもよい。光学機能層３を二層重ね合わせる場合には、粘着剤等を介して各光学機能性を積層したり、基材層の両面に光学機能層を形成することができる。
【００５１】
また、光学機能層を二層重ね合わせる場合には、それぞれの光学機能層で異なった構造となるようにしてもよい。例えば、一層目の光学機能層と二層目の光学機能層とで、光吸収部の幅やピッチ、深さ（楔形部の深さ）、形状を変えたり、光吸収部の厚み方向の向きを変えたり、映像光に対する光吸収部のバイアス角度（水平方向に対する光吸収部の傾斜角度）を変えたりすることができる。また、光吸収部を形成する材料（樹脂の種類や着色繊維状フィラー等の濃度）を変えることもできる。例えば、二層目は効率良く外光をカットし、コントラストの向上を重視した設計とし、二層目は反射を利用した正面輝度向上効果を重視した設計とするような、各層で作用効果を変えることが好ましい。
【００５２】
次に、上記した視認性向上シートの製造方法について説明する。先ず、基材層２上にプリズム部４を形成する。このプリズム部４の形成は、使用する樹脂の種類によって異なる。例えば、プリズム部を透明な熱可塑性樹脂を用いて形成する場合には、加熱した金型を熱可塑性樹脂に押圧する熱プレス法や、金型内に熱可塑性樹脂を注入して固化させるキャスティング法、射出成型法等によって、所望の形状のプリズム部を形成することができる。また、電離放射線硬化性樹脂、特に紫外線硬化性樹脂を用いる場合には、当該樹脂を成形型内に注入して紫外線を照射して硬化させる、いわゆるＵＶ法によって、所望の形状のプリズム部を形成することができる。これらの方法の中でも、本発明においては、量産性に優れるＵＶ法が好適に使用できる。ＵＶ法によれば、ロール状の成形型を用いて、配列したプリズム単位を連続的に製造することができる。
【００５３】
次に、光吸収部５を形成するための着色インキ組成物の調製を行う。インキ組成物の調製は、上記したように、インキ粘度が１５００〜５０００ｍＰａ・ｓとなるように各成分の配合量および各成分の種類を適宜選択することができる。このインキ組成物を、基材層２上に形成した複数のプリズム部４の間に配置される楔形の溝５に充填する。インキ組成物の充填方法としては、ディスペンサーによる滴下、ダイヘッドによる塗布、あるいはフィニッシャーロールによりインキ組成物を楔形の溝に充填することができる。これらの中でも、インキ組成物の流動性が悪くインキ跡が目立つような場合には、ダイヘッドによる塗布が適している。
【００５４】
インキ組成物を楔形の溝、すなわち複数のプリズム部の間の窪みに充填した後、余剰のインキ組成物を掻き取って、楔形の溝にインキ組成物が充満するようにする。インキの掻き取り性を向上させるためには、ドクターブレードやワイピングロールによる連続拭き取り装置などにより行う。インキ粘度が１５００ｍＰａ・ｓ未満の場合、インキの掻き取り性は良好であるものの、楔形の溝にインキ組成物が充満させることが困難となり、一方、インキ粘度が５０００ｍＰａ・ｓを超える場合には、インキの流動性が悪くインキの掻き取り性が低下したりインキ跡が目立ち、所望の光吸収部を形成することが困難となる場合がある。
【００５５】
楔形の溝にインキ組成物を充填した後、インキ組成物を硬化させることにより、光吸収部を形成する。硬化方法としては、電離放射線硬化型樹脂組成物の硬化方法で通常用いられる硬化方法、即ち、電子線又は紫外線の照射によって硬化することができる。例えば、電子線硬化の場合には、コックロフトワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速機から放出される５０〜１０００ｋｅＶ、好ましくは１００〜３００ｋｅＶのエネルギーを有する電子線等が使用され、紫外線硬化の場合には超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプ等の光線から発する紫外線等が利用できる。
【００５６】
上記のようにして、基材層２上にプリズム部４と光吸収部５とを形成することにより、図１に示すような視認性向上シート１を製造することができる。本発明による視認性向上シートは、従来の視認性向上シートや視野角拡大部材に採用されている他の機能層を含んでいてもよい。具体的には、反射防止層、粘着層、電磁波遮蔽層、波長フィルタ層、防眩層、ハードコート層などを適宜組み合わせてもよい。これらの各機能層の積層順や積層数は、使用する視認性向上シートの用途に応じて適宜決定することができる。
【実施例】
【００５７】
実施例１
＜着色インキ組成物の調製＞
電離放射線硬化性樹脂として、ウレタンアクリレート３３．６重量部、エポキシアクリレート１４．４重量部、トリプロピレングリコールジアクリレート２８重量部、およびメトキシトリエチレングリコールアクリレート４重量部と、光重合開始剤としてイルガキュアー１８４を４重量部とを混合し、さらに、炭素繊維（ＶＧＣＦ−Ｈ、昭和電工株式会社製）を１．６重量部と、カーボンブラック（平均粒子径２μｍ）を１６重量部と、を混合し、インキ組成物を調製した。得られたインキ組成物の粘度は、Ｂ型粘度計を用いて２５℃の環境下において測定したところ、３０００ｍＰａ・ｓであった。
【００５８】
＜視認性向上シートの作製＞
厚みが１００μｍのＰＥＴ基材（Ａ４３００、東洋紡製）上に、硬化後の屈折率が１．５５のウレタン系紫外線硬化性樹脂を用いて、成形金型で連続賦型加工を行い、複数のプリズム部と、そのプリズム部間に並列して設けられた楔形の溝を形成した。次いで、上記で得られたインキ組成物を、楔形の溝に充填し、金属製のドクターブレードで余剰のインキ組成物を掻き取った後、紫外線を照射してインキ組成物を硬化させることにより、光吸収部を形成した。得られた視認性向上シートは、光吸収部（楔形の溝）の開口幅が１２μｍであり、楔形の溝の先端部分の幅が３μｍであり、深さが１０５ｍｍであった。
【００５９】
実施例２
実施例１のインク組成物の調製において用いたカーボンブラックに代えて、平均粒子径が４μｍの着色微粒子（ガンツパール、ガンツ化成工業株式会社製）を１６重量部添加した以外は、実施例１と同様にしてインク組成物を調製した。得られたインキ組成物の粘度は、Ｂ型粘度計を用いて２５℃の環境下において測定したところ、３２００ｍＰａ・ｓであった。次いで、得られたインキ組成物を用いて、実施例１と同様にして視認性向上シートを作製した。
【００６０】
実施例３〜７及び比較例１〜４
インキ組成物において、電離放射線硬化性樹脂、炭素繊維、カーボンブラックおよび着色微粒子の配合量を下記の表１に従って変えた以外は、実施例１と同様にして視認性向上シートを製造した。
【００６１】
＜コントラスト評価＞
得られた視認性向上シートについて、下記のような評価方法により、コントラストの評価を行った。先ず、視認性向上シートをディスプレイ画面に貼り付け、明室および暗室での白画面の輝度および黒画面の輝度を測定し、得られた各輝度から白画面輝度／黒画面輝度の値を算出した。次いで、視認性向上シートを貼り付けない状態でのディスプレイの明室および暗室での白画面の輝度および黒画面の輝度を測定し、得られた各輝度から白画面輝度／黒画面輝度の値を算出した。そして、視認性向上シートを貼り付けた状態での白画面輝度／黒画面輝度の値を、視認性向上シートを貼り付けない状態での白画面輝度／黒画面輝度の値で割った値を算出した。なお、明室とは室内において蛍光灯を点灯させ、使用するディスプレイ画面の明るさが６００ルクスのときに１７０ｃｄ／ｍ２となるようにした環境を意味し、暗室とは、蛍光灯を消灯した状態でディスプレイ画面からの光以外の光源がない環境を意味する。得られた評価結果は、下記の表１に示される通りであった。
【００６２】
【表１】
【符号の説明】
【００６３】
１ 視認性向上シート
２ 基材層
３ 光学機能層
４ プリズム部
５ 光吸収部（楔形の溝）
６ 電離放射線硬化性樹脂組成物
７ 繊維状フィラー
８ カーボンブラック
９ 着色微粒子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着色インキ組成物に関し、より詳細には、表示装置の前面に設置し、表示装置の性能、とりわけ、表示装置に外光があたった時のコントラスト低下や、ぎらつき、像の映り込み等による性能の低下を防止する機能や、表示装置の有効光を好適に拡散させて視野角を広くする機能等、を有する視認性向上シートを作製する際に用いられる着色インキ組成物、およびその着色インキ組成物を用いた視認性向上シートに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置では、通常、観察者がどのような位置から見ても良好な画像が得られるように、視野角が広いことが好まれる。一方、例えば通勤電車の中で仕事をする場合やＡＴＭ等の公共の場に設置された液晶表示装置では、周りの人から画面を覗かれては困ることがあり、このような場合には液晶表示装置の観察者のみに見え、他人からは見えないようにプライバシーを保護するための覗き見防止機能が求められている。また、カーナビゲーションシステム等の車載型の液晶表示装置においては、夜間などに液晶表示装置の画面が窓ガラスに映り込み、視界を遮る現象がおこるため、映り込み防止機能が求められており、光線出光角度の制御が望まれている。
【０００３】
このような要求に対して、例えば、特開２００６−１１９３６５号公報（特許文献１）には、光透過層と遮光層とを交互に並べた構造であるルーバータイプの視認性向上シートが提案されており、遮光層として、光透過層を構成する材料にカーボンブラックやカーボンファイバー等の充填材を混合したものを用いることが開示されている。
【０００４】
一方、上記のようなルーバー型の視認性向上シートは、斜め方向の映像光を単純にカットするものであるため、表示装置の種類によっては、観測者に到達させるべき映像光の拡散光源を減少させてしまうことにもなるため、表示画面の輝度が低下する場合があった。
【０００５】
上記の問題を解消するため、外光を遮光してコントラストを向上させ、かつ二重像の発生も減少させることができる視認性向上シートを液晶表示装置の光源と液晶パネルの間に設置することが提案されている。このような視認性向上シートとして種々の構造のものが提案されており、例えば、断面形状が台形のレンズ部を所定の間隔で配列するとともに、隣り合うレンズ部間の楔形部には、レンズ部よりも屈折率の低い材料とカーボン顔料等とを充填した構造を有するものが提案されている（例えば、特開２００６−８５０５０号公報等：特許文献２）。
【０００６】
そして、楔形部を構成する材料として、電離放射線硬化性樹脂等のレンズ材料にカーボン顔料等の微粒子を混合した組成物を用い、この組成物を楔形部に充填し、電離放射線を照射して硬化させて楔形部を形成することが行われており、この微粒子として、平均粒径が１μｍよりも小さすぎると十分な光吸収効果が得られず、また、微粒子が大きすぎると、楔形部に微粒子が充填されなかったり、楔形部ごとの充填率にばらつきが生じ、光学的な斑が生じてしまうことも知られている（例えば、特開２００６−１８４６０９号公報：特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１１９３６５号公報
【特許文献２】特開２００６−８５０５０号公報
【特許文献３】特開２００６−１８４６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、楔形の溝に、カーボン顔料等の微粒子を混合したインキ組成物を充填して光吸収部を形成する場合、ある程度大きい粒子径を有する顔料微粒子を用いる必要がある。しかしながら、平均粒径が１μｍ以上のカーボン顔料微粒子を用いると、電離放射線硬化性樹脂等に添加してインキ組成物とした場合に、カーボン顔料微粒子がインキ組成物中で沈降してしまい、インキ組成物の保存安定性が不十分な場合があった。また、平均粒径が１μｍ以上のカーボンブラック粒子を用いると、カーボンブラック粒子を楔形の溝へ充填した際の充填率にも限界があるため、光吸収部の黒色濃度が不十分とされる場合があった。
【０００９】
本発明者らは、今般、光吸収部を形成するための電離放射線硬化性樹脂に添加する着色剤として、カーボンブラック顔料に加えて一定量の炭素繊維を混合したものを用いることにより、インキ組成物の保存安定性が向上するとともに、光吸収部の黒色濃度にも優れる黒色インキ組成物を実現できる、との知見を得た。本発明はかかる知見によるものである。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、インキ組成物の保存安定性が向上するとともに、光吸収部の黒色濃度にも優れる黒色インキ組成物を提供することである。
【００１１】
また、本発明の別の目的は、上記黒色インキ組成物を用いて光吸収部を形成した視認性向上シートを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による視認性向上シート用着色インキ組成物は、光を透過可能な複数のプリズム部の間に並列して設けられた楔形の溝に着色インキ組成物を充填し、硬化させて光吸収部とした視認性向上シート、に用いられる着色インキ組成物であって、
前記プリズム部を構成する材料よりも屈折率の小さい透明な電離放射線硬化型樹脂組成物と、長軸方向の平均繊維長が５〜５０μｍであって、アスペクト比が１０以上の着色繊維状フィラーと、を含んでなり、
前記電離放射線硬化型樹脂組成物に対し、前記着色繊維状フィラーを重量基準において１〜３０％含むものである。
【００１３】
また、本発明の態様として、 平均粒子径が１〜５μｍのカーボンブラックをさらに含んでなることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の態様として、平均粒子径が１〜５μｍの着色微粒子をさらに含んでなることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の態様として、前記電離放射線硬化型樹脂組成物に対し、前記カーボンブラックおよび／または前記着色微粒子を重量基準において１０〜５０％含むことが好ましい。
【００１６】
また、本発明の態様として、着色繊維状フィラーと、前記カーボンブラックおよび／または前記着色微粒子とを、１：１０〜１：１の割合で含むことが好ましい。
【００１７】
また、本発明の態様として、前記着色繊維状フィラーが炭素繊維であることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の態様として、着色微粒子が黒色であることが好ましい。
【００１９】
また、本発明の態様として、前記電離放射線硬化性樹脂組成物が、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジェン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、及び多価アルコールから選択される多官能化合物の（メタ）アルリレート等のオリゴマーまたはプレポリマーからなることが好ましい。
【００２０】
また、本発明の別の態様として、上記着色インキ組成物を用いて作製された視認性向上シートも提供される。
【００２１】
さらに、本発明の別の態様として、上記の視認性向上シートを備えた表示装置も提供される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明においては、光を透過可能な複数のプリズム部の間に並列して設けられた楔形の溝に着色インキ組成物を充填し、硬化させて光吸収部とした視認性向上シートにおいて、楔形の溝に充填される着色インキ組成物として、プリズム部を構成する材料よりも屈折率の小さい透明な電離放射線硬化型樹脂組成物と、長軸方向の平均繊維長が５〜５０μｍで、アスペクト比が１０以上の着色繊維状フィラーとを含有し、前記電離放射線硬化型樹脂組成物に対し、前記着色繊維状フィラーを重量基準において１〜３０％含む着色インキ組成物を用いることにより、インキ組成物の保存安定性が高く、かつ黒色濃度の高い光吸収部を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第一の実施形態における視認性向上シートの一方向の断面を示す図。
【図２】視認性向上シートの一方向の断面の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
先ず、本発明による着色インキ組成物を説明する。本発明による着色インキ組成物は、光を透過可能な複数のプリズム部の間に並列して設けられた楔形の溝に着色インキ組成物を充填し、硬化させて光吸収部とした視認性向上シート、に用いられるものであって、前記プリズム部を構成する材料よりも屈折率の小さい透明な電離放射線硬化型樹脂組成物と、長軸方向の平均繊維長が５〜５０μｍで、アスペクト比が１０以上の着色繊維状フィラーと、を必須成分として含む。
【００２５】
後記するような視認性向上シートのプリズム部を構成する材料よりも屈折率の小さい透明な電離放射線硬化型樹脂組成物としては、従来公知の視認性向上シートや視野角向上シート等に用いられる電離放射線硬化型樹脂組成物を用いることができる。例えば、アクリレート系の官能基を有するものを好適に使用することができ、具体的には、比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジェン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール等の多官能化合物の（メタ）アルリレート等のオリゴマー又はプレポリマーを挙げることができる。なお、視認性向上シートのプリズム部を構成する材料にもよるが、これらの樹脂のなかならプリズム部を構成する材料よりも屈折率の小さい樹脂を選択すればよい。
【００２６】
また、上記樹脂組成物中には、反応性希釈剤を添加してもよく、このような反応性希釈剤としては、エチル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、メチルスチレン、Ｎ−ビニルピロリドン等の単官能モノマー並びに多官能モノマーを使用してもよく、具体的は、リメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００２７】
電離放射線硬化型樹脂組成物を紫外線硬化型樹脂組成物とするには、組成物中に光重合開始剤としてアセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、α−アミロキシムエステル、テトラメチルチュウラムモノサルファイド、チオキサントン類や、光増感剤としてｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、ポリ−ｎ−ブチルホソフィン等を混合して用いることができる。特に本発明では、オリゴマーとしてウレタンアクリレート、モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等を混合するのが好ましい。
【００２８】
電離放射線硬化型樹脂組成物の硬化方法としては、前記電離放射線硬化型樹脂組成物の硬化方法は通常の硬化方法、即ち、電子線又は紫外線の照射によって硬化することができる。
【００２９】
例えば、電子線硬化の場合には、コックロフトワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速機から放出される５０〜１０００ｋｅＶ、好ましくは１００〜３００ｋｅＶのエネルギーを有する電子線等が使用され、紫外線硬化の場合には超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプ等の光線から発する紫外線等が利用できる。
【００３０】
本発明においては、上記した電離放射線硬化型樹脂組成物に、長軸方向の平均繊維長が５〜５０μｍであり、アスペクト比が１０以上の着色繊維状フィラーを混合したインキ組成物を用いる。このような外形を有する着色繊維状フィラーを用いることにより、インキ組成物のチキソトロピー性が向上するため、インキの保存安定性が向上する。着色繊維状フィラーとしては、有機物でも無機物でもよいが、好ましくは炭素繊維を用いる。炭素繊維を電離放射線硬化型樹脂組成物に添加することにより、インキの保存安定性と楔形溝の黒色性とを両立することができる。着色繊維状フィラーの平均繊維長は、１０〜３０μｍがより好ましく、１５〜２０μｍが特に好ましい。本明細書において、平均繊維長とは、実際の繊維状フィラーの長さの数平均を意味するものである。また、アスペクト比（繊維径に対する繊維長）は、１０〜５０が好ましく、１０〜３０がより好ましい。このような着色繊維状フィラーとしては、昭和電工株式会社から市販されているＶＧＣＦやＶＧＣＦ−Ｈ等を好適に使用することができる。なお、着色繊維状フィラーの繊維長および繊維径は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等によって観察した画像により測定することができる。
【００３１】
着色繊維状フィラーは、電離放射線硬化型樹脂組成物に対し重量基準において１〜３０％含有されている。含有量が１％よりも少ないと、インキ組成物のチキソトロピー性が向上せず、インキ組成物の保存安定性が不十分となる。また、３０％を超えるとインキ組成物の粘度が上昇して充填適正が悪化し、また、着色繊維状フィラーがインキ組成物中で沈降し易くなる。
【００３２】
本発明においては、平均粒子径が１〜５μｍのカーボンブラックをさらに含んでいてもよい。所定平均粒子径のカーボンブラックが含まれていることにより、より一層、インキ組成物の保存安定性と、光吸収部を形成した際の黒色濃度とを両立することができる。なお、平均粒子径は、例えば、粒子径分布測定装置（ＬＡ−９２０、株式会社堀場製作所製）により測定することができる。
【００３３】
カーボンブラックの平均粒子径は、楔形の溝にインキ組成物を充填する際のプロセス適正や充填率に影響を与える。充填率は高い方が好ましいが、そのためには充填すべき溝の深さや幅に対し、カーボンブラックの平均粒子径が十分に小さいことが必要である。カーボンブラックが充填される溝の幅の寸法と深さの寸法のいずれか狭い方の間隔Ｌに対して、カーボンブラックの平均粒子径はＬ／２以下であることが好ましく、Ｌ／３以下であることがより好ましい。例えば、楔形溝の深さが十分にあり、溝の開口部幅が１０μｍであれば、カーボンブラックの平均粒子径は、５μｍ以下であることが好ましく、３．３μｍ以下であることがより好ましい。カーボンブラックの平均粒子径がＬ／２よりも大きいと、カーボンブラックが溝の幅方向に実質的にほとんど並ばないことになり、充填率が低下する。また、溝の寸法の半分よりも大きい平均粒子径を有するカーボンブラックを効率よく溝の奥まで充填することはプロセス的にも困難である。
【００３４】
一方、カーボンブラックの平均粒子径を小さくすると、楔形の溝の形状に追従するため充填率が向上するが、単位体積あたりのカーボンブラックの数および比表面積が増加するため、黒色インキ組成物の流動性が低下し、掻き取り性が低下するため、楔形の光吸収部を形成するのが困難になる。しかしながら、本発明においては、上記のように長軸方向の平均繊維長が５〜５０μｍで、アスペクト比が１０以上の着色繊維状フィラーを含むため、インキ組成物のチキソトロピー性が高く、よって、カーボンブラック等の微粒子のみを含む従来の黒色インキ組成物と比較して、より平均粒子径の小さいカーボンブラックを使用することができる。その結果、楔形溝の着色剤の充填率が向上するため、より色むらの少ない黒色濃度の高い光吸収部を有する視認性向上シートを製造することが可能となる。
【００３５】
本発明においては、上記したカーボンブラックに加えて、平均粒子径が１〜５μｍの着色微粒子を添加してもよい。着色微粒子としては、顔料や染料等で着色した樹脂ビーズやガラスビーズ等を好適に使用することができる。このような着色微粒子は、映像光の特性に合わせて特定の波長を選択的に吸収するものであってよいが、好ましくは黒色の樹脂ビーズが用いられる。樹脂ビーズとしては、メラミンビーズ、アクリルビーズ、アクリル−スチレンビーズ、ポリカーボネートビーズ、ポリエチレンビーズ、ポリスチレンビーズ、塩ビビーズ等を好適に使用することができる。また、カーボンブラックを含有したアクリル架橋微粒子やカーボンブラックを含有したウレタン架橋微粒子等を用いてもよい。また、シリコン系ビーズも好適に使用できる。また、これら着色微粒子は、インキ組成物中での分散性を向上させるために、樹脂ビーズを表面処理したものを用いてもよい。さらに、樹脂ビーズは、上記した電離放射線硬化型樹脂組成物との屈折率差が０．１程度のものを用いることが好ましい。
【００３６】
透明な樹脂ビーズにカーボンブラックを含有させた着色微粒子を用いる場合、カーボンブラックとして、平均粒子径が１０〜５００ｎｍ程度のものを用いることが好ましい。また、樹脂ビーズへのカーボンブラックの練り込み量は、樹脂ビーズ１重量部に対してカーボンブラックを０．１〜０．７重量部程度であり、好ましくは０．１５〜０．５重量部、より好ましくは０．２〜０．３５重量部である。カーボンブラックの練り込み量が０．７重量部よりも多と樹脂ビーズが割れやすくなる場合があり、一方、０．１重量部よりも少ないと、所望の黒色性を有する着色微粒子を得られない場合がある。
【００３７】
電離放射線硬化型樹脂組成物への着色微粒子の分散性を向上させるために、着色微粒子を表面処理しておくこともできる。表面処理としては、従来公知のシリカコーティングによる親水処理や、プラズマ等による表面改質が挙げられる。
【００３８】
上記した着色微粒子も、カーボンブラックと同様に、その平均粒子径が楔形溝にインキ組成物を充填する際のプロセス適正や充填率に影響を与える。着色微粒子の充填率は高い方が好ましいが、そのためには充填すべき溝の深さや幅に対し、着色微粒子の平均粒子径が十分に小さいことが必要である。着色微粒子が充填される溝の幅の寸法と深さの寸法のいずれか狭い方の間隔Ｌに対して、着色微粒子の平均粒子径はＬ／２以下であることが好ましく、Ｌ／３以下であることがより好ましい。例えば、楔形溝の深さが十分にあり、溝の開口部幅が１０μｍであれば、着色微粒子の平均粒子径は、５μｍ以下であることが好ましく、３．３μｍ以下であることがより好ましい。着色微粒子の平均粒子径がＬ／２よりも大きいと、着色微粒子が溝の幅方向に実質的に１つしか並ばないことになり、充填率が低下する。また、溝の寸法の半分よりも大きい平均粒子径を有する着色微粒子を効率よく溝の奥まで充填することはプロセス的にも困難である。
【００３９】
一方、着色微粒子の平均粒子径を小さくすると、楔形の溝の形状に追従するため充填率が向上するが、単位体積あたりの着色微粒子の数および比表面積が増加するため、黒色インキ組成物の流動性が低下し、掻き取り性が低下するため、楔形の光吸収部を形成するのが困難になる。しかしながら、本発明においては、上記のように長軸方向の平均繊維長が５〜５０μｍで、アスペクト比が１０以上の着色繊維状フィラーを含むため、インキ組成物のチキソトロピー性が高く、よって、着色微粒子のみを含む従来の黒色インキ組成物と比較して、より平均粒子径の小さい着色微粒子を使用することができる。その結果、楔形の溝への着色剤（着色微粒子）の充填率が向上するため、より色むらの少ない黒色濃度の高い光吸収部を有する視認性向上シートを製造することが可能となる。
【００４０】
上記したカーボンブラックおよび／または着色微粒子は、電離放射線硬化型樹脂組成物に対し重量基準において１０〜５０％含まれることが好ましい。１０％未満であると、楔形の形状を有する光吸収部の光遮光性が不十分となる場合があり、一方、５０％を超えると、樹脂ビーズどうしが接触して割れや欠けの問題が発生し易くなる。
【００４１】
また、本発明においては、前記着色繊維状フィラーと、前記カーボンブラックおよび／または前記着色微粒子とを、１：１０〜１：１の割合で含むことが好ましい。着色繊維状フィラーの添加量が上記範囲よりも少ないと、インキのチキソトロピー性が向上しないため、樹脂ビーズ等が沈降し、インキ組成物の保存安定性が不十分となる。一方、着色繊維状フィラーの添加量が上記範囲よりも多くなると、インキ組成物の粘度が上昇して充填適性が悪化し、また、着色繊維状フィラーがインキ組成物中で沈降し易くなる。
【００４２】
上記した各成分を含む着色インキ組成物は、電離放射線硬化型樹脂組成物に、所定量の着色繊維状フィラー、カーボンブラック、着色微粒子を混合し、所望により重合開始剤等を添加することにより調製される。インキ組成物の調製においては、後記するように、インキ粘度が１５００〜５０００ｍＰａ・ｓとなるように各成分の配合量および各成分の種類を適宜選択することができる。なお、インキ組成物の粘度はＢ型粘度計等を用いて２５℃の環境下で測定した値を意味するものとする。
【００４３】
次に、上記した着色インキ組成物を用いて製造された視認性向上シートについて、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態における視認性向上シートの一方向の断面を示す図である。図１に示すように、本発明による視認性向上シート１は、基材層２と光学機能シート層３を少なくとも備えている。光学機能シート層３は、図１に示すように、層厚方向断面において略台形のプリズム部４と、そのプリズム部４の間に並列して配置された楔形の溝からなる光吸収部５とを備えている。
【００４４】
プリズム部４は、一方のシート面側が上底、他方のシート面側が下底となるように配置された略台形断面を有する要素である。また、プリズム部は、光透過性樹脂で構成されている。このような樹脂としては、種々の透明熱可塑性樹脂等を用いることができるが、後記するように、本発明においては、上記した電離放射線硬化性樹脂が好適に使用できる。
【００４５】
光吸収部５は、プリズム部の間に形成された楔形の溝５に、上記した着色性インキ組成物を充填して硬化することにより形成される、略三角形断面を有する要素である。三角形断面の底辺に相当する面がプリズム部の上底側のシート面に面するように並列に配置されている。これにより光吸収部５（楔形の溝）の底辺およびプリズム部の上底により、光学機能シート層３の一方の面が構成されている。略三角形断面における斜辺は、光学機能シート層３のシート面の法線方向に対して、０〜１０度の範囲の角度を有していることが好ましい。なお、斜辺の角度が０度に近い場合は、実質的に三角形断面ではなく台形断面または矩形断面となる。
【００４６】
光吸収部５は、上記したような着色インキ組成物により形成されるため、プリズム部４の屈折率と同じかまたは小さい屈折率を有する。プリズム部４と光吸収部５との屈折率が上記のような関係となることにより、所定条件でプリズム部に入射した光源からの映像光を光吸収部５とプリズム部４との境界面で適切に反射させ、観測者に明るい映像を提供することができる。また、観測者側からの外光の一部を吸収するため、コントラストも向上する。
【００４７】
光吸収部５は、上記した着色インキ組成物を充填することにより形成される。すなわち、電離放射線硬化性樹脂組成物６中に所定長さの繊維状フィラー７（並びにカーボンブラック８および／または着色微粒子９）が分散した状態で硬化したものである。これにより、光吸収部５とプリズム部４との境界面で反射せずに、光吸収部５の内側に入射した迷光が、光吸収部５中の繊維状フィラー７（並びにカーボンブラック８および／または着色微粒子９）によって吸収される。また、所定角度で入射した観測者側からの外光を適切に吸収することができるため、コントラストを向上させることもできる。
【００４８】
上記した実施形態では、光吸収部５の断面形状が、直線上の二つの斜辺を有する略三角形または略台形である形態について説明したが、本発明においてはかかる形態に限定されるものではなく、光吸収部が上記の光学的機能を有するものであれば、どのような形状を有していてもよい。
【００４９】
基材層２は、上記したプリズム部４や光吸収部５を形成するためのベースとなる層である。基材層としては、透明樹脂フィルム、透明樹脂板、透明樹脂シートや透明ガラスを用いることができる。透明樹脂フィルムとしては、トリアセテートセルロース（ＴＡＣ）フィルム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル系フィルム、ジアセチルセルロースフィルム、アセテートブチレートセルロースフィルム、ポリエーテルサルホンフィルム、ポリアクリル系樹脂フィルム、ポリウレタン系樹脂フィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリエーテルケトンフィルム、（メタ）アクリルロニトリルフィルム等を好適に使用できるが、これらの中でも、ポリエステル系フィルムが好ましく用いられる。ポリエステル系フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレートの他、ポリブチレンテレフタレート、ポリナフタレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート等が挙げられる。
【００５０】
本発明による視認性向上シートは、上記のように光学機能層３を一層のみ備える形態としてもよいが、二層以上を重ね合わせて積層させてもよい。光学機能層３を二層重ね合わせる場合には、粘着剤等を介して各光学機能性を積層したり、基材層の両面に光学機能層を形成することができる。
【００５１】
また、光学機能層を二層重ね合わせる場合には、それぞれの光学機能層で異なった構造となるようにしてもよい。例えば、一層目の光学機能層と二層目の光学機能層とで、光吸収部の幅やピッチ、深さ（楔形部の深さ）、形状を変えたり、光吸収部の厚み方向の向きを変えたり、映像光に対する光吸収部のバイアス角度（水平方向に対する光吸収部の傾斜角度）を変えたりすることができる。また、光吸収部を形成する材料（樹脂の種類や着色繊維状フィラー等の濃度）を変えることもできる。例えば、二層目は効率良く外光をカットし、コントラストの向上を重視した設計とし、二層目は反射を利用した正面輝度向上効果を重視した設計とするような、各層で作用効果を変えることが好ましい。
【００５２】
次に、上記した視認性向上シートの製造方法について説明する。先ず、基材層２上にプリズム部４を形成する。このプリズム部４の形成は、使用する樹脂の種類によって異なる。例えば、プリズム部を透明な熱可塑性樹脂を用いて形成する場合には、加熱した金型を熱可塑性樹脂に押圧する熱プレス法や、金型内に熱可塑性樹脂を注入して固化させるキャスティング法、射出成型法等によって、所望の形状のプリズム部を形成することができる。また、電離放射線硬化性樹脂、特に紫外線硬化性樹脂を用いる場合には、当該樹脂を成形型内に注入して紫外線を照射して硬化させる、いわゆるＵＶ法によって、所望の形状のプリズム部を形成することができる。これらの方法の中でも、本発明においては、量産性に優れるＵＶ法が好適に使用できる。ＵＶ法によれば、ロール状の成形型を用いて、配列したプリズム単位を連続的に製造することができる。
【００５３】
次に、光吸収部５を形成するための着色インキ組成物の調製を行う。インキ組成物の調製は、上記したように、インキ粘度が１５００〜５０００ｍＰａ・ｓとなるように各成分の配合量および各成分の種類を適宜選択することができる。このインキ組成物を、基材層２上に形成した複数のプリズム部４の間に配置される楔形の溝５に充填する。インキ組成物の充填方法としては、ディスペンサーによる滴下、ダイヘッドによる塗布、あるいはフィニッシャーロールによりインキ組成物を楔形の溝に充填することができる。これらの中でも、インキ組成物の流動性が悪くインキ跡が目立つような場合には、ダイヘッドによる塗布が適している。
【００５４】
インキ組成物を楔形の溝、すなわち複数のプリズム部の間の窪みに充填した後、余剰のインキ組成物を掻き取って、楔形の溝にインキ組成物が充満するようにする。インキの掻き取り性を向上させるためには、ドクターブレードやワイピングロールによる連続拭き取り装置などにより行う。インキ粘度が１５００ｍＰａ・ｓ未満の場合、インキの掻き取り性は良好であるものの、楔形の溝にインキ組成物が充満させることが困難となり、一方、インキ粘度が５０００ｍＰａ・ｓを超える場合には、インキの流動性が悪くインキの掻き取り性が低下したりインキ跡が目立ち、所望の光吸収部を形成することが困難となる場合がある。
【００５５】
楔形の溝にインキ組成物を充填した後、インキ組成物を硬化させることにより、光吸収部を形成する。硬化方法としては、電離放射線硬化型樹脂組成物の硬化方法で通常用いられる硬化方法、即ち、電子線又は紫外線の照射によって硬化することができる。例えば、電子線硬化の場合には、コックロフトワルトン型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速機から放出される５０〜１０００ｋｅＶ、好ましくは１００〜３００ｋｅＶのエネルギーを有する電子線等が使用され、紫外線硬化の場合には超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、キセノンアーク、メタルハライドランプ等の光線から発する紫外線等が利用できる。
【００５６】
上記のようにして、基材層２上にプリズム部４と光吸収部５とを形成することにより、図１に示すような視認性向上シート１を製造することができる。本発明による視認性向上シートは、従来の視認性向上シートや視野角拡大部材に採用されている他の機能層を含んでいてもよい。具体的には、反射防止層、粘着層、電磁波遮蔽層、波長フィルタ層、防眩層、ハードコート層などを適宜組み合わせてもよい。これらの各機能層の積層順や積層数は、使用する視認性向上シートの用途に応じて適宜決定することができる。
【実施例】
【００５７】
実施例１
＜着色インキ組成物の調製＞
電離放射線硬化性樹脂として、ウレタンアクリレート３３．６重量部、エポキシアクリレート１４．４重量部、トリプロピレングリコールジアクリレート２８重量部、およびメトキシトリエチレングリコールアクリレート４重量部と、光重合開始剤としてイルガキュアー１８４を４重量部とを混合し、さらに、炭素繊維（ＶＧＣＦ−Ｈ、昭和電工株式会社製）を１．６重量部と、カーボンブラック（平均粒子径２μｍ）を１６重量部と、を混合し、インキ組成物を調製した。得られたインキ組成物の粘度は、Ｂ型粘度計を用いて２５℃の環境下において測定したところ、３０００ｍＰａ・ｓであった。
【００５８】
＜視認性向上シートの作製＞
厚みが１００μｍのＰＥＴ基材（Ａ４３００、東洋紡製）上に、硬化後の屈折率が１．５５のウレタン系紫外線硬化性樹脂を用いて、成形金型で連続賦型加工を行い、複数のプリズム部と、そのプリズム部間に並列して設けられた楔形の溝を形成した。次いで、上記で得られたインキ組成物を、楔形の溝に充填し、金属製のドクターブレードで余剰のインキ組成物を掻き取った後、紫外線を照射してインキ組成物を硬化させることにより、光吸収部を形成した。得られた視認性向上シートは、光吸収部（楔形の溝）の開口幅が１２μｍであり、楔形の溝の先端部分の幅が３μｍであり、深さが１０５ｍｍであった。
【００５９】
実施例２
実施例１のインク組成物の調製において用いたカーボンブラックに代えて、平均粒子径が４μｍの着色微粒子（ガンツパール、ガンツ化成工業株式会社製）を１６重量部添加した以外は、実施例１と同様にしてインク組成物を調製した。得られたインキ組成物の粘度は、Ｂ型粘度計を用いて２５℃の環境下において測定したところ、３２００ｍＰａ・ｓであった。次いで、得られたインキ組成物を用いて、実施例１と同様にして視認性向上シートを作製した。
【００６０】
実施例３〜７及び比較例１〜４
インキ組成物において、電離放射線硬化性樹脂、炭素繊維、カーボンブラックおよび着色微粒子の配合量を下記の表１に従って変えた以外は、実施例１と同様にして視認性向上シートを製造した。
【００６１】
＜コントラスト評価＞
得られた視認性向上シートについて、下記のような評価方法により、コントラストの評価を行った。先ず、視認性向上シートをディスプレイ画面に貼り付け、明室および暗室での白画面の輝度および黒画面の輝度を測定し、得られた各輝度から白画面輝度／黒画面輝度の値を算出した。次いで、視認性向上シートを貼り付けない状態でのディスプレイの明室および暗室での白画面の輝度および黒画面の輝度を測定し、得られた各輝度から白画面輝度／黒画面輝度の値を算出した。そして、視認性向上シートを貼り付けた状態での白画面輝度／黒画面輝度の値を、視認性向上シートを貼り付けない状態での白画面輝度／黒画面輝度の値で割った値を算出した。なお、明室とは室内において蛍光灯を点灯させ、使用するディスプレイ画面の明るさが６００ルクスのときに１７０ｃｄ／ｍ２となるようにした環境を意味し、暗室とは、蛍光灯を消灯した状態でディスプレイ画面からの光以外の光源がない環境を意味する。得られた評価結果は、下記の表１に示される通りであった。
【００６２】
【表１】
【符号の説明】
【００６３】
１ 視認性向上シート
２ 基材層
３ 光学機能層
４ プリズム部
５ 光吸収部（楔形の溝）
６ 電離放射線硬化性樹脂組成物
７ 繊維状フィラー
８ カーボンブラック
９ 着色微粒子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を透過可能な複数のプリズム部の間に並列して設けられた楔形の溝に着色インキ組成物を充填し、硬化させて光吸収部とした視認性向上シート、に用いられる着色インキ組成物であって、
前記プリズム部を構成する材料よりも屈折率の小さい透明な電離放射線硬化型樹脂組成物と、長軸方向の平均繊維長が５〜５０μｍであって、アスペクト比が１０以上の着色繊維状フィラーと、を含んでなり、
前記電離放射線硬化型樹脂組成物に対し、前記着色繊維状フィラーを重量基準において１〜３０％含むことを特徴とする、着色インキ組成物。
【請求項２】
平均粒子径が１〜５μｍのカーボンブラックをさらに含んでなる、請求項１に記載の着色インキ組成物。
【請求項３】
平均粒子径が１〜５μｍの着色微粒子をさらに含んでなる、請求項１または２に記載の着色インキ組成物。
【請求項４】
前記電離放射線硬化型樹脂組成物に対し、前記カーボンブラックおよび／または前記着色微粒子を重量基準において１０〜５０％含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の着色インキ組成物。
【請求項５】
前記着色繊維状フィラーと、前記カーボンブラックおよび／または前記着色微粒子とを、１：１０〜１：１の割合で含む、請求項４に記載の着色インキ組成物。
【請求項６】
前記着色繊維状フィラーが炭素繊維である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の着色インク組成物。
【請求項７】
着色微粒子が黒色である、請求項３に記載の着色インク組成物。
【請求項８】
前記電離放射線硬化性樹脂組成物が、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジェン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、及び多価アルコールから選択される多官能化合物の（メタ）アルリレート等のオリゴマーまたはプレポリマーからなる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の着色インキ組成物。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の着色インキ組成物を用いて製造された視認性向上シート。
【請求項１０】
請求項９に記載の視認性向上シートを備えた表示装置。
【請求項１】
光を透過可能な複数のプリズム部の間に並列して設けられた楔形の溝に着色インキ組成物を充填し、硬化させて光吸収部とした視認性向上シート、に用いられる着色インキ組成物であって、
前記プリズム部を構成する材料よりも屈折率の小さい透明な電離放射線硬化型樹脂組成物と、長軸方向の平均繊維長が５〜５０μｍであって、アスペクト比が１０以上の着色繊維状フィラーと、を含んでなり、
前記電離放射線硬化型樹脂組成物に対し、前記着色繊維状フィラーを重量基準において１〜３０％含むことを特徴とする、着色インキ組成物。
【請求項２】
平均粒子径が１〜５μｍのカーボンブラックをさらに含んでなる、請求項１に記載の着色インキ組成物。
【請求項３】
平均粒子径が１〜５μｍの着色微粒子をさらに含んでなる、請求項１または２に記載の着色インキ組成物。
【請求項４】
前記電離放射線硬化型樹脂組成物に対し、前記カーボンブラックおよび／または前記着色微粒子を重量基準において１０〜５０％含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の着色インキ組成物。
【請求項５】
前記着色繊維状フィラーと、前記カーボンブラックおよび／または前記着色微粒子とを、１：１０〜１：１の割合で含む、請求項４に記載の着色インキ組成物。
【請求項６】
前記着色繊維状フィラーが炭素繊維である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の着色インク組成物。
【請求項７】
着色微粒子が黒色である、請求項３に記載の着色インク組成物。
【請求項８】
前記電離放射線硬化性樹脂組成物が、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジェン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、及び多価アルコールから選択される多官能化合物の（メタ）アルリレート等のオリゴマーまたはプレポリマーからなる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の着色インキ組成物。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の着色インキ組成物を用いて製造された視認性向上シート。
【請求項１０】
請求項９に記載の視認性向上シートを備えた表示装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１５８８２８（Ｐ２０１１−１５８８２８Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２２６３（Ｐ２０１０−２２２６３）
【出願日】平成２２年２月３日（２０１０．２．３）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月３日（２０１０．２．３）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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