JP5729630B2 - 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 - Google Patents

Description

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ないし集光させて視野角を制御する機能等、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。

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（現金自動預け支払機）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。

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。

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。

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溝に、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て光吸収部とした構造の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）。

特開２００６−１１９３６５号公報 特開２００６−８５０５０号公報

本発明者らは、光吸収部中に含まれる樹脂ビーズは表面に凹凸があり、その凹部分にカーボンブラックが偏在しており、このような樹脂ビーズを用いて光吸収部を形成した視認性向上シートは、外光吸収性能が不十分となる場合があることが判明した。そして、本発明者らは、今般、カーボンブラック等の着色フィラーによって均一に被覆した樹脂ビーズを含むインキ組成物を用いて光吸収部を形成することにより、外光吸収性能に優れ、より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。

したがって、本発明の目的は、外光吸収性能に優れ、より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、着色インキ組成物を提供することである。

また、本発明の別の目的は、上記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ことである。

本発明による着色インキ組成物は、所定間隔で並列した光透過部と、前記光透過部の間に並列して設けられた、略台形ないし略矩形断面を有する光吸収部と、を備えた視認性向上シート、の製造に用いられる着色インキ組成物であって、
透明な電離放射線硬化型樹脂組成物と、着色微粒子とを含んでなり、
前記着色微粒子が、樹脂微粒子と、その樹脂微粒子の表面を被覆する色材層とからなり、
前記樹脂微粒子の表面が凹凸形状を有しており、隣接する凸部の中心間距離が前記樹脂微粒子の直径の１〜３０％であり、凹部の底から凸部の頂上までの高さが、前記樹脂微粒子の直径の１〜１０％であり、
前記樹脂微粒子の凸部が覆われるまで、前記色材層で被覆されていることを特徴とするものである。

また、本発明の態様においては、前記着色微粒子の平均粒子径が、０．５〜４．５μｍであることが好ましい。

また、本発明の態様においては、前記色材層が着色されたフィラーからなることが好ましい。

また、本発明の態様においては、前記着色微粒子中に、前記着色微粒子中に、前記着色フィラーおよびカーボンブラックが、前記樹脂微粒子の全質量に対して、３〜５０質量％含まれてなることが好ましい。

また、前記着色微粒子が、インキ組成物の全質量に対して、１０〜３５質量％含まれてなることが好ましい。

また、本発明の態様においては、前記電離放射線硬化型樹脂組成物が、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。

また、本発明の態様においては、前記樹脂微粒子が、アクリル架橋重合体、スチレン架橋重合体、またはアクリル−スチレン共重合体からなることが好ましい。

また、本発明の態様においては、前記着色微粒子の吸油量が、３０〜８０ｍｌ／４０ｇであることが好ましい。

また、本発明の別の態様による視認性向上シートの製造方法は、所定間隔で並列した光透過部と、前記光透過部の間に並列して設けられた、略台形ないし略矩形断面を有する光吸収部と、を備えた視認性向上シートを製造する方法であって、
所定間隔で並列するように光透過部を形成することにより、その光透過部の間に並列して設けられた略台形ないし略矩形断面を有する溝を形成し、前記溝に、上記の着色インキ組成物を充填する、ことを含んでなるものである。

また、本発明の別の態様においては、上記方法により得られた視認性向上シート、および視認性向上シートを備えた表示装置も提供される。

本発明においては、視認性向上シートの光吸収部中に含まれる着色微粒子として、隣接する凸部の中心間距離が前記樹脂微粒子の直径の１〜３０％であり、凹部の底から凸部の頂上までの高さが、前記樹脂微粒子の直径の１〜１０％であるような樹脂微粒子の表面を、樹脂微粒子の凸部が覆われるまで色材層で被覆したような着色微粒子を用いることにより、外光のほぼ全てが着色層によって吸収され、樹脂微粒子中まで外光が入射しないため、外光がより効率的に光吸収部で吸収される。その結果、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。

着色微粒子表面の断面模式図である。図１（ａ）は、本発明に用いられる着色微粒子の模式断面図であり、図１（ｂ）は、従来の着色微粒子の模式断面図である。 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。 視認性向上シートの一方向の断面の拡大図である。 本発明による視認性向上シートを備えた表示装置の断面概略図である。 実施例１で使用した着色微粒子の電子顕微鏡写真である（倍率１０，０００倍）。 比較例１で使用した着色微粒子の電子顕微鏡写真である（倍率１０，０００倍）。

本発明による着色インキ組成物は、所定間隔で並列した光透過部と、前記光透過部の間に並列して設けられた、略台形ないし略矩形断面を有する光吸収部と、を備えた視認性向上シート、の製造に用いられるものであって、透明な電離放射線硬化型樹脂組成物と着色微粒子とを必須成分として含む。以下、インキ組成物を構成する各成分について、説明する。

＜着色微粒子＞
本発明に用いられる着色微粒子は、樹脂微粒子と、その樹脂微粒子の表面を被覆する色材層とからなり、その樹脂微粒子の表面が凹凸形状を有しており、隣接する凸部の中心間距離が前記樹脂微粒子の直径の１〜３０％であり、凹部の底から凸部の頂上までの高さが、前記樹脂微粒子の直径の１〜１０％であり、前記樹脂微粒子の凸部が覆われるまで、前記色材層で被覆されているものである。ここで、樹脂微粒子の「直径」とは、１００個の樹脂微粒子のそれぞれの表面を電子顕微鏡で観察（倍率３０００倍以上）し、樹脂微粒子表面の凸部を含む最外殻を仮想円として、それぞれの樹脂微粒子の直径を測定して平均した値を意味し、「隣接する凸部の中心間距離」とは、１００個の樹脂微粒子のそれぞれの表面を電子顕微鏡で観察（倍率３０００倍以上）し、樹脂微粒子表面の任意の凸部の頂部から隣接する凸部の頂部までの距離を測定して平均した値を意味し、また、「凹部の底から凸部の頂上までの高さ」とは、１００個の樹脂微粒子のそれぞれの表面を電子顕微鏡で観察（倍率３０００倍以上）し、樹脂微粒子表面の任意の凸部と、隣接する凸部の間にある最も低い部分(底)との高低差を測定して平均した値を意味するものとする。

図１（ａ）に示すように、隣接する凸部の中心間距離が前記樹脂微粒子の直径の１〜３０％であり、凹部の底から凸部の頂上までの高さが、前記樹脂微粒子の直径の１〜１０％であるような樹脂微粒子の表面に、樹脂微粒子の凸部が覆われるまで色材層が被覆しているような着色微粒子の場合、着色微粒子表面のどの部分に外光が入射しても、透明な樹脂部分が着色微粒子の表面に露出していないため、外光を効率よく吸収することができる。これに対し、図１（ｂ）に示すように、樹脂微粒子の表面に凹凸があると、凹部に色材が偏在し、凸部の表面に色材層が形成されない部分が生じる場合がある。このような着色微粒子を用いた場合、光吸収部に外光が入射した際に、着色微粒子の凹部に入射した外光は効率的に吸収されるものの、凸部に入射した外光が吸収されず、光吸収部を透過してしまう場合があり、その結果、視認性向上シートのコントラストが不十分になっていたものと推測される。

また、本発明においては、着色微粒子として、上記のように表面の凹凸が少ない球形に近い形状の樹脂微粒子の表面に色材層が設けられているため、表面に凹凸がある樹脂微粒子に色材層を被覆する場合と比較して、樹脂微粒子を被覆する色材の量を低減することができる。本発明においては、着色微粒子中に、前記色材が、前記樹脂微粒子の全質量に対して、３〜５０質量％含まれてなることが好ましく、より好ましくは１０〜３０質量％である。上記の範囲とすることにより、樹脂微粒子の凸部を覆う程度まで色材層を被覆できる。なお、樹脂微粒子表面の凸部の高さにもよるが、色材層の厚み（被覆厚）は概ね５〜６０００ｎｍ程度となる。

本発明おいては、着色インキ組成物の充填適性等の観点から、着色微粒子のコアとなる樹脂微粒子は、平均粒子径が０．５〜６．０μｍであることが好ましく、より好ましくは０．５〜４．５μであり、さらに好ましくは０．８〜４．５μｍである。なお、「平均粒子径」とは、１００個の樹脂微粒子のそれぞれの表面を電子顕微鏡で観察（倍率３０００倍以上）し、樹脂微粒子表面の凸部を含む最外殻を仮想円として、それぞれの樹脂微粒子の直径を測定して平均した値を意味する。

樹脂微粒子としては、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、特に制限されることなく使用することができるが、特に、アクリル架橋重合体、スチレン架橋重合体、またはアクリル−スチレン共重合体を好適に使用することができる。このような樹脂を用いて、上記した表面形状を有する樹脂微粒子得るには、例えば、特開２００９−２０３３９１号公報に記載されているような製造方法により樹脂微粒子を製造することができる。

具体的には、例えば、アクリル酸メチル，アクリル酸エチル，アクリル酸ブチル等のアクリル酸アルキルエステル類、メタクリル酸メチル，メタクリル酸エチル，メタクリル酸ブチル等のメタクリル酸（Ｃ１〜５）アルキルエステル類、スチレン、α−メチルスチレン，ビニルトルエン等の芳香族ビニル単量体、酢酸ビニル，プロピオン酸ビニル等の低級脂肪酸ビニルエステル単量体、（メタ）アクリロニトリル等のビニルシアン単量体、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニル単量体など分子中に、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、スルホン酸基などの親水性基を有しない疎水性ビニル単量体と、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエンなどの芳香族ジビニル化合物、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート等のグリコールジ（メタ）アクリレート、例えばトリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート等のトリ（メタ）アクリレート、テトラ（メタ）アクリレートなど重合性不飽和結合を１分子中に２個以上有する架橋性ジビニルモノマー等の架橋性モノマーとの混合物に、スチレン−ノルマルブチルメタクリレート共重合を溶解させて、水性媒体中で懸濁重合させることにより得ることができる。

樹脂微粒子の表面を、隣接する凸部の中心間距離が前記樹脂微粒子の直径の１〜３０％であり、凹部の底から凸部の頂上までの高さが、前記樹脂微粒子の直径の１〜１０％であるような形態とするには、各モノマーとスチレン−ノルマルブチルメタクリレート共重合体を溶解した溶液を水性媒体中に液滴化した分散液を懸濁重合させる前に、水性媒体中に各種の界面活性剤や高分子保護コロイド等の分散安定剤を添加して、原料液滴及び生成重合体粒子の分散性を適宜調整すればよい。また、平均粒子径を制御するためには、界面活性剤の添加量や、混合物を調製する際の攪拌機の回転数等により、適宜調製することができる。

上記した樹脂は、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微粒子が用いられる。

樹脂微粒子の表面を被覆する色材としては、光を吸収するものであれば特に制限されることなく使用することができ、着色されたフィラーやカーボンブラックを好適に使用することができる。着色フィラーとしては、例えば、ポリマーに顔料を分散させた着色フィラーを好適に使用することができ、例えば、メタクリル酸メチルやスチレン等のモノマーに顔料を添加し、重合して得られた樹脂等を好適に使用することができる。顔料としては、公知の有機系顔料や無機系顔料を使用でき、例えば、カーボンブラック、アニリンブラック、ペリレンブラック等の有機系黒色顔料や、銅、鉄、クロム、マンガン、コバルト等を含有した無機系黒色顔料やチタンブラック等を好適に使用することができる。

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）等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。

着色微粒子は、上記した樹脂微粒子に、着色フィラーやカーボンブラックを添加し、水等の分散媒を加えた分散液を調製し、これを撹拌して樹脂微粒子に凝集させることにより得ることができ、例えば、分散媒の沸点以下の高温で、０．５〜３時間程度加熱しながら分散液を撹拌することにより、樹脂微粒子を得ることができる。

着色フィラーやカーボンブラックの添加量は、樹脂微粒子の全質量に対して、３〜５０質量％であることが好ましい。色材の含有量が上記よりも少ないと、樹脂微粒子表面の凸部を覆うように色材層を形成することができず、凸部に入射した外光が吸収されなくなり、視認性向上シートのコントラストが不十分となる場合がある。また５０質量％を超えると、色材層にクラックが生じ、外光の吸収が不十分となる場合がある。

また、着色微粒子の吸油量は、３０〜８０ｍｌ／４０ｇであることが好ましい。このような吸油量の着色微粒子を使用することにより、着色インキ組成物を用いて光吸収部を形成する際に、インキ組成物中で、着色微粒子表面の色材層が、余剰の電離放射線硬化型樹脂組成物を吸収しないため、分散性に優れるインキ組成物が得られ、光吸収部の形成時に、インキの増粘や着色微粒子の沈降の少ないインキ得ることができる。なお、本明細書中、「吸油量」とは、着色微粒子４０ｇにトルエンが吸収される量を意味する。

上記した着色微粒子は、後記する電離放射線硬化型樹脂組成物へ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。

また、着色微粒子は、インキ組成物の全質量に対して、３〜３５質量％含まれてなることが好ましく、より好ましくは１０〜３０質量％である。着色微粒子の含有量を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、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、着色微粒子同士が接触し割れや欠けの問題が発生し易くなる。

＜電離放射線硬化型樹脂組成物＞
着色微粒子を添加する電離放射線硬化型樹脂組成物は、視認性向上シートの光透過部を構成する材料よりも屈折率の小さい透明な材料である必要がある。このような材料として、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、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光透過部を構成する材料にもよるが、これらの樹脂のなかから、光透過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。

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。

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。

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、インキ組成物の粘度が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。なお、本明細書中、インキ組成物の粘度は、Ｂ型粘度計を用いて２５℃で測定した値を意味する。

＜視認性向上シート＞
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２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。また、図３は、視認性向上シートの一方向の断面の拡大図である。図２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２に示すように、光透過部４と、その光透過部４の間に並列して配置された、略台形ないし略矩形断面を有する溝に上記着色インキ組成物を充填し、充填した着色インキ組成物を硬化させた光吸収部５、とを備えている。

光透過部４は、一方のシート面側が上辺、他方のシート面側が下辺となるように配置された略矩形断面を有する要素であり、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型樹脂が好適に使用できる。

光吸収部５は、光透過部４の間に形成された略台形ないし略矩形断面を有する溝に、上記した着色インキ組成物を充填し、硬化することにより形成される、略台形ないし略矩形断面を有する要素である。図３に示すように、光吸収部５は、略台形ないし略矩形の上辺に相当する面が、光透過部４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（溝）の上辺および光透過部の上辺により、光学機能シート層３の一方の面が構成されている。光吸収部の略台形ないし略矩形断面を構成する斜辺は、光学機能シート層３のシート面の法線方向に対して、０〜３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、実質的に矩形断面となる。

例えば、シート層厚方向の高さが１０５μｍで、上辺の幅が４６μｍ、下辺の幅が４８μｍである略矩形断面を有する光透過部と、上辺（すなわち、溝の開口部）の幅が１２μｍで下辺の幅が１０μｍである略矩形断面を有する光吸収部とを１ピッチとする視認性向上シートとすることができる。光透過部及び光吸収部の厚み（高さ）は、概ね５０〜１５０μｍとすることができる。

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、光透過部４の屈折率と同じかまたは小さい屈折率を有する。光透過部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、所定条件で光透過部に入射した光源からの映像光を光吸収部５と光透過部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、上記したように、光吸収部５において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。

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、電離放射線硬化型樹脂組成物６中に、着色微粒子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と光透過部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によって吸収される。本発明においては、上記したように、着色微粒子の光吸収性能が優れており、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ができる。光吸収部中に存在する着色微粒子の含有量は、上記したインキ組成物中に含まれる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、着色微粒子の平均粒子径を確認できることは言うまでもない。

上記した実施形態においては、光吸収部５の断面形状が、略台形ないし略矩形である形態について説明したが、光吸収部が上記の光学的機能を有するものであれば、略三角形断面ないし楔形断面を有していてもよい。

基材層２は、上記した光透過部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。

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。

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、１層目の光学機能層と２層目の光学機能層とで、光吸収部の幅やピッチ、深さ（シート厚み方向の長さ）、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、１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、２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。

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上に光透過部４を形成する。この光透過部４の形成は、使用する樹脂の種類によって異なる。例えば、光透過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射出成型法、金型内に熱可塑性樹脂モノマーを注入して重合・固化させるキャスティング法等によって、所望の形状の光透過部を形成することができる。また、電離放射線硬化型樹脂、特に紫外線硬化型樹脂を用いる場合には、樹脂組成物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、所望の形状の光透過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、所定間隔で並置された光透過部を連続的に製造することができる。

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光透過部４の間に配置される略台形ないし略矩形断面を有する溝に充填する。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。

着色インキ組成物を略台形ないし略矩形断面を有する溝、すなわち複数の光透過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、略台形ないし略矩形断面を有する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掻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、略台形ないし略矩形断面を有する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。

略台形ないし略矩形断面を有する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。

上記のようにして、基材層２上に光透過部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、液晶表示装置等に組み込むことにより、表示装置の視野角を制御し、コントラストを向上させることができる。また、視認性向上シートを２層重ね合わせてもよく、その場合、各視認性向上シートで異なった構造となるようにしてもよい。例えば、１層目の視認性向上シートと２層目の視認性向上シートとで、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（樹脂の種類や着色微粒子の濃度）を変えることもできる。

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。

本発明による視認性向上シートは、表示装置のディスプレイに使用することができる。例えば、視認性向上シートを、表示装置用光学フィルタとして使用することができる。表示装置のディスプレイとしては、例えばプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶表示パネル、有機ELディスプレイ、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ）、表面伝導型電子放出素子ディスプレイ（ＳＥＤ）、プロジェクションテレビ等が挙げられる。

以下、本発明による視認性向上シートを、表示装置用光学フィルタとしてプラズマディスプレイパネルに取り付けた例について説明する。図４は、本発明による視認性向上シートを備えた表示装置の断面概略図である。図４に示される表示装置１０は、上記した視認性向上シート１を備えている。すなわち、視認性向上シート１は、基材２、光透過部４および光吸収部５を備えている。視認性向上シート１は、映像源であるＰＤＰ１２の映像光出射側に配置されている。視認性向上シート１とＰＤＰ１２とは、粘着層１３を介して接着されている。なお、視認性向上シート１とＰＤＰ１２は必ずしも接着されている必要はない。視認性向上シート１の前面側には、帯電防止層１４、反射防止層１５、ハードコート層１６等が配置されている。なお、本実施の形態においては、視認性向上シート１の前面に帯電防止層１４等が配置されているが、これらに限られず、電磁波、赤外線、またはネオン線を遮断する層を配置してもよい。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、これら実施例に本発明が限定されるものではない。

実施例１
＜着色微粒子の調製＞
メタクリル酸メチル８４．８質量部と、油溶性重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド１．３質量部と、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．７質量部とを、水２００ｍｌに加え、これに平均粒子径が０．４μｍのポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）種粒子を１３．２質量部加えて、８０００ｒｐｍで撹拌しながら、５０℃で４０分間膨潤させた。この分散液を更に撹拌しながら、７５℃で１．５時間重合した後、ファーネスブラックを１５質量部加えて、樹脂微粒子を調製した。

得られた樹脂微粒子の表面を、走査型電子顕微鏡（Ｓ−３７００、日立ハイテクノロジーズ社製）を用いて観察した（倍率１００００倍）。１００個の任意の着色微粒子の最外殻を仮想円として、それぞれの樹脂微粒子の直径を測定し平均した値は、３．８μｍであった。また、隣接する凸部の中心間距離は、０．１５μｍであり、凹部の底から凸部の頂上までの高さは、０．１μｍであった。

上記の樹脂微粒子に、ファーネスブラックを樹脂微粒子に対して５質量％となるように、ビーズミルにて混合し、８０℃で２時間乾燥することにより着色微粒子を得た。得られた着色微粒子の吸油量を測定したところ、４０ｍｌ／４０ｇであった。
得られた着色微粒子を走査型電子顕微鏡にて観察したところ、図５に示される通りであった。

電離放射線硬化型樹脂として、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、上記で得られた着色微粒子を１６質量部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。

＜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型樹脂を用いて、所定の成形金型を用いて連続賦型加工を行い光透過部を形成した。次いで、上記で得られたインキ組成物を、光透過部の間に並列して設けられた略矩形断面を有する溝に充填し、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。

比較例１
＜着色微粒子の調製＞
メタクリル酸メチル８５．８質量部と、油溶性重合開始剤としてベンゾイルパーオキサイド０．３質量部と、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム０．７質量部とを、水２００ｍｌに加え、これに平均粒子径が０．８μｍのポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）種粒子を１３．２質量部加えて、８０００ｒｐｍで撹拌しながら、５０℃で４０分間膨潤させた。この分散液を更に撹拌しながら、７５℃で１．５時間重合した後、アセチレンブラックを１５質量部加えて、樹脂微粒子を調製した。

得られた樹脂微粒子の表面を、走査型電子顕微鏡（Ｓ−３７００、日立ハイテクノロジーズ社製）を用いて観察した（倍率１００００倍）。１００個の任意の着色微粒子の最外殻を仮想円として、それぞれの樹脂微粒子の直径を測定し平均した値は、４．０μｍであった。また、隣接する凸部の中心間距離は、２．２μｍであり、凹部の底から凸部の頂上までの高さは、１．１μｍであった。

上記の樹脂微粒子に、アセチレンブラックを樹脂微粒子に対して１０質量％となるようにビーズミルにて混合し、８０℃で２時間乾燥することにより着色微粒子を得た。得られた着色微粒子の吸油量を測定したところ、１００ｍｌ／４０ｇであった。
得られた着色微粒子を走査型電子顕微鏡にて観察したところ、図６に示される通りであった。

上記のようにして得られた着色微粒子を用いた以外は、実施例１と同様にしてインキ組成物を調製し、視認性向上シートを作製した。

＜コントラスト評価＞
次に、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た状態での黒画面の輝度と、視認性向上シートをディスプレイ画面に貼り付ける前の状態での黒画面の輝度とを、目視により観察した。コントラストの評価基準は以下の通りとした。
◎：明らかに黒い
○：同等以上の黒さ
△：ほぼ同等の黒さ
×：同等以下の黒さ
評価結果は、下記の表１に示される通りであった。

１ 視認性向上シート
２ 基材層
３ 光学機能シート層
４ 光透過部
５ 光吸収部
６ 電離放射線硬化型樹脂組成物
７ 着色微粒子
８ 樹脂微粒子
９ 色材層

Claims (10)

1. 所定間隔で並列した光透過部と、前記光透過部の間に並列して設けられた、略台形ないし略矩形断面を有する光吸収部と、を備えた視認性向上シートであって、
   前記光吸収部が着色インキ組成物から形成され、前記着色インキ組成物が、
   透明な電離放射線硬化型樹脂組成物と、着色微粒子とを含んでなり、
   前記着色微粒子が、樹脂微粒子と、その樹脂微粒子の表面を被覆する色材層とからなり、
   前記樹脂微粒子の表面が凹凸形状を有しており、隣接する凸部の中心間距離が前記樹脂微粒子の直径の１〜３０％であり、凹部の底から凸部の頂上までの高さが、前記樹脂微粒子の直径の１〜１０％であり、
   前記樹脂微粒子の凸部が覆われるまで、前記色材層で被覆されており、
   前記樹脂微粒子が着色された樹脂からなり、
   前記樹脂微粒子が、分子中に親水性基を有しない疎水性ビニルモノマーと、重合性不飽和結合を１分子中に２個以上有する架橋性ジビニルモノマーとの混合物に、スチレン−ノルマルブチルメタクリレート共重合体を溶解させて、水性媒体中で前記モノマーを懸濁重合させることにより得られることを特徴とする、視認性向上シート。
2. 前記着色微粒子の平均粒子径が、０．５〜４．５μｍである、請求項１に記載の視認性向上シート。
3. 前記色材層が着色されたフィラーおよびカーボンブラックを含んでなる、請求項１または２に記載の視認性向上シート。
4. 前記着色微粒子中に、前記着色フィラーおよびカーボンブラックが、前記樹脂微粒子の全質量に対して、３〜５０質量％含まれてなる、請求項３に記載の視認性向上シート。
5. 前記着色微粒子が、インキ組成物の全質量に対して、１０〜３５質量％含まれてなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の視認性向上シート。
6. 前記電離放射線硬化型樹脂組成物が、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視認性向上シート。
7. 前記樹脂微粒子が、アクリル架橋重合体、スチレン架橋重合体、またはアクリル−スチレン共重合体からなる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の視認性向上シート。
8. 前記着色微粒子の吸油量が、３０〜８０ｍｌ／４０ｇである、請求項７に記載の視認性向上シート。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の視認性向上シートを製造する方法であって、
   所定間隔で並列するように光透過部を形成することにより、その光透過部の間に並列して設けられた略台形ないし略矩形断面を有する溝を形成し、前記溝に、着色インキ組成物を充填する、ことを含んでなり、着色インキ組成物が、
   透明な電離放射線硬化型樹脂組成物と、着色微粒子とを含んでなり、
   前記着色微粒子が、樹脂微粒子と、その樹脂微粒子の表面を被覆する色材層とからなり、
   前記樹脂微粒子の表面が凹凸形状を有しており、隣接する凸部の中心間距離が前記樹脂微粒子の直径の１〜３０％であり、凹部の底から凸部の頂上までの高さが、前記樹脂微粒子の直径の１〜１０％であり、
   前記樹脂微粒子の凸部が覆われるまで、前記色材層で被覆されており、
   前記樹脂微粒子が着色された樹脂からなることを特徴とする、方法。
10. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の視認性向上シートを備えた表示装置。