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、高精細な表示装置に適用した場合であっても、コントラストに優れる視認性向上シートを作製できる着色インキ組成物を提供する。
【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、粒径分布がいずれも単分散性であって、かつメジアン径が異なる二種の着色微粒子と、を含んでなり、メジアン径が小さい方の着色微粒子と、メジアン径が大きい方の着色微粒子との質量比が、１：０．１〜１：０．６であることを特徴とする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、粒径分布がいずれも単分散性であって、かつメジアン径が異なる二種の着色微粒子と、を含んでなり、メジアン径が小さい方の着色微粒子と、メジアン径が大きい方の着色微粒子との質量比が、１：０．１〜１：０．６であることを特徴とする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、表示装置に外光が当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、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着色樹脂ビーズ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、組成物を楔形部へ充填する際のプロセス上の制約から、実際は、粒子径が３．５μｍ〜２０μｍの着色樹脂ビーズが使用されている（例えば、国際出願公開公報ＷＯ２００６／０９０７８４：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】国際出願公開公報ＷＯ２００６／０９０７８４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記したように、楔形の溝に、樹脂ビーズ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、樹脂ビーズとして、実際は平均粒子径が３．５μｍ〜２０μｍ程度のものが用いられていた。近年、表示装置の高精細化により、より線幅の狭い、即ち、楔形の溝の幅（すなわち略三角形の光吸収部の底辺の長さ）が狭い視認性向上シートが希求されており、従来のインキ組成物を用いると、楔形の溝に着色樹脂ビーズが十分に充填されずにコントラストが低下する問題があった。また、着色樹脂ビーズを楔形の溝へ充填した際の充填率が低くなるため、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、電離放射線硬化性樹脂に添加する着色樹脂ビーズとして、メジアン径が互いに異なる二種の樹脂ビーズを所定の割合で含有させることにより、高精細な表示装置に適用した場合であっても、コントラストに優れる視認性向上シートを実現できる、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、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、高精細な表示装置に適用した場合であっても、コントラストに優れる視認性向上シートを作製できる着色インキ組成物を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の別の目的は、上記着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およびその視認性向上シートを備えた表示装置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、粒径分布がいずれも単分散性であって、かつメジアン径が異なる二種の着色微粒子と、を含んでなり、
メジアン径が小さい方の着色微粒子と、メジアン径が大きい方の着色微粒子との質量比が、１：０．１〜１：０．６であることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の態様として、前記小さい方の着色微粒子のメジアン径が１．５〜２．５μｍであり、前記大きい方の着色微粒子のメジアン径が３．５〜４．５μｍであることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の態様として、前記二種の着色微粒子の合計含有量が、インキ組成物の全質量に対して１５〜３５％であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の態様として、前記着色微粒子が、樹脂中にカーボンブラックを練り込んだ樹脂ビーズからなることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の態様として、前記カーボンブラックの平均粒子径が１０〜５００ｎｍであることが好ましい。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【発明の効果】
【００１９】
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、粒径分布がいずれも単分散性であり、かつメジアン径が異なる二種の着色微粒子であって、メジアン径が小さい方の着色微粒子と、メジアン径が大きい方の着色微粒子との質量比が１：０．１〜１：０．６で含む着色微粒子とを含有する着色インキ組成物を用いるため、高精細な表示装置に適用した場合であっても、コントラストに優れる視認性向上シートを作製できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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。
【図３】実施例において用いた着色微粒子の平均粒径分布を示したグラフ。
【図４】実施例において用いた着色微粒子の平均粒径分布を示したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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、所定のメジアン径を有する二種の着色微粒子と、を必須成分として含む。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、所定のメジアン径を有する二種の着色微粒子を所定割合で混合した着色インキ組成物を用いる。上記のように二種の異なるメジアン径を有する着色微粒子を所定割合で混合して用いることにより、高精細な表示装置に適用されるような視認性向上シートとした場合、即ち、楔形の溝（光吸収部）の溝幅が１０μｍ程度の光吸収部で構成される場合であっても、楔形の溝に着色インキ組成物を良好に充填することが可能となる。即ち、メジアン径が互いに異なる二種の着色微粒子を所定割合で含有させることにより、高いインキ流動性を維持しながら、着色微粒子を楔形の溝に効率良く充填することが可能となる。その結果、高精細な表示装置に適用した場合であっても、コントラストに優れる視認性向上シートを製造することができる。
【００２８】
一般的に、着色微粒子の平均粒子径は、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。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。また、平均粒子径が大きい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。一方、平均粒子径が１μｍ未満のような小さい着色微粒子を含有するインキ組成物は、単位体積あたりの微粒子の表面積が増加するため、インキ組成物が増粘する傾向にあり、楔形の溝へインキ組成物を充填するのが困難となり、充填適性が悪化してしまう。本発明においては、所定のメジアン径を有する二種の着色微粒子を所定割合で混合した着色インキ組成物を用いることにより、楔形の溝への充填効率とインキの充填適性とを両立させることができ、その結果、高精細な表示装置に適用した場合であっても、コントラストに優れる視認性向上シートを製造することができる。
【００２９】
本発明において用いられる着色微粒子は、粒径分布がいずれも単分散性であって、かつメジアン径が異なる二種の着色微粒子を、メジアン径が小さい方の着色微粒子と、メジアン径が大きい方の着色微粒子との質量比が、１：０．１〜１：０．６となるように含むものである。メジアン径が大きい方の着色微粒子の割合が上記範囲よりも少なくなると、インキ組成物の粘度増加のためにインキ充填適性が悪化する。一方、メジアン径が大きい方の着色微粒子の割合が上記範囲よりも多くなると、着色微粒子の楔形の溝への充填率が小さくなり、視認性向上シートのコントラストが不十分となる。なお、本明細書において、メジアン径とは、レーザ回折式粒度分布測定器を用いて測定される微粒子の粒子径において、体積基準とした累積５０％分布値（Ｄ５０）として定義される。また、粒径分布が単分散とは、上記の測定装置を用いて測定された微粒子の粒径分布において、極大値が一つであることを意味する。
【００３０】
上記した二種の着色微粒子において、小さい方の着色微粒子のメジアン径が１．５〜２．５μｍであり、前記大きい方の着色微粒子のメジアン径が３．５〜４．５μｍであることが好ましく、メジアン径が２μｍ程度の着色微粒子と４μｍ程度の着色微粒子の二種を含むインキ組成物とすることがより好ましい。
【００３１】
また、本発明においては、上記した二種の着色微粒子の合計含有量を、インキ組成物の全質量に対して１５〜３５％の範囲とすることが好ましく、この範囲とすることにより、よりコントラストに優れる視認性向上シートを実現することができる。着色微粒子の含有量が少なすぎると、楔形溝（光吸収部）の光遮光性が不十分となる場合があり、着色微粒子の含有量が多すぎると、樹脂ビーズどうしが接触し割れや欠けの問題が発生し易くなる。
【００３２】
本発明において用いられる着色微粒子としては、樹脂ビーズやガラスビーズにカーボンブラックを練り込んだものを使用することができるが、カーボンブラックの練り込み易さの観点からは、樹脂ビーズを用いることが好ましい。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、ウレタン架橋微粒子やシリコン系ビーズも好適に使用できる。これらの樹脂ビーズは、上記した電離放射線硬化型樹脂組成物の屈折率差が０．１程度のものを用いることが好ましい。
【００３３】
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質量部に対してカーボンブラックを０．１〜０．７質量部程度であり、好ましくは０．１５〜０．５質量部、より好ましくは０．２〜０．３５質量部である。カーボンブラックの練り込み量が０．７質量部よりも多いと樹脂ビーズが割れやすくなる場合があり、一方、０．１質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。また、カーボンブラックは、平均粒子径が１０〜５００ｎｍのものを好適に使用することができ、例えば、ファーネスブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、カーボンナノチューブ、カーボンファイバー等が使用できる。また、市販のものを使用することもでき、例えば、ＨＣＦシリーズ、ＭＣＦシリーズ、ＲＣＦシリーズ、ＬＦＦシリーズ（いずれも三菱化学株式会社製）、バルカンシリーズ（キャボット社製）、ケッチェンシリーズ（ライオン株式会社製）を好適に使用することができる。なお、ここでの平均粒子径とは、カーボンブラック粒子を電子顕微鏡で観察して求めた算術平均径を意味する。
【００３４】
カーボンブラックを練り込む前の樹脂としては、透明なものも使用できるが、顔料または染料等で着色された樹脂を用いることが好ましいく、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、好ましくは黒色に着色された樹脂ビーズが用いられる。
【００３５】
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。
【００３６】
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５００〜５０００ｍＰａ・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。
【００３７】
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および図２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。
【００３８】
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。
【００３９】
光吸収部は、プリズム部の間に形成された楔形の溝に、上記した着色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。
【００４０】
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。
【００４１】
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、二種の着色微粒子７、７’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中の着色微粒子７、７’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。光吸収部中に存在する二種の着色微粒子のそれぞれの含有量は、上記したインキ組成物中に含まれる二種の着色微粒子の含有量比と同じになる。なお、光吸収部の断面の電子顕微鏡写真から、着色微粒子の粒径分布や算術平均径を算出し、それらの値を、体積基準とした累積５０％分布値（メジアン径）に変換することにより、二種のメジアン径を有する着色微粒子が所定割合で含有されていることを確認できることは言うまでもない。
【００４２】
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および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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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５００〜５０００ｍＰａ・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。
【００４８】
着色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、余剰の着色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５００ｍＰａ・ｓ未満の場合、インキの掻き取り性は良好であるものの、楔形の溝に着色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。
【００４９】
楔形の溝に着色インキ組成物を充填した後、着色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。
【００５０】
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】
【００５１】
実施例１
＜着色微粒子の調製＞
単分散の粒径分布を有するＤ５０値が２．１μｍのメジアン径を有するアクリル樹脂微粒子（ハイパール、根上工業株式会社製）に、平均粒子径が２４ｎｍのカーボンブラック（ＲＣＦ＃４５、三菱化学株式会社製）を練り込んだ着色樹脂ビーズ（以下、小ビーズともいう場合がある）を用いた。カーボンブラックの練り込み量は、アクリル樹脂ビーズに対して質量基準で３５％であった。レーザ回折式粒度分布測定器（ＳＬＡＤ−２１００、島津製作所製）用いて測定されたアクリル樹脂ビーズの粒径分布を図３に示す。
また、単分散の粒径分布を有するＤ５０値が３．８μｍのメジアン径を有するアクリル樹脂微粒子（ハイパール、根上工業株式会社製）に、平均粒子径が２４ｎｍのカーボンブラック（ＲＣＦ＃４５、三菱化学株式会社製）を練り込んだ着色樹脂ビーズ（以下、大ビーズともいう場合がある）を用いた。カーボンブラックの練り込み量は、アクリル樹脂ビーズに対して質量基準で３５％であった。レーザ回折式粒度分布測定器（ＳＬＡＤ−２１００、島津製作所製）用いて測定されたアクリル樹脂ビーズの粒径分布を図４に示す。
【００５２】
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質量部、エポキシアクリレート１４．４質量部、トリプロピレングリコールジアクリレート２８質量部、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質量部と、光重合開始剤としてイルガキュアー１８４を４質量部とを混合し、さらに、上記で得られた二種の着色樹脂ビーズ（小ビーズおよび大ビーズ）を下記の表１に従って添加することにより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型粘度計を用いて測定したところ、２５℃で３０００ｍＰａ・ｓであった。なお、表１中、着色樹脂ビーズの含有量は、インキ組成物の全質量に対する質量％を表す。
【００５３】
【表１】
【００５４】
＜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、所定の成形金型を用いて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。
【００５５】
＜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、５０インチのプラズマディスプレイ（ＰＺ７００、パナソニック社製）の画面中央における白画面の輝度を画面の正面方向から測定し、１７０ｃｄ／ｍ２の輝度となるような白黒パターンを画面に表示させた。この状態で、表示画面の中央部での明るさが６００ルクスとなるよう調光された室内において、表示画面中央部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／黒画面輝度で表されるコントラスト値を算出した。
次いで、得られた視認性向上シートを画面の表面に貼り付け、上記と同様にしてコントラスト値を算出した。
視認性向上シートを貼り付けた場合のコントラスト値と視認性向上シートを貼り付けない場合のコントラスト値との比を算出した。算出結果は、下記の表２に示される通りであった。
【００５６】
【表２】
【符号の説明】
【００５７】
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 着色微粒子（小）
７’着色微粒子（大）
【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、表示装置に外光が当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、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着色樹脂ビーズ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、組成物を楔形部へ充填する際のプロセス上の制約から、実際は、粒子径が３．５μｍ〜２０μｍの着色樹脂ビーズが使用されている（例えば、国際出願公開公報ＷＯ２００６／０９０７８４：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】国際出願公開公報ＷＯ２００６／０９０７８４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記したように、楔形の溝に、樹脂ビーズ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、樹脂ビーズとして、実際は平均粒子径が３．５μｍ〜２０μｍ程度のものが用いられていた。近年、表示装置の高精細化により、より線幅の狭い、即ち、楔形の溝の幅（すなわち略三角形の光吸収部の底辺の長さ）が狭い視認性向上シートが希求されており、従来のインキ組成物を用いると、楔形の溝に着色樹脂ビーズが十分に充填されずにコントラストが低下する問題があった。また、着色樹脂ビーズを楔形の溝へ充填した際の充填率が低くなるため、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、電離放射線硬化性樹脂に添加する着色樹脂ビーズとして、メジアン径が互いに異なる二種の樹脂ビーズを所定の割合で含有させることにより、高精細な表示装置に適用した場合であっても、コントラストに優れる視認性向上シートを実現できる、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、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、高精細な表示装置に適用した場合であっても、コントラストに優れる視認性向上シートを作製できる着色インキ組成物を提供することにある。
【００１１】
また、本発明の別の目的は、上記着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およびその視認性向上シートを備えた表示装置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、粒径分布がいずれも単分散性であって、かつメジアン径が異なる二種の着色微粒子と、を含んでなり、
メジアン径が小さい方の着色微粒子と、メジアン径が大きい方の着色微粒子との質量比が、１：０．１〜１：０．６であることを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明の態様として、前記小さい方の着色微粒子のメジアン径が１．５〜２．５μｍであり、前記大きい方の着色微粒子のメジアン径が３．５〜４．５μｍであることが好ましい。
【００１４】
また、本発明の態様として、前記二種の着色微粒子の合計含有量が、インキ組成物の全質量に対して１５〜３５％であることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の態様として、前記着色微粒子が、樹脂中にカーボンブラックを練り込んだ樹脂ビーズからなることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の態様として、前記カーボンブラックの平均粒子径が１０〜５００ｎｍであることが好ましい。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【発明の効果】
【００１９】
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、粒径分布がいずれも単分散性であり、かつメジアン径が異なる二種の着色微粒子であって、メジアン径が小さい方の着色微粒子と、メジアン径が大きい方の着色微粒子との質量比が１：０．１〜１：０．６で含む着色微粒子とを含有する着色インキ組成物を用いるため、高精細な表示装置に適用した場合であっても、コントラストに優れる視認性向上シートを作製できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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。
【図３】実施例において用いた着色微粒子の平均粒径分布を示したグラフ。
【図４】実施例において用いた着色微粒子の平均粒径分布を示したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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、所定のメジアン径を有する二種の着色微粒子と、を必須成分として含む。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、所定のメジアン径を有する二種の着色微粒子を所定割合で混合した着色インキ組成物を用いる。上記のように二種の異なるメジアン径を有する着色微粒子を所定割合で混合して用いることにより、高精細な表示装置に適用されるような視認性向上シートとした場合、即ち、楔形の溝（光吸収部）の溝幅が１０μｍ程度の光吸収部で構成される場合であっても、楔形の溝に着色インキ組成物を良好に充填することが可能となる。即ち、メジアン径が互いに異なる二種の着色微粒子を所定割合で含有させることにより、高いインキ流動性を維持しながら、着色微粒子を楔形の溝に効率良く充填することが可能となる。その結果、高精細な表示装置に適用した場合であっても、コントラストに優れる視認性向上シートを製造することができる。
【００２８】
一般的に、着色微粒子の平均粒子径は、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。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。また、平均粒子径が大きい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。一方、平均粒子径が１μｍ未満のような小さい着色微粒子を含有するインキ組成物は、単位体積あたりの微粒子の表面積が増加するため、インキ組成物が増粘する傾向にあり、楔形の溝へインキ組成物を充填するのが困難となり、充填適性が悪化してしまう。本発明においては、所定のメジアン径を有する二種の着色微粒子を所定割合で混合した着色インキ組成物を用いることにより、楔形の溝への充填効率とインキの充填適性とを両立させることができ、その結果、高精細な表示装置に適用した場合であっても、コントラストに優れる視認性向上シートを製造することができる。
【００２９】
本発明において用いられる着色微粒子は、粒径分布がいずれも単分散性であって、かつメジアン径が異なる二種の着色微粒子を、メジアン径が小さい方の着色微粒子と、メジアン径が大きい方の着色微粒子との質量比が、１：０．１〜１：０．６となるように含むものである。メジアン径が大きい方の着色微粒子の割合が上記範囲よりも少なくなると、インキ組成物の粘度増加のためにインキ充填適性が悪化する。一方、メジアン径が大きい方の着色微粒子の割合が上記範囲よりも多くなると、着色微粒子の楔形の溝への充填率が小さくなり、視認性向上シートのコントラストが不十分となる。なお、本明細書において、メジアン径とは、レーザ回折式粒度分布測定器を用いて測定される微粒子の粒子径において、体積基準とした累積５０％分布値（Ｄ５０）として定義される。また、粒径分布が単分散とは、上記の測定装置を用いて測定された微粒子の粒径分布において、極大値が一つであることを意味する。
【００３０】
上記した二種の着色微粒子において、小さい方の着色微粒子のメジアン径が１．５〜２．５μｍであり、前記大きい方の着色微粒子のメジアン径が３．５〜４．５μｍであることが好ましく、メジアン径が２μｍ程度の着色微粒子と４μｍ程度の着色微粒子の二種を含むインキ組成物とすることがより好ましい。
【００３１】
また、本発明においては、上記した二種の着色微粒子の合計含有量を、インキ組成物の全質量に対して１５〜３５％の範囲とすることが好ましく、この範囲とすることにより、よりコントラストに優れる視認性向上シートを実現することができる。着色微粒子の含有量が少なすぎると、楔形溝（光吸収部）の光遮光性が不十分となる場合があり、着色微粒子の含有量が多すぎると、樹脂ビーズどうしが接触し割れや欠けの問題が発生し易くなる。
【００３２】
本発明において用いられる着色微粒子としては、樹脂ビーズやガラスビーズにカーボンブラックを練り込んだものを使用することができるが、カーボンブラックの練り込み易さの観点からは、樹脂ビーズを用いることが好ましい。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、ウレタン架橋微粒子やシリコン系ビーズも好適に使用できる。これらの樹脂ビーズは、上記した電離放射線硬化型樹脂組成物の屈折率差が０．１程度のものを用いることが好ましい。
【００３３】
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質量部に対してカーボンブラックを０．１〜０．７質量部程度であり、好ましくは０．１５〜０．５質量部、より好ましくは０．２〜０．３５質量部である。カーボンブラックの練り込み量が０．７質量部よりも多いと樹脂ビーズが割れやすくなる場合があり、一方、０．１質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。また、カーボンブラックは、平均粒子径が１０〜５００ｎｍのものを好適に使用することができ、例えば、ファーネスブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、カーボンナノチューブ、カーボンファイバー等が使用できる。また、市販のものを使用することもでき、例えば、ＨＣＦシリーズ、ＭＣＦシリーズ、ＲＣＦシリーズ、ＬＦＦシリーズ（いずれも三菱化学株式会社製）、バルカンシリーズ（キャボット社製）、ケッチェンシリーズ（ライオン株式会社製）を好適に使用することができる。なお、ここでの平均粒子径とは、カーボンブラック粒子を電子顕微鏡で観察して求めた算術平均径を意味する。
【００３４】
カーボンブラックを練り込む前の樹脂としては、透明なものも使用できるが、顔料または染料等で着色された樹脂を用いることが好ましいく、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、好ましくは黒色に着色された樹脂ビーズが用いられる。
【００３５】
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。
【００３６】
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５００〜５０００ｍＰａ・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。
【００３７】
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および図２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。
【００３８】
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。
【００３９】
光吸収部は、プリズム部の間に形成された楔形の溝に、上記した着色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。
【００４０】
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。
【００４１】
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、二種の着色微粒子７、７’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中の着色微粒子７、７’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。光吸収部中に存在する二種の着色微粒子のそれぞれの含有量は、上記したインキ組成物中に含まれる二種の着色微粒子の含有量比と同じになる。なお、光吸収部の断面の電子顕微鏡写真から、着色微粒子の粒径分布や算術平均径を算出し、それらの値を、体積基準とした累積５０％分布値（メジアン径）に変換することにより、二種のメジアン径を有する着色微粒子が所定割合で含有されていることを確認できることは言うまでもない。
【００４２】
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および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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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５００〜５０００ｍＰａ・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。
【００４８】
着色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、余剰の着色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５００ｍＰａ・ｓ未満の場合、インキの掻き取り性は良好であるものの、楔形の溝に着色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。
【００４９】
楔形の溝に着色インキ組成物を充填した後、着色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。
【００５０】
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】
【００５１】
実施例１
＜着色微粒子の調製＞
単分散の粒径分布を有するＤ５０値が２．１μｍのメジアン径を有するアクリル樹脂微粒子（ハイパール、根上工業株式会社製）に、平均粒子径が２４ｎｍのカーボンブラック（ＲＣＦ＃４５、三菱化学株式会社製）を練り込んだ着色樹脂ビーズ（以下、小ビーズともいう場合がある）を用いた。カーボンブラックの練り込み量は、アクリル樹脂ビーズに対して質量基準で３５％であった。レーザ回折式粒度分布測定器（ＳＬＡＤ−２１００、島津製作所製）用いて測定されたアクリル樹脂ビーズの粒径分布を図３に示す。
また、単分散の粒径分布を有するＤ５０値が３．８μｍのメジアン径を有するアクリル樹脂微粒子（ハイパール、根上工業株式会社製）に、平均粒子径が２４ｎｍのカーボンブラック（ＲＣＦ＃４５、三菱化学株式会社製）を練り込んだ着色樹脂ビーズ（以下、大ビーズともいう場合がある）を用いた。カーボンブラックの練り込み量は、アクリル樹脂ビーズに対して質量基準で３５％であった。レーザ回折式粒度分布測定器（ＳＬＡＤ−２１００、島津製作所製）用いて測定されたアクリル樹脂ビーズの粒径分布を図４に示す。
【００５２】
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質量部、エポキシアクリレート１４．４質量部、トリプロピレングリコールジアクリレート２８質量部、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質量部と、光重合開始剤としてイルガキュアー１８４を４質量部とを混合し、さらに、上記で得られた二種の着色樹脂ビーズ（小ビーズおよび大ビーズ）を下記の表１に従って添加することにより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型粘度計を用いて測定したところ、２５℃で３０００ｍＰａ・ｓであった。なお、表１中、着色樹脂ビーズの含有量は、インキ組成物の全質量に対する質量％を表す。
【００５３】
【表１】
【００５４】
＜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、所定の成形金型を用いて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。
【００５５】
＜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、５０インチのプラズマディスプレイ（ＰＺ７００、パナソニック社製）の画面中央における白画面の輝度を画面の正面方向から測定し、１７０ｃｄ／ｍ２の輝度となるような白黒パターンを画面に表示させた。この状態で、表示画面の中央部での明るさが６００ルクスとなるよう調光された室内において、表示画面中央部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／黒画面輝度で表されるコントラスト値を算出した。
次いで、得られた視認性向上シートを画面の表面に貼り付け、上記と同様にしてコントラスト値を算出した。
視認性向上シートを貼り付けた場合のコントラスト値と視認性向上シートを貼り付けない場合のコントラスト値との比を算出した。算出結果は、下記の表２に示される通りであった。
【００５６】
【表２】
【符号の説明】
【００５７】
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 着色微粒子（小）
７’着色微粒子（大）
【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、粒径分布がいずれも単分散性であって、かつメジアン径が異なる二種の着色微粒子と、を含んでなり、
メジアン径が小さい方の着色微粒子と、メジアン径が大きい方の着色微粒子との質量比が、１：０．１〜１：０．６であることを特徴とする、着色インキ組成物。
【請求項２】
前記小さい方の着色微粒子のメジアン径が１．５〜２．５μｍであり、前記大きい方の着色微粒子のメジアン径が３．５〜４．５μｍである、請求項１に記載の着色インキ組成物。
【請求項３】
前記二種の着色微粒子の合計含有量が、インキ組成物の全質量に対して１５〜３５％である、請求項１または２に記載の着色インキ組成物。
【請求項４】
前記着色微粒子が、樹脂中にカーボンブラックを練り込んだ樹脂ビーズからなる、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】
前記カーボンブラックの平均粒子径が１０〜５００ｎｍである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の着色インキ組成物。
【請求項６】
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１〜５のいずれか一項に記載の着色インキ組成物。
【請求項７】
請求項１〜６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８】
請求項７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、粒径分布がいずれも単分散性であって、かつメジアン径が異なる二種の着色微粒子と、を含んでなり、
メジアン径が小さい方の着色微粒子と、メジアン径が大きい方の着色微粒子との質量比が、１：０．１〜１：０．６であることを特徴とする、着色インキ組成物。
【請求項２】
前記小さい方の着色微粒子のメジアン径が１．５〜２．５μｍであり、前記大きい方の着色微粒子のメジアン径が３．５〜４．５μｍである、請求項１に記載の着色インキ組成物。
【請求項３】
前記二種の着色微粒子の合計含有量が、インキ組成物の全質量に対して１５〜３５％である、請求項１または２に記載の着色インキ組成物。
【請求項４】
前記着色微粒子が、樹脂中にカーボンブラックを練り込んだ樹脂ビーズからなる、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】
前記カーボンブラックの平均粒子径が１０〜５００ｎｍである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の着色インキ組成物。
【請求項６】
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１〜５のいずれか一項に記載の着色インキ組成物。
【請求項７】
請求項１〜６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８】
請求項７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３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１８０４３８（Ｐ２０１１−１８０４３８Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４５５２６（Ｐ２０１０−４５５２６）
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【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９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【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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