光学フィルム
【課題】非可視光線を広い角度範囲に拡散反射し得る光学フィルムを提供する。
【解決手段】基材の表面に酸化チタンを含む白色顔料組成物をパターン印刷してなる光学フィルムである。
【解決手段】基材の表面に酸化チタンを含む白色顔料組成物をパターン印刷してなる光学フィルムである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非可視光線を広い角度範囲に拡散反射するパターンを有する光学フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、手書きした文字、絵等を、情報処理装置が扱うことができる電子データに変換する必要性が高まっている。それに対応して、例えば、パソコンのモニター上やテレビの前面に配置したり、プロジェクター投影用スクリーンや電子黒板用へ応用するために、入力軌跡の位置を示す位置情報を提供可能なマーク等が印刷されたものを組み合わせることが考えられる。そしてそれらを用いてペン型センサー等の入力端末で読取を行う場合、使用する側は様々な入力端末の形状や持ち方が想定されるため、広い読取角度が要求される。
【０００３】
上記のうち、ペン型センサー等で位置情報を読み取り、情報処理機器の画像表示装置に入力する装置として、例えば、特許文献１には、ディスプレイ装置の前面に装着される透明シートであって、入力用電子ペン等による入力軌跡の位置を示すための位置情報を提供可能なマークを所定波長の光を照射されて当該入力軌跡読取手段に読取り可能な光を発光するインキを用いて印刷したものが開示されている。
また、特許文献２には、赤外線領域を反射する特殊インキを印刷した透明部材を用いた座標入力装置が開示されている。
しかし、特許文献１及び２には、具体的な透明シートの例示はなく、透明シートのアイデアもしくは願望が記載されているに過ぎないのが現状である。
【０００４】
また、特許文献３には、反射によって色を再現する液晶表示装置用のコレステリック液晶配向を有する材料を用いる反射型フィルタ構造が開示されている。ここでは、赤色光反射カラーフィルタに於いて、垂直方向の赤色光の反射率を必要以上に増大させずに、斜め方向の赤色光の反射率のみを増大せしめる為の手段として、垂直方向に赤色光を反射する第１の領域と、垂直方向に赤外線（非可視光線）を反射する第２の領域を更に有する反射型フィルタ構造が開示されている。
しかしコレステリック液晶を配向させると、基材に対して０°からの読取はできるものの、広い読取角度を得るためには螺旋ピッチを保ったまま配向を湾曲させる必要がある。そのため広い読取角度を得ることは技術的に非常に困難である。
また、再帰反射材料を用いると広い読取角度が期待されるが、通常の再帰反射ビーズ径は約５０μｍ程度なので、光学フィルムに使用するには大き過ぎる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２５６１３７号公報
【特許文献２】特開２００１−２４３００６号公報
【特許文献３】特表２００４−５１９７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような状況の下で、非可視光線を広い角度範囲に拡散反射し得る光学フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、広い波長範囲の非可視光線を反射し得る酸化チタンに着目して、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、基材の上に酸化チタンを含む白色顔料組成物をパターン印刷してなる光学フィルムを提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、非可視光線を広い角度範囲に拡散反射し得る光学フィルムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の光学フィルムの一実施態様を示す断面模式図である。
本発明の光学フィルム１は、図１に示すように、基材２の上に酸化チタンを含む白色顔料組成物からなるインキを用いて種々のパターン３を印刷してなるものである。図１においては、基材２の上に、所望により配設されるプライマー層４が積層され、そのプライマー層４の上にパターン３が印刷されている。
【００１０】
図２は、本発明の光学フィルムにおいてドットパターンが不規則に配列した例を示す要部拡大平面図である。
本発明に係るパターン２の配列方法は、ペン型センサー等を備えた入力端末（図示しない）にて読み取った部分的なパターンから、光学フィルム１面上における位置情報を導き出すことが出来るように設定されれば良く、図２に示すように不規則に配列されていても良いし、規則的に配列されていても良い。
例えば、パターン２のいずれの配列方法においても、ドットの形状を複数設定し、平面内に於いて、所定範囲内に配置されたこれら複数形状のドットの組み合わせをパターン化したようなもの、縦横に配置した罫線の太さを変えて、所定範囲内の前記罫線の重なり部分の大きさの組み合わせをパターン化したようなもの、ｘ、ｙ座標の値を直接ドットの縦横の大きさと結びつけたもの等が挙げられるが、特に簡素で好適なものとしては、縦横に等間隔に並ぶ基準点を設定して、この基準点に対して上下左右に変位したドットを配置し、これらドットの当該基準点からの相対的な位置関係を利用する方法が挙げられる。この方法はドットのサイズを小さく一定に出来るため入力装置の高分解能化に有利である。このように、パターン２は、ドット形状であることが好ましく、個々のドットは、隣接するドットと容易に区別できれば特に制限はなく、上から見て、円形、楕円形、正方形、矩形、多角形、他の点形状が所望により選ばれる。ドットの平面内での大きさ（円の場合は直径、楕円の場合は長径、多角形の場合は外接円の直径で評価）は１０〜１０００μｍ程度である。またドットの立体形状についても特に制限はなく、通常円盤状であるが、半球状、楕円半球状、円柱状又は凹面状であっても良い。
【００１１】
本発明の光学フィルム１のパターン２を形成する白色顔料組成物は酸化チタンを含むものである。ルチル型、アナターゼ（アナタース）型のいずれであってもよい。酸化チタンは、赤外線から可視光線、紫外線に至るまで、広い範囲の光を高い反射率で反射するからである。
酸化チタンは、金属酸化物で表面処理されていることが好ましい。ここで、金属酸化物の金属として、ヒ素、アンチモン、ビスマス、ケイ素、ゲルマニウム、ホウ素、テルル、ポロニウム等の半金属（メタロイド）も含まれる。金属酸化物としては、通常シリカ又はアルミナが用いられるが、シリカが好ましい。
酸化チタンの平均粒子径としては、０．１〜０．５μｍが好適である。
【００１２】
本発明に係る白色顔料組成物としては、上記の酸化チタンを分散して含有する白色顔料樹脂組成物が好適に用いられる。この白色顔料樹脂組成物に用いるバインダー樹脂としては、種々の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂等が用いられ、例えば、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、又はこれらから選択した２種以上の混合物等が挙げられる。これらの内、ウレタン樹脂が好ましい。
該ウレタン樹脂としては、例えば、ポリエステルポリウレタン、ポリエーテルポリウレタン、ポリエーテルポリエステルポリウレタン、ポリカーボネートポリウレタン、ポリカプロラクタムポリウレタン等のウレタン樹脂、及びそれらの混合物が挙げられる。
【００１３】
前記のウレタン樹脂は、ポリイソシアネート化合物とポリマーポリオールとを溶液重合等の公知の方法で反応させ、必要に応じて、ウレタンプレポリマーに鎖伸長剤及び反応停止剤を使用することによって得られる。
上記のポリイソシアネート化合物としては、従来のウレタン樹脂の製造に使用されるものであればよく、例えば、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、２，２，４−又は２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、１，２−プロピレンジイソシアネート、イソプロピレンジイソシアネート、１，３−ブチレンジイソシアネート等の脂肪族イソシアネート；１，３−又は１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、１，３−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、メチル−２，６−シクロヘキサンジイソシアネート等の脂環族イソシアネート；ｍ−又はｐ−フェニレンジイソシアネート、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４−又は２、６−トリレンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート等が挙げられる。
【００１４】
また、上記のポリイソシアネート化合物と反応させるポリマーポリオールとしては、飽和炭化水素系ポリエステルポリオール等のポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール等が挙げられる。
上記のポリエステルポリオールは、多価カルボン酸と多価アルコールからなるポリエステルポリオールやラクトン環の開環重合で得られるポリエステルポリオールが挙げられる。上記の多価カルボン酸としては、直鎖飽和炭化水素系のアジピン酸、アゼライン酸、コハク酸、セバシン酸等の脂肪族多価カルボン酸；不飽和脂肪酸系のフマル酸、マレイン酸等の不飽和脂肪族多価カルボン酸；シクロヘキシル基を有する１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族多価カルボン酸；フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族多価カルボン酸等が挙げられる。
上記の多価カルボン酸と反応する多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，３−プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリエチレングリコール、キシリレングリコール、ポリエチレングリコール、１，２−又は１，３−プロパンジオール、１，２−、１，３−及び１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール等の脂肪族、脂環族等の多価アルコール及び芳香族多価アルコール等が挙げられる。
【００１５】
また、前記のポリエーテルポリオールとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド等のオキシラン化合物を、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、グリセリン等の多価アルコールを重合開始剤として重合して得られるポリエーテルポリオールが挙げられる。また、ポリエーテルエステルポリオールとしては、上記のポリエーテルポリオールに前記の多価カルボン酸とを反応させて得られるポリエーテルエステルポリオールが挙げられる。
【００１６】
前記のウレタン樹脂は、前記のポリイソシアネート化合物と上記のポリマーポリオールの他に、必要に応じて、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，２−プロパンジオール等のアルコール類、エチレンジアミン、プロピレンジアミン等のアミン類等の鎖伸長剤、及び公知の低級アルコール系、アミン系等の鎖長停止剤等を用いて樹脂中の鎖長を調整するのが好ましい。
【００１７】
前記の樹脂成分は、単独でも、あるいは数種を混合しても使用することができるが、さらに、白色被膜が施された基材の引き裂き性を向上させるために、該樹脂成分に硬化剤を添加することができる。上記の硬化剤としては、イソシアネート基を複数有する前記の脂肪族、脂環族又は芳香族のポリイソシアネート化合物や、これら以外のポリイソシアネート化合物、例えば、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリフェニールメタントリイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ｏ−トルイジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、１，３，５−トリイソシアネートメチルベンゼン、リジンエステルトリイソシアネート等、及びこれらのイソシアネート化合物から誘導される二量体や三量体等の多量体、イソシアネート化合物と３，３，３−トリメチロールプロパン等のポリオール化合物との反応によって得られるポリイソシアネート等が挙げられる。
【００１８】
上記硬化剤の好ましい例としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートの三量体、３，３，３−トリメチロールプロパンとヘキサメチレンジイソシアネートとの反応生成物、３，３，３−トリメチロールプロパンとトリレンジイソシアネートとの反応生成物が挙げられる。上記の硬化剤としては、三井化学ポリウレタン（株）からタケネートＤ−１１０Ｎの商品名で入手して本発明で使用することができる。
上記の硬化剤を使用する場合は、その使用量は、前記の樹脂成分に対して０．８〜１０質量％配合するのが好ましい。上記の硬化剤の配合割合が多過ぎると、得られる白色被膜が脆くなる。
【００１９】
前記の樹脂成分は、単独でも使用できるが、前記結合剤全量中に９０質量％〜１００質量％を占める量で含有されているのが好ましい。上記の樹脂成分の配合割合が、上記下限未満であると、得られる白色被膜が形成された基材の引き裂き性が低下するので好ましくない。
上記の樹脂成分の配合において、本発明の目的を妨げない範囲で、ニトロセルロース、セルロースプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースダイアセテート、セルローストリアセテート等のセルロース誘導体、アルキッド樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリビニルブチラール、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等、前記の樹脂成分と相溶する樹脂成分を併用することができる。
【００２０】
本発明に係る白色顔料組成物は、バインダー樹脂である前記の樹脂成分と、酸化チタンとを有機溶剤、例えば、イソプロピルアルコール、ノルマルプロピルアルコール等のアルコール類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、乳酸エチル、エチレングリコールアセテート等のエステル類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ジエチレングリコールメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、トルエン、キシレン等の芳香族類、ハロゲン化炭化水素類等の溶剤、及びそれらの混合溶剤に公知の方法で均一に分散混練して均質化して得られ、必要に応じて、可塑剤や分散剤等の添加剤を本発明の目的を妨げない範囲において添加して使用することができる。
本発明に係る白色顔料組成物は、必要に応じ、着色剤を添加して白色以外の所望する色に着色してもよいが、スクリーン等のディスプレイ媒体の視認性を高めるためには白色にて用いることが好ましい。
【００２１】
上述の白色顔料組成物からなるパターン形成用インキは、非可視光線を広い範囲に拡散反射する拡散インキとして優れている。この拡散インキを用いることにより、ペン型センサー等の入力端末による読取角度を７０°程度にまで拡大することを達成し得た。拡散インキにおける拡散原理は、樹脂中に粒子を分散させ、表面に形成した凹凸を利用した反射光の散乱と、樹脂中の粒子の屈折率差による内部散乱を利用し、光を拡散するというものである。通常のアンチグレア（ＡＧ）・フィルムは、バインダー樹脂とシリカ粒子のみなので入射光は透過拡散するが、拡散インキにおいては、更に酸化チタンを導入することにより隠蔽性が生じ、拡散反射することが可能となった。
【００２２】
本発明の光学フィルム１に用いる基材２としては、非可視光線を透過又は吸収するフィルム材料であれば特に限定されないが、光学的不具合の少ない材料で形成されたものが好ましい。平坦なものの他、媒体表面の湾曲面に合わせるように曲面形状であっても良い。具体的には、基材２の材料としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、アクリル、ポリオレフィン、ガラス等が好適に用いられる。また、厚みは２０〜５０００μｍ程度の範囲から、カール防止性の観点から好ましくは１００〜５０００μｍの範囲から、材料、要求性能、及び使用形態に応じて適宜選定する。
前記基材２として、ＴＡＣフィルム等の高分子フィルム等のような溶媒に溶解乃至膨潤し易い物を用いる場合には、パターン印刷時に使用するコーティング液中の溶媒で基板が侵されないように、基材２上にバリア層を設けても良い。この場合、バリア層が配向膜を兼ねるようにしても良く、例えば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）やＨＥＣ（ヒドロキシエチルセルロース）等の水溶性物質をバリア層として用いれば良い。
【００２３】
本発明に係る基材２上に所望によりプライマー層４を塗工してもよい。パターン３を形成する白色顔料組成物の印刷性を向上する必要が有る場合、基材２の表面保護を望む場合等のためである。プライマー層４を形成するプライマー組成物に用いられる材料としては、特に塗工による層形成が可能である点で、有機系樹脂、無機系樹脂等を用いた透明な樹脂が好ましい。このプライマー組成物に用いる樹脂としては特に限定は無く、白色顔料組成物及び基材２に応じて適宜用いれば良い。例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂等が挙げられる。これらのなかでも、耐久性、耐溶剤性、広い読取角度を得る観点から、架橋により硬化するタイプの樹脂が好ましく、更には、紫外線、電子線等の電離放射線により短時間で架橋させることができる電離放射線硬化性樹脂がより好ましい。
【００２４】
前記熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂、酢酸ビニル系樹脂、セルロース系樹脂等が挙げられ、基材２の材料がＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等のセルロース系樹脂の場合、熱可塑性樹脂として、例えば、ニトロセルロース、アセチルセルロース、セルロースアセテートプロピオネート、エチルヒドロキシエチルセルロース等のセルロース系樹脂が好ましい。
前記熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラニン樹脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノアルキッド樹脂、メラミン−尿素共縮合樹脂、ケイ素樹脂、ポリシロキサン樹脂、硬化性アクリル樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂を用いる場合、必要に応じて、架橋剤、重合開始剤等の硬化剤、重合促進剤、溶剤、粘度調整剤等を更に添加して使用することができる。
【００２５】
プライマー組成物に用いられる材料としては、上述のように電離放射線硬化性樹脂が好ましく、種々の反応性モノマー及び／又は反応性オリゴマーが好適に用いられる。反応性モノマーとしては、例えば、多官能性（メタ）アクリレートが挙げられる。反応性オリゴマーとしては、分子中にラジカル重合性不飽和基を有するオリゴマー、例えばエポキシ（メタ）アクリレート系、ウレタン（メタ）アクリレート系、ポリエステル（メタ）アクリレート系、ポリエーテル（メタ）アクリレート系等が挙げられる。ここで、（メタ）アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートをいう。
【００２６】
上述の多官能性（メタ）アクリレート単量体としては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（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、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニルジ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性ジシクロペンテニルジ（メタ）アクリレート、エチレンオキシド変性リン酸ジ（メタ）アクリレート、アリル化シクロヘキシルジ（メタ）アクリレート、イソシアヌレートジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エチレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールトリ（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、プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールペンタ（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、エチレンオキシド変性ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００２７】
また、反応性モノマー又は反応性オリゴマーの光重合開始剤としては、ビスアシルフォスフィンオキサイド系、α−アミノケトン系やα−ヒドロキシケトンの光重合開始剤等が挙げられる。ビスアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤の具体例としては、ジフェニル−（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フォスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド等が挙げられる。α−アミノケトン系の光重合開始剤の具体例としては、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン等が挙げられる。また、α−ヒドロキシケトン系の光重合開始剤の具体例としては、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン等が挙げられる。
【００２８】
本発明において、パターン３の厚みを厚くすることを望む場合、例えば、６〜２０μｍ程度の厚みを所望する場合は、プライマー層４と白色顔料組成物からなる液体状態のパターン形成用インキとの接触角を高くすることも一手段として選択され得る。この場合には、両者の接触角が高くなる様に両者の材料の組合せを選択する。尚、両者の材料それ自体で十分な接触角が得られない場合には、該プライマー層４中に撥液性レベリング剤を添加することが好ましい。プライマー層４を構成するプライマー組成物に好ましく用いられる撥液性レベリング剤としては、パターン３を形成するインキを撥く（はじく）ものが好ましい。撥液性レベリング剤の種類としては、シリコーン系、フッ素系、ポリエーテル系、アクリル酸共重合物系、チタネート系等の種々の化合物を用いることができる。アクリル酸共重合物系レベリング剤としては、例えば、ビックケミー社製、商標名「ＢＹＫ３６１」が好ましい。添加量は、所望とするパターン３の厚みに応じて、適宜調整すれば良い。
【００２９】
プライマー層４中には、必要に応じ、上述のレベリング剤（撥液性物質）を添加することに代えて、微粒子を添加しても良い。
微粒子としては、通常用いられるものを特に制限なく適量添加することができるが、例えば無機物ではα−アルミナ、シリカ、カオリナイト、酸化鉄、ダイヤモンド、炭化ケイ素等の球状粒子が挙げられる。粒子形状は、球、楕円体、多面体、鱗片形等が挙げられ、特に制限はないが、球状が好ましい。有機物では架橋アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の合成樹脂ビーズが挙げられる。これらの中でも、硬度が高く、耐摩耗性の向上に対する効果が大きいこと、また、球状の粒子を得やすい点で、α−アルミナ及びシリカが好ましく、球状のものが特に好ましい。また、微粒子の平均粒径は、０．０１〜２０μｍ程度である。
【００３０】
また、プライマー層４中には、適宜必要に応じ、本発明におけるパターン３の非可視光線反射機能やモアレ防止効果を妨げない範囲で、必要に応じて、例えば、塗液やインキにおける公知の各種添加剤や各種着色剤を適宜添加しても良い。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤等の光安定剤、分散安定剤等が挙げられ、着色剤としては、例えば、外光反射防止用色素等のディスプレイ用フィルターにおいて公知の色素が挙げられる。
【００３１】
プライマー層４は、上述のようにして得られるプライマー組成物のインキを、塗工法や印刷法等の公知の層形成法で形成することができる。具体的には、基材２に、ロールコート、コンマコート、ダイコート等の塗工法、又は、スクリーン印刷、グラビア印刷等の印刷法により形成すれば良い。
なお、プライマー層４の厚みは、通常０．１〜１０μｍ程度であり、より薄いフィルムを作製し、より広い読取角度を得る観点より、０．１〜５μｍが好ましい。
【００３２】
また、本発明の光学フィルム１において、ペン型センサー等の入力端末で手書入力する際に、繰り返し入力端末が接触しても耐えられる強度を与えるために、基材２上に、特に、パターン３を被覆するオーバーコート層（硬質塗膜から成る表面保護層）を所望により設けても良い。オーバーコート層の材質としては、特に限定されず、通常の透明シートやレンズの分野において用いられているものが使用できる。例えば、紫外線、電子線、熱等で架橋硬化したアクリル樹脂、有機珪素系樹脂、エポキシ樹脂等が代表的なものである。
更に、本発明の光学フィルム１の背後にあるスクリーン等のディスプレイ媒体の視認性を確保するために、シート表面又は内部に反射防止膜等を設けても良い。反射防止膜の材質としては、特に限定されず、通常のディスプレイ用透明シートやレンズの分野において用いられているものが使用できる。例えば、弗化マグネシウム、弗素系樹脂等の低屈折率物質の薄膜と、酸化ジルコニウム、酸化チタニウム等の高屈折率物質の薄膜とを該低屈折率の薄膜が最表面になる様積層した誘電体多層膜等が代表的なものである。
【００３３】
本発明の光学フィルム１において、パターンの印刷方法としては、特に限定されず公知の方法を用いることができ、例えば、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、孔版印刷法、インキジェット印刷法等が挙げられる。
【００３４】
本発明の光学フィルム１は手書き情報等の入力手段として好適にディスプレイ媒体に装着される。ここで、ディスプレイ媒体とは、各種の画像情報を表示するものである。表示する画像情報は、静止画、動画の何れでも形式でも良く、情報の種類としては、文字、数字、図形、バーコード等の暗号コード、写真画像（風景、人物、絵画、其の他各種）等各種のものが対象となる。具体的なディスプレイ媒体を例示すると、スクリーン、ＣＲＴ（陰極線管）、ＬＣＤ（液晶表示装置）、ＰＤＰ（プラズマディスプレイ）、ＥＬ（電場発光）表示装置等、或いは画像を印刷した紙、樹脂フィルム等である。特に、スクリーンに装着されることが好ましい。光学フィルム１は、ディスプレイ媒体の一部に装着されても良いし、全面にわたって装着されても良い。
ペン型センサー等の入力端末は、非可視光線照射部を具備し、光学フィルム１上の特定のパターン３に照射し、反射した非可視光線をセンサーにより受信し、入力情報、例えば位置情報、として読み取る。その入力情報は、入力端末と無線又は有線により接続された情報処理装置に送信され、例えば、手書き入力時の軌跡をディスプレイ媒体画面上に表示することができる。このように表示すれば直感的な入力が可能であるため好ましいが、本発明は手書き入力に限定されず、入力方法は何でも良い。
ここで手書き又はその他の方法で入力された入力情報を扱う情報処理装置としては、入力端末で読み取った連続的な撮像データから位置情報（座標に相当する）を算出し、それを時間情報と組み合わせ、情報処理装置で扱える入力軌跡データとして提供する機能を有するものであれば特に限定されず、プロセッサ、メモリ、通信インタフェース及びバッテリ等の部材を具備していれば良い。例えば、携帯電話、ＰＤＡ等の各種携帯端末や、パーソナルコンピュータ、テレビ電話、相互通信機能を備えたテレビジョン、インターネット端末等が挙げられる。ディスプレイ媒体がスクリ−ンの場合は、プロジェクター等で画像に変換され投影される。
上述の非可視光線としては、赤外線又は紫外線が好ましい。
【００３５】
このように、本発明の光学フィルム１は、非可視光線を広い範囲に拡散反射し得るばかりでなく、既存のディスプレイ媒体にそのまま装着することができ、ディスプレイ媒体に組み込むタイプの静電式、感圧式等の位置入力装置よりもその製作を簡単にすることができ、軽量化、コスト低減、及び大型化も容易に可能となる。また、印刷された位置情報を提供可能なパターン３が薄くなったり、傷が付いたりするなどして、位置情報提供の機能が低減した場合であっても、光学フィルム１のみを交換すれば良いので、使用者にとって扱いやすいものとなる。
【００３６】
本発明の光学フィルム１は、ディスプレイ媒体の前面に対向して着脱可能に装着するようにすることもできる。尚、ここで、「前面に対向して装着される」とは、例えば、光学フィルム１がディスプレイ媒体の表面に直接接触して配置される場合や、接着剤層を介して接着される場合、更には空隙を介して非接触の状態でディスプレイ媒体の前方に配置される場合を含む概念である。このようにすれば、一つの媒体のみならず、別の媒体にも装着することができるようになる。また、ディスプレイ媒体側には装着のための加工を施さないようにして光学フィルム１を装着することができるようにするために、光学フィルム１自体が、ディスプレイ媒体に対する装着手段を備えていると好ましい。なお、この装着手段とは、光学フィルム１と一体に設けられたものであっても、別体に設けられたものであっても良い。
このような装着手段として、例えばバックル状のものをディスプレイ媒体のコーナ部に引っ掛けるようなものや、ディスプレイ媒体の端部を挟み込むようなもの等が挙げられるが、簡単で好適な具体的態様としては、ディスプレイ媒体の前面に対向して装着するような場合において、ディスプレイ媒体に接触する接触面側に設けられ、ディスプレイ媒体に貼り付けるための接着性を有する貼着具が挙げられる。また、貼着具としては、光学フィルム１に一体的に取り付けられた接着性を有するものや、接触面に直接塗装された接着剤等をも含むものが挙げられる。尚、接着性の中でも、特に、化学反応、或いは放射線照射、加熱等のエネルギー供給によること無く、加圧のみで接着可能であり、接着後に再剥離が可能な接着性の形態のことを特に粘着性と呼称する。又、接着剤の中で、特に、その接着性が粘着性である形態を粘着剤と呼称する。
【００３７】
本発明の光学フィルム１は、その製造の利便性を向上するために、光学フィルム１を、切り離し可能なものとすると好ましい。具体的には、鋏等の切断具若しくは専用の切断具等で切り離せるようなものや、ミシン目、ハーフカット（厚み方向に全厚みに満たない深さの切目を刻切すること。包装材料の分野で多用される手段。）等を入れることにより手で切り離すことができるようなもの等が挙げられる。このようなものであれば、使用者側で、各使用者所有のディスプレイ媒体の大きさに対応して切断することができるようになるため、製造者側は、数種の所定のサイズに設定したシートを製造すれば良いからである。更に、汎用の媒体の規格サイズにミシン目を入れるようにしても良い。
また、このような使い方が可能であれば、位置情報を提供するパターンが印刷された一のシートを分割し、それぞれのシートが異なる座標範囲を示すようにすることが可能になる。このようなシートを用いる場合、例えば隣接したディスプレイ媒体に対して連続した座標を示すシートを適用すれば、入力データに連続性を与えることが出来る。また、１つの入力装置に対し異なる座標範囲の光学フィルム１を複数切り替えて使用することで、それぞれの光学フィルム１に対し異なる意味を付与することが出来る。
【実施例】
【００３８】
次に、実施例を用いて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
実施例
下記の成分を均一に混練分散して、白色インキを調製した。
・ポリウレタン系樹脂（荒川化学工業（株）製、商品名「ユリアーノ２４６６」）：４０．０質量部
・硝化綿：２．０質量部
・硬化剤（三井化学ポリウレタン（株）製、商品名「タケネートＤ−１１０Ｎ」）：４．０質量部
・イソプロピルアルコール ５．０質量部
・メチルエチルケトン ６．０質量部
・酢酸エチル ４．０質量部
・酸化チタン ３９．０質量部（シリカで表面処理されたもの、平均粒径：０．３μｍ）
次に、厚さ１００μｍのポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ、ザ・インクテック（株）製：ＨＤＩ系アダプトタイプ）基材上に膜厚１μｍのアクリル樹脂から成るプライマー層を積層した。このアクリル樹脂は、ペンタエリスリトールトリアクリレート（ＰＥＴＡ、日本化薬株式会社製、商品名「ＫＡＹＡＲＡＤ ＰＥＴ−３０」）１００重量部とレベリング剤（（ビックケミー社製、商標名「ＢＹＫ３６１」）０．０３重量部、光重合開始剤（１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、チバスペシャリティケミカルズ株式会社製、商標名「イルガキュア１８４」）４重量部を添加混合し、さらにメチルエチルケトンを樹脂分が５０質量％になるように添加適合してプライマー組成物溶液を調製し、ＰＥＴ基材上に塗工した後、光硬化したものである。
このプライマー層上に、上記の白色インキをグラビア印刷法にて図２に示すようなドット形状（円盤状で直径が約１００μｍ）にパターン印刷した。
この光学フィルムを用いて、赤外線を反射してその反射光を画像として検知するペン型センサーで読み取ったところ、７０°程度まで読み取り可能であった。
【００３９】
比較例
厚さ１００μｍのポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ、ザ・インクテック（株）製：ＨＤＩ系アダプトタイプ）基材上に、溶媒に溶かしたポリイミド（ＪＳＲ株式会社製、オプトマー、商品名「ＡＬ１２５４」）をスピンコーターによりスピンコーティングし、乾燥後、２００℃で成膜し（膜厚０．１μｍ）、ラビングして配向膜を形成した。
次に、両末端に重合可能なアクリレート構造（アクリレート基）、中央部にメソゲン構造、前記アクリレートとの間にスペーサーを有し、ネマチック−アイソトロピック転移温度が１１０℃付近であるモノマー（下記化学式（１）で示される分子構造を有するもの）１００質量部と、両末端に重合可能なアクリレート基を有するカイラル剤（下記化学式（２）で示される分子構造を有するもの）３質量部と、４質量部の光重合開始剤ジフェニル−（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フォスフィンオキサイド（ＢＡＳＦ社製、商標名「ルシリンＴＰＯ」）とをメチルイソブチルケトンに溶解させた溶液を調製し、パターン形成インキとした。このパターン形成インキを用いて上記配向膜上に実施例１と同様なドット形状にパターン形成した。
この光学フィルムを用いて、赤外線を反射してその反射光を画像として検知するペン型センサーで読み取ったところ、読取角度は０°であった。
【００４０】
【化１】
【００４１】
【化２】
［Ｘは２〜５（整数）である。］
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上詳細に説明したように、本発明の光学フィルムは、媒体の画面に直接手書きするタイプに限られず、種々の方法のデータ入力システムに適用できる、座標検知手段を提供する部材であって、非可視光線を広い角度範囲に拡散反射出来るので、実用性能が高く、スクリーン等の大型デスプレイ、携帯電話、ＰＤＡ等の各種携帯端末や、パーソナルコンピュータ、テレビ電話、相互通信機能を備えたテレビジョン、インターネット端末等の種々の情報処理装置の位置情報入力手段として用いることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の光学フィルムの一実施態様を示す断面模式図である。
【図２】本発明の光学フィルムにおいてドットパターンが不規則に配列した例を示す要部拡大平面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１： 光学フィルム
２： 基材
３： パターン
４： プライマー層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非可視光線を広い角度範囲に拡散反射するパターンを有する光学フィルムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、手書きした文字、絵等を、情報処理装置が扱うことができる電子データに変換する必要性が高まっている。それに対応して、例えば、パソコンのモニター上やテレビの前面に配置したり、プロジェクター投影用スクリーンや電子黒板用へ応用するために、入力軌跡の位置を示す位置情報を提供可能なマーク等が印刷されたものを組み合わせることが考えられる。そしてそれらを用いてペン型センサー等の入力端末で読取を行う場合、使用する側は様々な入力端末の形状や持ち方が想定されるため、広い読取角度が要求される。
【０００３】
上記のうち、ペン型センサー等で位置情報を読み取り、情報処理機器の画像表示装置に入力する装置として、例えば、特許文献１には、ディスプレイ装置の前面に装着される透明シートであって、入力用電子ペン等による入力軌跡の位置を示すための位置情報を提供可能なマークを所定波長の光を照射されて当該入力軌跡読取手段に読取り可能な光を発光するインキを用いて印刷したものが開示されている。
また、特許文献２には、赤外線領域を反射する特殊インキを印刷した透明部材を用いた座標入力装置が開示されている。
しかし、特許文献１及び２には、具体的な透明シートの例示はなく、透明シートのアイデアもしくは願望が記載されているに過ぎないのが現状である。
【０００４】
また、特許文献３には、反射によって色を再現する液晶表示装置用のコレステリック液晶配向を有する材料を用いる反射型フィルタ構造が開示されている。ここでは、赤色光反射カラーフィルタに於いて、垂直方向の赤色光の反射率を必要以上に増大させずに、斜め方向の赤色光の反射率のみを増大せしめる為の手段として、垂直方向に赤色光を反射する第１の領域と、垂直方向に赤外線（非可視光線）を反射する第２の領域を更に有する反射型フィルタ構造が開示されている。
しかしコレステリック液晶を配向させると、基材に対して０°からの読取はできるものの、広い読取角度を得るためには螺旋ピッチを保ったまま配向を湾曲させる必要がある。そのため広い読取角度を得ることは技術的に非常に困難である。
また、再帰反射材料を用いると広い読取角度が期待されるが、通常の再帰反射ビーズ径は約５０μｍ程度なので、光学フィルムに使用するには大き過ぎる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２５６１３７号公報
【特許文献２】特開２００１−２４３００６号公報
【特許文献３】特表２００４−５１９７２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような状況の下で、非可視光線を広い角度範囲に拡散反射し得る光学フィルムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、広い波長範囲の非可視光線を反射し得る酸化チタンに着目して、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、基材の上に酸化チタンを含む白色顔料組成物をパターン印刷してなる光学フィルムを提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、非可視光線を広い角度範囲に拡散反射し得る光学フィルムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の光学フィルムの一実施態様を示す断面模式図である。
本発明の光学フィルム１は、図１に示すように、基材２の上に酸化チタンを含む白色顔料組成物からなるインキを用いて種々のパターン３を印刷してなるものである。図１においては、基材２の上に、所望により配設されるプライマー層４が積層され、そのプライマー層４の上にパターン３が印刷されている。
【００１０】
図２は、本発明の光学フィルムにおいてドットパターンが不規則に配列した例を示す要部拡大平面図である。
本発明に係るパターン２の配列方法は、ペン型センサー等を備えた入力端末（図示しない）にて読み取った部分的なパターンから、光学フィルム１面上における位置情報を導き出すことが出来るように設定されれば良く、図２に示すように不規則に配列されていても良いし、規則的に配列されていても良い。
例えば、パターン２のいずれの配列方法においても、ドットの形状を複数設定し、平面内に於いて、所定範囲内に配置されたこれら複数形状のドットの組み合わせをパターン化したようなもの、縦横に配置した罫線の太さを変えて、所定範囲内の前記罫線の重なり部分の大きさの組み合わせをパターン化したようなもの、ｘ、ｙ座標の値を直接ドットの縦横の大きさと結びつけたもの等が挙げられるが、特に簡素で好適なものとしては、縦横に等間隔に並ぶ基準点を設定して、この基準点に対して上下左右に変位したドットを配置し、これらドットの当該基準点からの相対的な位置関係を利用する方法が挙げられる。この方法はドットのサイズを小さく一定に出来るため入力装置の高分解能化に有利である。このように、パターン２は、ドット形状であることが好ましく、個々のドットは、隣接するドットと容易に区別できれば特に制限はなく、上から見て、円形、楕円形、正方形、矩形、多角形、他の点形状が所望により選ばれる。ドットの平面内での大きさ（円の場合は直径、楕円の場合は長径、多角形の場合は外接円の直径で評価）は１０〜１０００μｍ程度である。またドットの立体形状についても特に制限はなく、通常円盤状であるが、半球状、楕円半球状、円柱状又は凹面状であっても良い。
【００１１】
本発明の光学フィルム１のパターン２を形成する白色顔料組成物は酸化チタンを含むものである。ルチル型、アナターゼ（アナタース）型のいずれであってもよい。酸化チタンは、赤外線から可視光線、紫外線に至るまで、広い範囲の光を高い反射率で反射するからである。
酸化チタンは、金属酸化物で表面処理されていることが好ましい。ここで、金属酸化物の金属として、ヒ素、アンチモン、ビスマス、ケイ素、ゲルマニウム、ホウ素、テルル、ポロニウム等の半金属（メタロイド）も含まれる。金属酸化物としては、通常シリカ又はアルミナが用いられるが、シリカが好ましい。
酸化チタンの平均粒子径としては、０．１〜０．５μｍが好適である。
【００１２】
本発明に係る白色顔料組成物としては、上記の酸化チタンを分散して含有する白色顔料樹脂組成物が好適に用いられる。この白色顔料樹脂組成物に用いるバインダー樹脂としては、種々の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂等が用いられ、例えば、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、又はこれらから選択した２種以上の混合物等が挙げられる。これらの内、ウレタン樹脂が好ましい。
該ウレタン樹脂としては、例えば、ポリエステルポリウレタン、ポリエーテルポリウレタン、ポリエーテルポリエステルポリウレタン、ポリカーボネートポリウレタン、ポリカプロラクタムポリウレタン等のウレタン樹脂、及びそれらの混合物が挙げられる。
【００１３】
前記のウレタン樹脂は、ポリイソシアネート化合物とポリマーポリオールとを溶液重合等の公知の方法で反応させ、必要に応じて、ウレタンプレポリマーに鎖伸長剤及び反応停止剤を使用することによって得られる。
上記のポリイソシアネート化合物としては、従来のウレタン樹脂の製造に使用されるものであればよく、例えば、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシアネート、２，２，４−又は２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、１，２−プロピレンジイソシアネート、イソプロピレンジイソシアネート、１，３−ブチレンジイソシアネート等の脂肪族イソシアネート；１，３−又は１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、１，３−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、メチル−２，６−シクロヘキサンジイソシアネート等の脂環族イソシアネート；ｍ−又はｐ−フェニレンジイソシアネート、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４−又は２、６−トリレンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート等の芳香族イソシアネート等が挙げられる。
【００１４】
また、上記のポリイソシアネート化合物と反応させるポリマーポリオールとしては、飽和炭化水素系ポリエステルポリオール等のポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール等が挙げられる。
上記のポリエステルポリオールは、多価カルボン酸と多価アルコールからなるポリエステルポリオールやラクトン環の開環重合で得られるポリエステルポリオールが挙げられる。上記の多価カルボン酸としては、直鎖飽和炭化水素系のアジピン酸、アゼライン酸、コハク酸、セバシン酸等の脂肪族多価カルボン酸；不飽和脂肪酸系のフマル酸、マレイン酸等の不飽和脂肪族多価カルボン酸；シクロヘキシル基を有する１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族多価カルボン酸；フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸等の芳香族多価カルボン酸等が挙げられる。
上記の多価カルボン酸と反応する多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，３−プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリエチレングリコール、キシリレングリコール、ポリエチレングリコール、１，２−又は１，３−プロパンジオール、１，２−、１，３−及び１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール等の脂肪族、脂環族等の多価アルコール及び芳香族多価アルコール等が挙げられる。
【００１５】
また、前記のポリエーテルポリオールとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド等のオキシラン化合物を、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、グリセリン等の多価アルコールを重合開始剤として重合して得られるポリエーテルポリオールが挙げられる。また、ポリエーテルエステルポリオールとしては、上記のポリエーテルポリオールに前記の多価カルボン酸とを反応させて得られるポリエーテルエステルポリオールが挙げられる。
【００１６】
前記のウレタン樹脂は、前記のポリイソシアネート化合物と上記のポリマーポリオールの他に、必要に応じて、エチレングリコール、ジエチレングリコール、１，２−プロパンジオール等のアルコール類、エチレンジアミン、プロピレンジアミン等のアミン類等の鎖伸長剤、及び公知の低級アルコール系、アミン系等の鎖長停止剤等を用いて樹脂中の鎖長を調整するのが好ましい。
【００１７】
前記の樹脂成分は、単独でも、あるいは数種を混合しても使用することができるが、さらに、白色被膜が施された基材の引き裂き性を向上させるために、該樹脂成分に硬化剤を添加することができる。上記の硬化剤としては、イソシアネート基を複数有する前記の脂肪族、脂環族又は芳香族のポリイソシアネート化合物や、これら以外のポリイソシアネート化合物、例えば、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリフェニールメタントリイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ｏ−トルイジンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、１，３，５−トリイソシアネートメチルベンゼン、リジンエステルトリイソシアネート等、及びこれらのイソシアネート化合物から誘導される二量体や三量体等の多量体、イソシアネート化合物と３，３，３−トリメチロールプロパン等のポリオール化合物との反応によって得られるポリイソシアネート等が挙げられる。
【００１８】
上記硬化剤の好ましい例としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートの三量体、３，３，３−トリメチロールプロパンとヘキサメチレンジイソシアネートとの反応生成物、３，３，３−トリメチロールプロパンとトリレンジイソシアネートとの反応生成物が挙げられる。上記の硬化剤としては、三井化学ポリウレタン（株）からタケネートＤ−１１０Ｎの商品名で入手して本発明で使用することができる。
上記の硬化剤を使用する場合は、その使用量は、前記の樹脂成分に対して０．８〜１０質量％配合するのが好ましい。上記の硬化剤の配合割合が多過ぎると、得られる白色被膜が脆くなる。
【００１９】
前記の樹脂成分は、単独でも使用できるが、前記結合剤全量中に９０質量％〜１００質量％を占める量で含有されているのが好ましい。上記の樹脂成分の配合割合が、上記下限未満であると、得られる白色被膜が形成された基材の引き裂き性が低下するので好ましくない。
上記の樹脂成分の配合において、本発明の目的を妨げない範囲で、ニトロセルロース、セルロースプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、セルロースダイアセテート、セルローストリアセテート等のセルロース誘導体、アルキッド樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリビニルブチラール、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂等、前記の樹脂成分と相溶する樹脂成分を併用することができる。
【００２０】
本発明に係る白色顔料組成物は、バインダー樹脂である前記の樹脂成分と、酸化チタンとを有機溶剤、例えば、イソプロピルアルコール、ノルマルプロピルアルコール等のアルコール類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、乳酸エチル、エチレングリコールアセテート等のエステル類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ジエチレングリコールメチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、トルエン、キシレン等の芳香族類、ハロゲン化炭化水素類等の溶剤、及びそれらの混合溶剤に公知の方法で均一に分散混練して均質化して得られ、必要に応じて、可塑剤や分散剤等の添加剤を本発明の目的を妨げない範囲において添加して使用することができる。
本発明に係る白色顔料組成物は、必要に応じ、着色剤を添加して白色以外の所望する色に着色してもよいが、スクリーン等のディスプレイ媒体の視認性を高めるためには白色にて用いることが好ましい。
【００２１】
上述の白色顔料組成物からなるパターン形成用インキは、非可視光線を広い範囲に拡散反射する拡散インキとして優れている。この拡散インキを用いることにより、ペン型センサー等の入力端末による読取角度を７０°程度にまで拡大することを達成し得た。拡散インキにおける拡散原理は、樹脂中に粒子を分散させ、表面に形成した凹凸を利用した反射光の散乱と、樹脂中の粒子の屈折率差による内部散乱を利用し、光を拡散するというものである。通常のアンチグレア（ＡＧ）・フィルムは、バインダー樹脂とシリカ粒子のみなので入射光は透過拡散するが、拡散インキにおいては、更に酸化チタンを導入することにより隠蔽性が生じ、拡散反射することが可能となった。
【００２２】
本発明の光学フィルム１に用いる基材２としては、非可視光線を透過又は吸収するフィルム材料であれば特に限定されないが、光学的不具合の少ない材料で形成されたものが好ましい。平坦なものの他、媒体表面の湾曲面に合わせるように曲面形状であっても良い。具体的には、基材２の材料としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、アクリル、ポリオレフィン、ガラス等が好適に用いられる。また、厚みは２０〜５０００μｍ程度の範囲から、カール防止性の観点から好ましくは１００〜５０００μｍの範囲から、材料、要求性能、及び使用形態に応じて適宜選定する。
前記基材２として、ＴＡＣフィルム等の高分子フィルム等のような溶媒に溶解乃至膨潤し易い物を用いる場合には、パターン印刷時に使用するコーティング液中の溶媒で基板が侵されないように、基材２上にバリア層を設けても良い。この場合、バリア層が配向膜を兼ねるようにしても良く、例えば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）やＨＥＣ（ヒドロキシエチルセルロース）等の水溶性物質をバリア層として用いれば良い。
【００２３】
本発明に係る基材２上に所望によりプライマー層４を塗工してもよい。パターン３を形成する白色顔料組成物の印刷性を向上する必要が有る場合、基材２の表面保護を望む場合等のためである。プライマー層４を形成するプライマー組成物に用いられる材料としては、特に塗工による層形成が可能である点で、有機系樹脂、無機系樹脂等を用いた透明な樹脂が好ましい。このプライマー組成物に用いる樹脂としては特に限定は無く、白色顔料組成物及び基材２に応じて適宜用いれば良い。例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化性樹脂等が挙げられる。これらのなかでも、耐久性、耐溶剤性、広い読取角度を得る観点から、架橋により硬化するタイプの樹脂が好ましく、更には、紫外線、電子線等の電離放射線により短時間で架橋させることができる電離放射線硬化性樹脂がより好ましい。
【００２４】
前記熱可塑性樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリエステル樹脂、熱可塑性ウレタン樹脂、酢酸ビニル系樹脂、セルロース系樹脂等が挙げられ、基材２の材料がＴＡＣ（トリアセチルセルロース）等のセルロース系樹脂の場合、熱可塑性樹脂として、例えば、ニトロセルロース、アセチルセルロース、セルロースアセテートプロピオネート、エチルヒドロキシエチルセルロース等のセルロース系樹脂が好ましい。
前記熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラニン樹脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノアルキッド樹脂、メラミン−尿素共縮合樹脂、ケイ素樹脂、ポリシロキサン樹脂、硬化性アクリル樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂を用いる場合、必要に応じて、架橋剤、重合開始剤等の硬化剤、重合促進剤、溶剤、粘度調整剤等を更に添加して使用することができる。
【００２５】
プライマー組成物に用いられる材料としては、上述のように電離放射線硬化性樹脂が好ましく、種々の反応性モノマー及び／又は反応性オリゴマーが好適に用いられる。反応性モノマーとしては、例えば、多官能性（メタ）アクリレートが挙げられる。反応性オリゴマーとしては、分子中にラジカル重合性不飽和基を有するオリゴマー、例えばエポキシ（メタ）アクリレート系、ウレタン（メタ）アクリレート系、ポリエステル（メタ）アクリレート系、ポリエーテル（メタ）アクリレート系等が挙げられる。ここで、（メタ）アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートをいう。
【００２６】
上述の多官能性（メタ）アクリレート単量体としては、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（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、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニルジ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性ジシクロペンテニルジ（メタ）アクリレート、エチレンオキシド変性リン酸ジ（メタ）アクリレート、アリル化シクロヘキシルジ（メタ）アクリレート、イソシアヌレートジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エチレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールトリ（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、プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールペンタ（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、エチレンオキシド変性ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００２７】
また、反応性モノマー又は反応性オリゴマーの光重合開始剤としては、ビスアシルフォスフィンオキサイド系、α−アミノケトン系やα−ヒドロキシケトンの光重合開始剤等が挙げられる。ビスアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤の具体例としては、ジフェニル−（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フォスフィンオキサイド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィンオキサイド等が挙げられる。α−アミノケトン系の光重合開始剤の具体例としては、２−メチル−１［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルフォリノプロパン−１−オン等が挙げられる。また、α−ヒドロキシケトン系の光重合開始剤の具体例としては、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン等が挙げられる。
【００２８】
本発明において、パターン３の厚みを厚くすることを望む場合、例えば、６〜２０μｍ程度の厚みを所望する場合は、プライマー層４と白色顔料組成物からなる液体状態のパターン形成用インキとの接触角を高くすることも一手段として選択され得る。この場合には、両者の接触角が高くなる様に両者の材料の組合せを選択する。尚、両者の材料それ自体で十分な接触角が得られない場合には、該プライマー層４中に撥液性レベリング剤を添加することが好ましい。プライマー層４を構成するプライマー組成物に好ましく用いられる撥液性レベリング剤としては、パターン３を形成するインキを撥く（はじく）ものが好ましい。撥液性レベリング剤の種類としては、シリコーン系、フッ素系、ポリエーテル系、アクリル酸共重合物系、チタネート系等の種々の化合物を用いることができる。アクリル酸共重合物系レベリング剤としては、例えば、ビックケミー社製、商標名「ＢＹＫ３６１」が好ましい。添加量は、所望とするパターン３の厚みに応じて、適宜調整すれば良い。
【００２９】
プライマー層４中には、必要に応じ、上述のレベリング剤（撥液性物質）を添加することに代えて、微粒子を添加しても良い。
微粒子としては、通常用いられるものを特に制限なく適量添加することができるが、例えば無機物ではα−アルミナ、シリカ、カオリナイト、酸化鉄、ダイヤモンド、炭化ケイ素等の球状粒子が挙げられる。粒子形状は、球、楕円体、多面体、鱗片形等が挙げられ、特に制限はないが、球状が好ましい。有機物では架橋アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の合成樹脂ビーズが挙げられる。これらの中でも、硬度が高く、耐摩耗性の向上に対する効果が大きいこと、また、球状の粒子を得やすい点で、α−アルミナ及びシリカが好ましく、球状のものが特に好ましい。また、微粒子の平均粒径は、０．０１〜２０μｍ程度である。
【００３０】
また、プライマー層４中には、適宜必要に応じ、本発明におけるパターン３の非可視光線反射機能やモアレ防止効果を妨げない範囲で、必要に応じて、例えば、塗液やインキにおける公知の各種添加剤や各種着色剤を適宜添加しても良い。添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤等の光安定剤、分散安定剤等が挙げられ、着色剤としては、例えば、外光反射防止用色素等のディスプレイ用フィルターにおいて公知の色素が挙げられる。
【００３１】
プライマー層４は、上述のようにして得られるプライマー組成物のインキを、塗工法や印刷法等の公知の層形成法で形成することができる。具体的には、基材２に、ロールコート、コンマコート、ダイコート等の塗工法、又は、スクリーン印刷、グラビア印刷等の印刷法により形成すれば良い。
なお、プライマー層４の厚みは、通常０．１〜１０μｍ程度であり、より薄いフィルムを作製し、より広い読取角度を得る観点より、０．１〜５μｍが好ましい。
【００３２】
また、本発明の光学フィルム１において、ペン型センサー等の入力端末で手書入力する際に、繰り返し入力端末が接触しても耐えられる強度を与えるために、基材２上に、特に、パターン３を被覆するオーバーコート層（硬質塗膜から成る表面保護層）を所望により設けても良い。オーバーコート層の材質としては、特に限定されず、通常の透明シートやレンズの分野において用いられているものが使用できる。例えば、紫外線、電子線、熱等で架橋硬化したアクリル樹脂、有機珪素系樹脂、エポキシ樹脂等が代表的なものである。
更に、本発明の光学フィルム１の背後にあるスクリーン等のディスプレイ媒体の視認性を確保するために、シート表面又は内部に反射防止膜等を設けても良い。反射防止膜の材質としては、特に限定されず、通常のディスプレイ用透明シートやレンズの分野において用いられているものが使用できる。例えば、弗化マグネシウム、弗素系樹脂等の低屈折率物質の薄膜と、酸化ジルコニウム、酸化チタニウム等の高屈折率物質の薄膜とを該低屈折率の薄膜が最表面になる様積層した誘電体多層膜等が代表的なものである。
【００３３】
本発明の光学フィルム１において、パターンの印刷方法としては、特に限定されず公知の方法を用いることができ、例えば、フレキソ印刷法、グラビア印刷法、孔版印刷法、インキジェット印刷法等が挙げられる。
【００３４】
本発明の光学フィルム１は手書き情報等の入力手段として好適にディスプレイ媒体に装着される。ここで、ディスプレイ媒体とは、各種の画像情報を表示するものである。表示する画像情報は、静止画、動画の何れでも形式でも良く、情報の種類としては、文字、数字、図形、バーコード等の暗号コード、写真画像（風景、人物、絵画、其の他各種）等各種のものが対象となる。具体的なディスプレイ媒体を例示すると、スクリーン、ＣＲＴ（陰極線管）、ＬＣＤ（液晶表示装置）、ＰＤＰ（プラズマディスプレイ）、ＥＬ（電場発光）表示装置等、或いは画像を印刷した紙、樹脂フィルム等である。特に、スクリーンに装着されることが好ましい。光学フィルム１は、ディスプレイ媒体の一部に装着されても良いし、全面にわたって装着されても良い。
ペン型センサー等の入力端末は、非可視光線照射部を具備し、光学フィルム１上の特定のパターン３に照射し、反射した非可視光線をセンサーにより受信し、入力情報、例えば位置情報、として読み取る。その入力情報は、入力端末と無線又は有線により接続された情報処理装置に送信され、例えば、手書き入力時の軌跡をディスプレイ媒体画面上に表示することができる。このように表示すれば直感的な入力が可能であるため好ましいが、本発明は手書き入力に限定されず、入力方法は何でも良い。
ここで手書き又はその他の方法で入力された入力情報を扱う情報処理装置としては、入力端末で読み取った連続的な撮像データから位置情報（座標に相当する）を算出し、それを時間情報と組み合わせ、情報処理装置で扱える入力軌跡データとして提供する機能を有するものであれば特に限定されず、プロセッサ、メモリ、通信インタフェース及びバッテリ等の部材を具備していれば良い。例えば、携帯電話、ＰＤＡ等の各種携帯端末や、パーソナルコンピュータ、テレビ電話、相互通信機能を備えたテレビジョン、インターネット端末等が挙げられる。ディスプレイ媒体がスクリ−ンの場合は、プロジェクター等で画像に変換され投影される。
上述の非可視光線としては、赤外線又は紫外線が好ましい。
【００３５】
このように、本発明の光学フィルム１は、非可視光線を広い範囲に拡散反射し得るばかりでなく、既存のディスプレイ媒体にそのまま装着することができ、ディスプレイ媒体に組み込むタイプの静電式、感圧式等の位置入力装置よりもその製作を簡単にすることができ、軽量化、コスト低減、及び大型化も容易に可能となる。また、印刷された位置情報を提供可能なパターン３が薄くなったり、傷が付いたりするなどして、位置情報提供の機能が低減した場合であっても、光学フィルム１のみを交換すれば良いので、使用者にとって扱いやすいものとなる。
【００３６】
本発明の光学フィルム１は、ディスプレイ媒体の前面に対向して着脱可能に装着するようにすることもできる。尚、ここで、「前面に対向して装着される」とは、例えば、光学フィルム１がディスプレイ媒体の表面に直接接触して配置される場合や、接着剤層を介して接着される場合、更には空隙を介して非接触の状態でディスプレイ媒体の前方に配置される場合を含む概念である。このようにすれば、一つの媒体のみならず、別の媒体にも装着することができるようになる。また、ディスプレイ媒体側には装着のための加工を施さないようにして光学フィルム１を装着することができるようにするために、光学フィルム１自体が、ディスプレイ媒体に対する装着手段を備えていると好ましい。なお、この装着手段とは、光学フィルム１と一体に設けられたものであっても、別体に設けられたものであっても良い。
このような装着手段として、例えばバックル状のものをディスプレイ媒体のコーナ部に引っ掛けるようなものや、ディスプレイ媒体の端部を挟み込むようなもの等が挙げられるが、簡単で好適な具体的態様としては、ディスプレイ媒体の前面に対向して装着するような場合において、ディスプレイ媒体に接触する接触面側に設けられ、ディスプレイ媒体に貼り付けるための接着性を有する貼着具が挙げられる。また、貼着具としては、光学フィルム１に一体的に取り付けられた接着性を有するものや、接触面に直接塗装された接着剤等をも含むものが挙げられる。尚、接着性の中でも、特に、化学反応、或いは放射線照射、加熱等のエネルギー供給によること無く、加圧のみで接着可能であり、接着後に再剥離が可能な接着性の形態のことを特に粘着性と呼称する。又、接着剤の中で、特に、その接着性が粘着性である形態を粘着剤と呼称する。
【００３７】
本発明の光学フィルム１は、その製造の利便性を向上するために、光学フィルム１を、切り離し可能なものとすると好ましい。具体的には、鋏等の切断具若しくは専用の切断具等で切り離せるようなものや、ミシン目、ハーフカット（厚み方向に全厚みに満たない深さの切目を刻切すること。包装材料の分野で多用される手段。）等を入れることにより手で切り離すことができるようなもの等が挙げられる。このようなものであれば、使用者側で、各使用者所有のディスプレイ媒体の大きさに対応して切断することができるようになるため、製造者側は、数種の所定のサイズに設定したシートを製造すれば良いからである。更に、汎用の媒体の規格サイズにミシン目を入れるようにしても良い。
また、このような使い方が可能であれば、位置情報を提供するパターンが印刷された一のシートを分割し、それぞれのシートが異なる座標範囲を示すようにすることが可能になる。このようなシートを用いる場合、例えば隣接したディスプレイ媒体に対して連続した座標を示すシートを適用すれば、入力データに連続性を与えることが出来る。また、１つの入力装置に対し異なる座標範囲の光学フィルム１を複数切り替えて使用することで、それぞれの光学フィルム１に対し異なる意味を付与することが出来る。
【実施例】
【００３８】
次に、実施例を用いて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
実施例
下記の成分を均一に混練分散して、白色インキを調製した。
・ポリウレタン系樹脂（荒川化学工業（株）製、商品名「ユリアーノ２４６６」）：４０．０質量部
・硝化綿：２．０質量部
・硬化剤（三井化学ポリウレタン（株）製、商品名「タケネートＤ−１１０Ｎ」）：４．０質量部
・イソプロピルアルコール ５．０質量部
・メチルエチルケトン ６．０質量部
・酢酸エチル ４．０質量部
・酸化チタン ３９．０質量部（シリカで表面処理されたもの、平均粒径：０．３μｍ）
次に、厚さ１００μｍのポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ、ザ・インクテック（株）製：ＨＤＩ系アダプトタイプ）基材上に膜厚１μｍのアクリル樹脂から成るプライマー層を積層した。このアクリル樹脂は、ペンタエリスリトールトリアクリレート（ＰＥＴＡ、日本化薬株式会社製、商品名「ＫＡＹＡＲＡＤ ＰＥＴ−３０」）１００重量部とレベリング剤（（ビックケミー社製、商標名「ＢＹＫ３６１」）０．０３重量部、光重合開始剤（１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、チバスペシャリティケミカルズ株式会社製、商標名「イルガキュア１８４」）４重量部を添加混合し、さらにメチルエチルケトンを樹脂分が５０質量％になるように添加適合してプライマー組成物溶液を調製し、ＰＥＴ基材上に塗工した後、光硬化したものである。
このプライマー層上に、上記の白色インキをグラビア印刷法にて図２に示すようなドット形状（円盤状で直径が約１００μｍ）にパターン印刷した。
この光学フィルムを用いて、赤外線を反射してその反射光を画像として検知するペン型センサーで読み取ったところ、７０°程度まで読み取り可能であった。
【００３９】
比較例
厚さ１００μｍのポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ、ザ・インクテック（株）製：ＨＤＩ系アダプトタイプ）基材上に、溶媒に溶かしたポリイミド（ＪＳＲ株式会社製、オプトマー、商品名「ＡＬ１２５４」）をスピンコーターによりスピンコーティングし、乾燥後、２００℃で成膜し（膜厚０．１μｍ）、ラビングして配向膜を形成した。
次に、両末端に重合可能なアクリレート構造（アクリレート基）、中央部にメソゲン構造、前記アクリレートとの間にスペーサーを有し、ネマチック−アイソトロピック転移温度が１１０℃付近であるモノマー（下記化学式（１）で示される分子構造を有するもの）１００質量部と、両末端に重合可能なアクリレート基を有するカイラル剤（下記化学式（２）で示される分子構造を有するもの）３質量部と、４質量部の光重合開始剤ジフェニル−（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フォスフィンオキサイド（ＢＡＳＦ社製、商標名「ルシリンＴＰＯ」）とをメチルイソブチルケトンに溶解させた溶液を調製し、パターン形成インキとした。このパターン形成インキを用いて上記配向膜上に実施例１と同様なドット形状にパターン形成した。
この光学フィルムを用いて、赤外線を反射してその反射光を画像として検知するペン型センサーで読み取ったところ、読取角度は０°であった。
【００４０】
【化１】
【００４１】
【化２】
［Ｘは２〜５（整数）である。］
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上詳細に説明したように、本発明の光学フィルムは、媒体の画面に直接手書きするタイプに限られず、種々の方法のデータ入力システムに適用できる、座標検知手段を提供する部材であって、非可視光線を広い角度範囲に拡散反射出来るので、実用性能が高く、スクリーン等の大型デスプレイ、携帯電話、ＰＤＡ等の各種携帯端末や、パーソナルコンピュータ、テレビ電話、相互通信機能を備えたテレビジョン、インターネット端末等の種々の情報処理装置の位置情報入力手段として用いることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の光学フィルムの一実施態様を示す断面模式図である。
【図２】本発明の光学フィルムにおいてドットパターンが不規則に配列した例を示す要部拡大平面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１： 光学フィルム
２： 基材
３： パターン
４： プライマー層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の上に酸化チタンを含む白色顔料組成物をパターン印刷してなる光学フィルム。
【請求項２】
前記酸化チタンが、金属酸化物で表面処理されてなる請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項３】
前記酸化チタンの平均粒径が、０．１〜０．５μｍである請求項１又は２に記載の光学フィルム。
【請求項４】
前記パターンがドット形状である請求項１〜３のいずれかに記載の光学フィルム。
【請求項１】
基材の上に酸化チタンを含む白色顔料組成物をパターン印刷してなる光学フィルム。
【請求項２】
前記酸化チタンが、金属酸化物で表面処理されてなる請求項１に記載の光学フィルム。
【請求項３】
前記酸化チタンの平均粒径が、０．１〜０．５μｍである請求項１又は２に記載の光学フィルム。
【請求項４】
前記パターンがドット形状である請求項１〜３のいずれかに記載の光学フィルム。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００９−１４８８４（Ｐ２００９−１４８８４Ａ）
【公開日】平成２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７４８１５（Ｐ２００７−１７４８１５）
【出願日】平成１９年７月３日（２００７．７．３）
【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２１年１月２２日（２００９．１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月３日（２００７．７．３）
【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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