JP2016145946A - 光学フィルム及び画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドットパターンにより入力座標を検出して各種の情報を入力する電子ペン入力システムに適用可能な光学フィルムに関して、従来に比して一段と簡易な構成により簡易に作成可能な光学フィルムを提供することを目的とする。
【解決手段】可視光域では透明であって、近赤外線を拡散反射する光学フィルム（５）であって、少なくとも一方の面が粗面Ｍである透光性フィルム材による基材１０と、前記基材１０の粗面Ｍに作製されたコレステリック液晶による近赤外線反射層９とを備え、近赤外線反射層９は、基材１０側面が、基材１０側面とは逆側面に比して粗面とされた。
【選択図】図２

Description

本発明は、ドットパターンにより入力座標を検出して各種の情報を入力する電子ペン入力システムに適用可能であって、ディスプレイ装置の画面に直接手書きする構成の電子ペン入力システムに適用可能な光学フィルムに関する。

従来、ドットパターンにより入力座標を検出して各種の情報を入力する電子ペン入力システムが提供されており、その代表的なものとしてスウェーデンのＡｎｏｔｏ社が開発したアノトペン（Ａｎｏｔｏ（登録商標） ｐｅｎ）による電子ペン入力システムが知られている。

このような電子ペン入力システムに関して、特許文献１には、可視光を透過すると共に、近赤外線又は紫外線を拡散反射するフィルム上に、近赤外線又は紫外線を吸収する層をパターン印刷することにより、ディスプレイ装置の画面に直接手書きするタイプの電子ペン入力システムに適用可能な光学フィルムが提案されている。

また特許文献２には、コレステリック液晶のらせん軸方向を各領域で異ならせることにより、適宜、白色光を反射表示することが可能な反射板の構成が開示されている。また特許文献３には、コレステリック液晶層を波型のような状態にして近赤外線反射層を作成する構成が開示されている。

ディスプレイ装置の画面に直接手書きするタイプの入力システムにあっては、今後、更に普及すると考えられる。これによりこのような入力システムに適用可能な光学フィルムにあっては、従来に比して一段と簡易な構成により簡易に作成可能であることが望まれる。

特開２００８−２０９５９８号公報 特開２００３−２１５３４２号公報 特開２００５−１０７２９６号公報

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ドットパターンにより入力座標を検出して各種の情報を入力する電子ペン入力システムに適用可能な光学フィルムに関して、従来に比して一段と簡易な構成により簡易に作成可能な光学フィルムを提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、透光性フィルム材に形成された粗面の上に、直接、コレステリック液晶による液晶層を作成するようにして、この液晶層の表面の粗さより粗面の粗さが粗くなるようにする、との着想に至り、本発明を完成するに至った。

具体的には、本発明では、以下のようなものを提供する。

（１） 可視光域では透明であって、近赤外線を拡散反射する光学フィルムであって、
少なくとも一方の面が粗面である透光性フィルム材による基材と、
前記基材の粗面に作製されたコレステリック液晶による近赤外線反射層とを備え、
前記近赤外線反射層は、
基材側面が、前記基材側面とは逆側面に比して粗面とされた光学フィルム。

（１）によれば、近赤外線を選択的に反射するコレステリック液晶の特徴を有効に利用して、画像表示パネルのパネル面に配置した場合に表示画面の表示を何ら損なうことなく、コレステリック液晶による液晶層を粗面に直接作製するだけの簡易な構成、工程により近赤外線を拡散反射し、可視光を透過する光学フィルムを提供することができる。

（２） （１）において、前記粗面は、算術平均粗さＲａが０．０１μｍ以上１μｍ以下である光学フィルム。
（２）によれば、より具体的構成により、近赤外線を拡散反射し、可視光を透過する光学フィルムを提供することができる。

（３） （１）又は（２）において、
前記近赤外線反射層の前記逆側面は、
算術平均粗さＲａが０．０５μｍ以下である光学フィルム。

（３）によれば、表面の拡散反射による鮮明性の劣化を有効に回避することができる。

（４） （１）、（２）、（３）の何れかにおいて、
さらに近赤外線を吸収するドットによるドットパターンが作製された光学フィルム。

（５） （１）、（２）、（３）の何れかにおいて、
近赤外線を吸収するドットによるドットパターンが作製されたドットパターンフィルムと積層された光学フィルム。

（４）又は（５）によれば、ドットパターンにより入力座標を検出して各種の情報を入力する電子ペン入力システムに適用可能であって、例えばディスプレイ装置の画面に直接手書きする構成の電子ペン入力システムに適用可能な光学フィルムを提供することができる。

（６） （４）又は（５）に記載の光学フィルムを画像表示パネルのパネル面に配置した画像表示装置。

（６）によれば、簡易な構成、工程による光学フィルムを使用して、ドットパターンにより入力座標を検出して各種の情報を入力する電子ペン入力システムであって、画面に直接手書きする構成の電子ペン入力システムに係る画像表示装置を提供することができる。

本発明によれば、ドットパターンにより入力座標を検出して各種の情報を入力する電子ペン入力システムに適用可能な光学フィルムに関して、画像表示パネルのパネルに面に配置した場合に表示画面の表示を何ら損なうことなく、従来に比して一段と簡易な構成により簡易に作成可能な光学フィルムを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る画像表示装置を示す図である。 図１の画像表示装置に係る光学フィルムを示す図である。 図２の光学フィルムに係る拡散反射フィルム（実施例１）の光学特性の計測結果を示す図である。 図３の計測結果における拡散反射による反射率を示す図である。 図４の計測結果を詳細に示す図である。 図２に係る拡散反射フィルムの近赤外線反射層表面の粗さ計測結果を示す図である。 図２に係る拡散反射フィルムの粗面の粗さ計測結果を示す図である。 基材の粗面化処理を省略した場合（比較例１）の光学特性を示す図である。 図８の計測結果における拡散反射による反射率を示す図である。 実施例２の拡散反射フィルムの光学特性を示す図である。 図１０の計測結果における拡散反射による反射率を示す図である。 図１１の計測結果を詳細に示す図である。 図１０に係る拡散反射フィルムの近赤外線反射層表面の粗さ計測結果を示す図である。 図１０に係る拡散反射フィルムの粗面の粗さ計測結果を示す図である。 実施例３の計測結果を示す図である。 図１４の計測結果を詳細に示す図である。 図１５の計測結果をさらに詳細に示す図である。 実施例３の拡散反射フィルムの近赤外線反射層表面の粗さ計測結果を示す図である。 実施例３の拡散反射フィルムの粗面の粗さ計測結果を示す図である。 比較例２の計測結果を詳細に示す図である。 図２０の計測結果を詳細に示す図である。 鮮明性の評価結果を示す図表である。 比較例３の拡散反射フィルムの近赤外線反射層表面の粗さ計測結果を示す図である。 比較例３の拡散反射フィルムの粗面の粗さ計測結果を示す図である。 比較例４の拡散反射フィルムの近赤外線反射層表面の粗さ計測結果を示す図である。 比較例４の拡散反射フィルムの粗面の粗さ計測結果を示す図である。 比較例５の拡散反射フィルムの近赤外線反射層表面の粗さ計測結果を示す図である。 比較例５の拡散反射フィルムの粗面の粗さ計測結果を示す図である。 比較例６の拡散反射フィルムの近赤外線反射層表面の粗さ計測結果を示す図である。 比較例６の拡散反射フィルムの粗面の粗さ計測結果を示す図である。 実施例、比較例の角度依存性を示す図である。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る画像表示装置を示す図である。この画像表示装置１は、画像表示パネル２のパネル面（視聴者側面）に、電子ペン入力システムに係る光学フィルム３が配置されて、対応する電子ペン等とにより電子ペン入力システムが構成される。

ここでこの電子ペン入力システムは、ドットパターンにより入力座標を検出して各種の情報を入力する電子ペン入力システムであり、ディスプレイ装置の画面に直接手書きする構成の電子ペン入力システムである。この実施形態において、この電子ペン入力システムは、対応する電子ペンから照明用の近赤外線を送出すると共に、この近赤外線の反射光による撮像結果を当該電子ペンで取得して処理することにより、光学フィルム３に設けられたドットパターンを検出して入力座標を検出し、これにより画像表示パネル２による表示画像の視聴を何ら損なくことなく、手書きによりデータ入力できるように構成される。なおここで近赤外線は、波長が約０．７μｍ〜２．５μｍの電磁波である。

ここで画像表示パネル２は、液晶表示パネル、有機ＥＬによる画像表示パネル等、種々の構成を広く適用することができる。また電子ペンは、近赤外線を送出してペン先が接触している部位を照明する光源、この接触している部位の撮像結果を取得する撮像手段、撮像手段で取得した撮像結果を処理して、この撮像結果で検出されるドットパターンによりペン先の入力座標を検出するデータ処理回路等が設けられる。

〔光学フィルム〕
光学フィルム３は、図２に示すように、紫外線硬化性樹脂等の透明の接着剤によりドットパターンフィルム４と、拡散反射フィルム５とを積層して作製され、拡散反射フィルム５側が画像表示パネル２のパネル面側となるようにして、感圧接着剤、紫外線硬化性樹脂による接着剤等により画像表示パネル２のパネル面に配置される。

ここでドットパターンフィルム４は、可視光域では透明であって、近赤外線を選択的に吸収するドットパターンが形成されたフィルムである。また拡散反射フィルム５は、可視光域では透明であって、近赤外線を拡散反射するフィルムである。これにより光学フィルム３は、ドットパターンフィルム４を透過した電子ペンからの照明用の近赤外線を拡散反射フィルム５により拡散反射すると共に、この拡散反射した近赤外線をドットパターンフィルム４のドットパターンにより選択的に吸収する。その結果、光学フィルム３は、拡散反射フィルム５で拡散反射した近赤外線による明るい背景に、ドットパターンフィルム４によるドットパターンを撮影できるように構成され、確実にドットパターンを検出して入力座標を検出できるように構成される。また可視光域では透明であることにより、画像表示パネル２による画像表示には、何ら障害を与えることなく、確実に入力座標を検出できるように構成される。

〔ドットパターンフィルム〕
ここでドットパターンフィルム４は、可視光域では比較的透明であって、近赤外線を選択的に吸収するドット７を、透明フィルム材による基材８に印刷して形成され、これにより画像表示パネル２による画像表示には、何ら障害を与えることなく、電子ペンからの照明用の近赤外線をこのドットパターンにより吸収するように形成される。

ここでこの基材８に係る透明フィルム材は、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルム材、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）フィルム材、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム材等、画像表示パネル２のパネル面に配置される各種光学フィルムに適用される透明フィルム材を広く適用することができる。また近赤外線吸収剤は、可視光域で比較的透明であり、効率良く近赤外線を吸収することが可能な、かつ透明フィルム材に印刷可能な各種の材料を広く適用することができ、例えば、ジインモニウム系、フタロシアニン系、シアニン系、等の化合物を利用することができる。またドット７の印刷方法は、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を適用することができる。なおドットパターンフィルム４は、必要に応じて最表面にハードコート層等の保護層が作製される。

なお転写法、印刷等により、直接、拡散反射フィルム５の表面にドットパターンを作製することにより、基材８を省略してもよい。ここで転写法とは、例えば基材の上に所望の層を形成する場合に、この層を直接当該基材上に形成するのでは無く、一旦、離型性の支持体上に剥離可能に該層を積層形成して転写体を作製した後、工程、需要等に応じて、該支持体上に形成した層を、最終的に該層を積層すべき基材（被転写基材）上に接着、積層し、その後、該支持体を剥離除去することにより、該基材上に所望の層を形成する方法である。

〔拡散反射フィルム〕
拡散反射フィルム５は、可視光域では透明であって、近赤外線を選択的に拡散反射する近赤外線反射層９を、透光性フィルム材による基材１０に作製して形成される。拡散反射フィルム５は、基材１０の近赤外線反射層９側面が粗面Ｍにより形成される。近赤外線反射層９は、コレステリック液晶による液晶層であり、基材１０の粗面Ｍに、直接、塗工液を塗工して乾燥、硬化させて作製される。

ここでコレステリック液晶による液晶層は、液晶材料がらせん構造（コレステリック構造）を有し、可視光域では透明であり、近赤外線を選択的に反射することが周知である。このような液晶材料による液晶層は、例えば特開２００３−２１５３４２号公報に開示のように、配向層の配向規制力により液晶材料を配向させるようにして、この配向層を凹凸面上に作製することにより、液晶材料のらせん構造に係る中心軸方向（らせん軸方向）を種々に異ならせて近赤外線の拡散反射を図ることができる。しかしながらこのようにして近赤外線反射層を作製する場合には、配向層の構成が必要となり、構成、工程が複雑になるばかりでなく、らせん軸方向を極端に変動させると可視光領域で白濁して見えるようになることにより見えてディスプレイ等への応用には難があることが分かった。

そこでこの実施形態において、拡散反射フィルム５は、基材１０の一方の面を粗面Ｍとし、この粗面Ｍに直接コレステリック液晶の塗工液を塗工し、乾燥、硬化させて近赤外線反射層９が作製される。ここでこのように基材１０に直接コレステリック液晶の塗工液を塗工して液晶層を作製する場合にあって、塗工面が平坦な面である場合、液晶層に係る液晶材料のらせん軸方向は、ほぼ法線方向を向いていることになる。

しかしながら塗工面が粗面Ｍである場合、近赤外線に対して拡散反射性を示すことが判った。これは液晶材料のらせん軸方向が、粗面Ｍに応じた揺らぎを生じることによるもの、及び、粗面Ｍからの反射の影響と考えられる。これにより拡散反射フィルム５では、粗面を備えた基材１０に、塗工液を塗工して液晶材料による液晶層を作製するだけの簡易な構成、工程により可視領域では透明で近赤外線を選択的に拡散反射できるように構成される。

ここで粗面Ｍは、粗さが荒すぎると、画像表示パネル２の表示画面が、にじんだように見て取られて、これにより表示画面の鮮明度が低下して画質が劣化する。これとは逆に、粗面Ｍに十分な粗さが確保されていない場合、近赤外領域での拡散反射の効率が低下することになり、この実施形態に係る電子ペン入力システムでは、撮像結果におけるドットパターンと背景とで十分な輝度比を確保できなくなり、入力座標の位置検出精度が低下することになる。

これにより粗面Ｍの粗さは、算術平均粗さＲａが０．０１μｍ以上１μｍ以下、より好ましくは０．０１μｍ以上０．５μｍ以下であることが望ましい。またこの粗さは、十点平均粗さＲｚが０．０５μｍ以上３μｍ以下、より好ましくは、０．１μｍ以上１．５μｍ以下であることが望ましい。なおこれら算術平均粗さＲａ及び十点平均粗さＲｚは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１（１９９４）による。

なおこのように塗工面を粗面とすることにより、近赤外線反射層９に係る塗工液を塗工する際の、塗工液のハジキも低減することができる。

しかしながらこのように粗面Ｍに直接、塗工液を塗工して近赤外線反射層９を作製する場合、下地である粗面Ｍの表面形状が近赤外線反射層９の表面に現れてしまう恐れもあり、このように近赤外線反射層９の表面に、粗面Ｍの表面形状が顕著に表れると、近赤外線反射層９の表面で入射光を拡散反射することになり、可視光域での透明性を確保できなくなる。より具体的に、粗面Ｍの表面形状が近赤外線反射層９の表面にあらわれると、この近赤外線反射層９の表面形状により拡散反射フィルム５のヘイズ値が増大してしまうことになる。その結果、画像表示装置１では、表示画面が白濁して見え難くなり、画像がボケて見えてしまい、著しく画質を損なうことになる。

このため近赤外線反射層９は、粗面Ｍに比して、表面の粗さが小さくなるように作成され、これにより拡散反射フィルム５においては、近赤外線反射層９の表面側より、その反対側の面が粗面とされて形成される。より具体的に、近赤外線反射層９は、その表面の算術平均粗さＲａが粗面Ｍの算術平均粗さＲａより小さく、かつ表面の算術平均粗さＲａが０．０５μｍ以下であるように、より好ましくは算術平均粗さＲａが０．０３５μｍ以下であるように作成される。なお近赤外線反射層９の表面の粗さについては、近赤外線反射層９に係る塗工条件、乾燥条件等の制御により設定することができる。

このように粗面Ｍが、コレステリック液晶層の硬化後の表面の粗さよりも粗い状態とすることにより、可視光領域では透明でありながらも近赤外領域（コレステリック液晶層の選択反射領域）では拡散反射する光学フィルムを得ることができる。

なお光学フィルム３は、この種の画像表示パネルに配置するフィルム材に要求されるヘイズ値を満足することも必要である。しかしながら拡散反射の効率を充分に確保する観点からは、粗面Ｍの粗さを充分に確保することが必要であり、その結果、光学フィルム３は、ヘイズ値が増大することになる。しかしながら実施例等について後述するように、粗面Ｍに塗工液を塗工して近赤外線反射層９を作製する場合、基材１０単体で計測した場合に比して粗面Ｍによるヘイズ値が低下することになる。これにより基材１０は、ヘイズ値が８０以下５以上により、好ましくは４０以下５以上により、より好ましくは、２０以下５以上により作製される。粗面Ｍに塗工液を塗工した後のヘイズ値は２０以下１以上となるが、画像をより鮮明にしたい場合は、１０以下０．５以上とした方がより好ましい。またこれにより拡散反射フィルム５は、可視光域（波長４００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の範囲）において、直進光及び拡散光による透過率が８０％以上に作成される。また法線に対して５度の角度で入射し、法線に対して６０度の角度で受光した際の近赤外線の反射率が０．２％以上であるように作成される。

〔基材〕
ここでこの基材１０に係る透光性フィルム材は、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルム材、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）フィルム材、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム材等、画像表示パネル２のパネル面に配置される各種光学フィルムに適用される透光性フィルム材を広く適用することができる。

基材１０に係る粗面Ｍにあっては、サンドブラストによる粗面化処理による場合、表面に粗面Ｍに対応する微細凹凸形状を作製してなる平板、ロール版等に基材を加熱押圧して粗面を作製する場合、エッチングによる場合等、種々の粗面化処理を広く適用することができる。なおエッチングによる粗面化処理は、例えばＰＥＴフィルムをアルカリ溶液によりエッチング処理する場合に代表される。また基材１０を構成する樹脂に、フィラーを混入することにより粗面Ｍを作製するようにしてもよい。

またこのような基材表面の直接の粗面化処理に代えて、粗面を備えた粗面層を設けるようにしてもよい。ここでこのような粗面層は、賦型樹脂層を使用した賦型処理により作製することができる。またこのような粗面層は、反射防止フィルムに適用される各種の反射防止層を適用することができる。より具体的に、このような粗面を備えた反射防止層としては、エンボス加工による場合、透光性の微粒子の混入により表面を粗面とする場合、塗工液中の固体成分の凝集により表面を凹凸形状とする場合（いわゆるケミカルマット面である）、微細な凹部を多数設けた板状またはロール状金型に紫外線硬化型樹脂を塗布した基材を押し付けて凹部形状を凸部形状として転写する方法（いわゆる賦形）等、各種の手法を広く適用することができる。

〔近赤外線反射層〕
近赤外線反射層９は、対応する塗工液を塗工、乾燥、硬化して作製される。ここで近赤外線反射層９は、厚みが薄い場合には、粗面Ｍに係る微細凹凸形状がその表面に現れ易くなり、その結果、画像表示パネル２の表示画面が、にじんだように見て取られて、これにより表示画面の鮮明度が低下して画質が劣化する。これとは逆に、厚みが厚すぎる場合には、拡散反射の効率が低下することになり、この実施形態に係る電子ペン入力システムでは、入力座標の位置検出精度が低下することになる。そこで近赤外線反射層９は、厚み０．５μｍ以上２０μｍ以下により、より好ましくは１μｍ以上１０μｍ以下、更に好ましくは１μｍ以上５μｍ以下により作製される。

近赤外線反射層９は、近赤外線波長域の電磁波を反射する組成物からなり、この組成物は、ネマチック規則性を有するネマチック液晶と、このネマチック液晶に対して旋回性を有するカイラル剤とを含有する。またこの組成物は、レベリング剤、重合開始剤、添加剤等を含有してもよい。

（ネマチック液晶）
ネマチック液晶は、ネマチック液晶構造を形成し得る液晶材料であれば特に限定されるものではないが、硬化後に光学的に安定した近赤外線反射層を得られる点で、分子の片末端又は両末端に重合性の官能基を有する液晶材料が好ましい。両末端に重合性の官能基を有する液晶材料は加熱時の信頼性が良好になる点で優れているが、コーティングして溶媒を蒸発させて硬化（架橋）させる前の液晶相の温度範囲を広げられる点で、片末端に重合性の官能基を有する液晶材料と両末端に重合性の官能基を有する液晶材料の混合材料とすることが量産性を考慮すると好ましい。

このような液晶材料として、例えば、下記の一般式（１）で表わされる化合物のほか、下記の式（２−ｉ）〜（２−ｘｉｉ）で表される化合物を挙げることができる。また、これらの化合物を単独で、もしくは混合して用いることができる。

X=2〜5の整数

上記一般式（１）において、Ｒ^１及びＲ^２はそれぞれ水素又はメチル基を示すが、液晶相を示す温度範囲の広さからＲ^１及びＲ^２はともに水素であることが好ましい。Ｘは水素、塩素、臭素、ヨウ素、炭素数１〜４のアルキル基、メトキシ基、シアノ基、ニトロ基のいずれであっても差し支えないが、塩素又はメチル基であることが好ましい。また、上記一般式（１）において、分子鎖両端の（メタ）アクリロイロキシ基と芳香環とのスペーサーであるアルキレン基の鎖長を示すａ及びｂは、それぞれ個別に２〜１２の範囲で任意の整数をとり得るが、４〜１０の範囲であることが好ましく、６〜９の範囲であることがさらに好ましい。ａ＝ｂ＝０である場合、安定性に乏しく、加水分解を受けやすい上に、化合物自体の結晶性が高いため、液晶相を示す温度範囲が狭い点で好ましくない。また、ａ又はｂのいずれかが１３以上である場合、アイソトロピック転移温度（ＴＩ）が低いため、液晶相を示す温度範囲が狭い点で好ましくない。

（カイラル剤）
カイラル剤は、光学活性な部位を有する低分子化合物であり、主として分子量１５００以下の化合物である。カイラル剤は主として、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料が発現する正の一軸ネマチック規則性にらせん構造を誘起させる目的で用いられる。この目的が達成される限り、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料との間で溶液状態あるいは溶融状態において相溶し、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料の液晶性を損なうことなく、これに所望のらせん構造を誘起できるものであれば、カイラル剤としての低分子化合物の種類は特に限定されない。

なお、このようにして液晶にらせん構造を誘起させるために用いられるカイラル剤は、少なくとも分子中に何らかのキラリティーを有していることが必要である。従って、ここで用いられるカイラル剤としては、例えば１つあるいは２つ以上の不斉炭素を有する化合物、キラルなアミンやキラルなスルフォキシド等のようにヘテロ原子上に不斉点がある化合物、あるいはクムレンやビナフトール等の軸不斉を持つ光学活性な部位を有する化合物が挙げられる。

しかしながら、選択されたカイラル剤の性質によっては、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料が形成するネマチック規則性の破壊、配向性の低下、あるいはカイラル剤が非重合性の場合には、液晶材料の硬化性の低下や、硬化後のフィルムの信頼性の低下を招くおそれがある。さらに、光学活性な部位を有するカイラル剤の多量な使用は、液晶材料のコストアップを招く。従って、短いらせんピッチ長のコレステリック規則性を有する選択反射層を形成する場合には、液晶材料に含有させる光学活性な部位を有するカイラル剤としては、らせん構造を誘起させる効果の大きなカイラル剤を選択することが好ましく、具体的には下記の一般式（３）、（４）、（５）、（６）、（７）又は（８）で表されるような、分子内に軸不斉を有する低分子化合物を用いることが好ましい。

上記一般式（３）又は（４）において、Ｒ^４は水素又はメチル基を示す。Ｙは下記に示す式（ｉ）〜（ｘｘｉｖ）の任意の一つであるが、中でも、式（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）、（ｖ）及び（ｖｉｉ）のいずれか一つであることが好ましい。また、アルキレン基の鎖長を示すｃ及びｄは、それぞれ個別に２〜１２の範囲で任意の整数をとり得るが、４〜１０の範囲であることが好ましく、６〜９の範囲であることがさらに好ましい。ｃ又はｄの値が０又は１である場合、安定性に欠け、加水分解を受けやすく、結晶性も高いため、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料との間の相溶性が低下し、濃度によっては相分離する可能性がある点で、好ましくない。一方、ｃ又はｄの値が１３以上である場合、融点（Ｔｍ）が低いため、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料との間の相溶性が低下し、濃度によっては相分離する可能性がある点で、好ましくない。

このようなカイラル剤は、特に重合性を有する必要はない。しかしながら、カイラル剤が重合性を有している場合、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料と重合され、コレステリック規則性が安定的に固定化されるので、熱安定性等の点で好ましい。特に、分子の両末端に重合性の官能基があることが、耐熱性の良好な選択反射層を得る上で好ましい。

（レベリング剤）
レベリング剤は、液晶材料のコレステリック構造の形成を促すために用いられる。レベリング剤は、近赤外線反射層において液晶材料のコレステリック配列を促進できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、シリコン系化合物、フッ素系化合物、アクリル系化合物等を挙げることができる。レベリング剤の市販品としては、ビックケミー・ジャパン社製のＢＹＫ−３６１Ｎ、ＡＧＣセイケミカル社製のＳ−２４１等を用いることができる。なお、レベリング剤は、１種類であってもよいし、２種類以上であってもよい。

レベリング剤の含有量は、液晶材料のコレステリック構造を所望の規則性で形成できる範囲内であれば特に限定されるものではないが、組成物１００質量部に対して０．０１質量部以上５．０質量部以下であることが好ましく、０．０３質量部以上１．０質量部以下であることがより好ましい。０．０１質量部未満であると、コレステリック構造を所望の規則性で得られないため、好ましくない。５．０質量部を超えると、コレステリック構造が所望の規則性で得られないために、好ましくない。

（重合開始剤）
重合開始剤は、カイラル剤及びレベリング剤の作用によりコレステリック構造を形成した液晶材料を、当該コレステリック構造を維持したまま架橋し、コレステリック構造が乱されにくくするために用いられる。重合開始剤は、液晶材料の重合反応を促進できるものであれば特に限定されるものではなく、照射するエネルギーの種類に応じて適宜選択すればよい。重合開始剤として、光重合開始剤及び熱重合開始剤等を挙げることができる。また重合開始剤を含有させる場合、重合開始剤の量は、所望の重合反応が生じる程度であれば特に限定されるものではなく、適宜決定すればよい。

（溶媒）
また、液晶材料、カイラル剤、レベリング剤、重合開始剤を分散させるため、通常、組成物は溶媒に分散されている。溶媒は、上記の成分を分散できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、シクロヘキサノン等を挙げることができるが、乾燥速度を向上させるためにトルエン、ＭＥＫ、ＭＩＢＫ等の溶媒を適宜混合させても良い。

〔製造工程〕
光学フィルム３は、次の工程を経て製造される。

〔ドットパターンフィルムの製造工程〕
（ドットパターン印刷工程）
この製造工程は、ロールにより提供される長尺フィルム形状による基材１０をロールより引き出して搬送しながら、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により、ドットパターンを印刷する。また必要に応じてハードコート層等の保護層を作製した後、ロールに巻き取って次工程に搬送する。

〔拡散反射フィルムの製造工程〕
（粗面作製工程）
この製造工程は、ロールにより提供される長尺フィルム形状による基材１０をロールより引き出して搬送しながら、例えばサンドブラスト処理により基材１０の一方の面を粗面化する。なお表面に粗面Ｍに対応する微細凹凸形状を作製してなる平板、ロール版等に基材を加熱押圧して粗面を作製する場合、エッチングによる場合等にあっては、サンドブラスト処理に代えて、これらの処理が施される。また粗面層を作製する場合には、上述した各種の構成に対応する材料による塗工液を塗工、乾燥、硬化する工程が、サンドブラスト処理に代えて実行される。

（液晶層作製工程（近赤外線反射層作製工程））
続いて光学フィルム３の製造工程は、近赤外線反射層９に係る塗工液を塗工した後、乾燥硬化して近赤外線反射層９を作製する。ここで塗工液の塗工には、種々の塗工方法を広く適用することができ、例えば、スロットダイコート法、ロールコート法、バーコート法、スピンコート法、ブレードコート法等を挙げることができる。

ここで塗工後の乾燥は、塗工液に含まれる溶媒を除去するために行われるが、乾燥の温度によって、分光曲線が変化する。乾燥温度が低温であれば溶媒の蒸発が十分でなくなるばかりでなく液晶配向状態が不完全な状態となる。一方、乾燥温度が高温であるとコレステリック相が等方相に移行してしまう。従って目的とする特性を確保する観点より、乾燥温度は、６５℃を超えて１２０℃未満であることが好ましく、７０℃を超えて１００℃未満であることがより好ましい。

乾燥後の硬化は、電磁波の照射により実行され、より具体的には紫外線の照射により実行され、この照射によるカイラル剤及びレベリング剤の作用によりコレステリック構造を形成した液晶材料を、当該コレステリック構造を維持したまま架橋し、コレステリック構造が乱されにくくするためである。

電磁波は、波長２００〜４５０ｎｍの波長域の光が好ましく、波長３００〜４５０ｎｍの波長域の光がより好ましい。この光を供給する光源は、特に限定されるものではなく、例えば、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、炭素アーク灯、水銀蒸気アーク、蛍光ランプ、アルゴングローランプ、ハロゲンランプ、白熱ランプ、低圧水銀灯、フラッシュＵＶランプ、ディープＵＶランプ、キセノンランプ、タングステンフィラメントランプ、太陽光等が挙げられる。これらの光源を用い、積算光量が２５ｍＪ／ｃｍ^２〜８００ｍＪ／ｃｍ^２、好ましくは２５ｍＪ／ｃｍ^２〜４００ｍＪ／ｃｍ^２、より好ましくは５０ｍＪ／ｃｍ^２〜２００ｍＪ／ｃｍ^２の範囲となるように光を照射することにより、近赤外線反射層９を硬化させることができる。積算光量が２５ｍＪ／ｃｍ^２未満であると、液晶材料の重合が不十分になり、結果として液晶材料のコレステリック構造が乱され得るため、好ましくない。８００ｍＪ／ｃｍ^２を超えると、レベリング剤が近赤外線反射層の表面に表れる可能性があるため、好ましくない。

（積層工程）
ドットパターンフィルムの製造工程で作製されたドットパターンフィルムと、拡散反射フィルムの製造工程で作製された拡散反射フィルムとを搬送しながら一方のフィルム材に紫外線硬化性樹脂の塗工液を塗工して乾燥した後、積層し、紫外線の照射により一体化する。その後、画像表示パネル２への配置に供する接着剤層を作製した後、セパレータフィルムを配置し、所望の大きさに切断して光学フィルム３を作製する。

これらにより光学フィルム３においては、単に粗面を作製した透光性フィルム材に、コレステリック液晶による液晶層を作製するだけで、近赤外線のみを選択的に拡散反射する透明の拡散反射フィルムを作製することができ、これにより従来に比して簡易な構成、工程により、ディスプレイ装置の画面に直接手書きするタイプのデータ入力システムに適用可能な光学フィルムを提供することができる。

以下に、光学フィルム３を構成する拡散反射フィルム５の実施例を詳述するものの、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。

〔拡散反射の評価〕
〔実施例１〕
［塗工液の調製］
両末端に重合可能なアクリレートを有するとともに中央部のメソゲンとアクリレートとの間にスペーサーを有する液晶材料９５．３質量部と、両側の末端に重合可能なアクリレートを有する右旋回性のカイラル剤（商品名：ＣＮＬ-７１５，ＡＤＥＫＡ社製）４．０３質量部とをシクロヘキサノン溶液５００質量部に溶解させて、近赤外線反射層の作製に供する塗工液を作製した。このとき、シクロヘキサノン溶液は、液晶性モノマー分子及びカイラル剤の合計１００質量部に対して５．０質量部の光重合開始剤（商品名：イルガキュア１８４，ＢＡＳＦ社製）と、液晶性モノマー分子及びカイラル剤の合計１００質量部に対して０．０３質量部のレベリング剤（商品名：ＢＹＫ−３６１Ｎ，固形分：３０質量％，ビックケミー・ジャパン社製）とを含んでいた。

なお塗工液の塗工に供した液晶材料は、下記の構造式により表される化合物を使用した。

またカイラル剤は、下記の構造式により表される化合物である。

［近赤外線反射層の形成］
続いて、バーコーターを用いて、粗面を有するＰＥＴフィルムによる基材（算術平均粗さＲａ０．４３μｍ、十点平均粗さＲｚ４．１μｍ、ヘイズ値７７．１、厚み５０μｍ）上に、硬化後の膜厚が４μｍとなるように上記の塗工液を塗布した。なおこの粗面はサンドブラスト処理によるものである。次いで、この塗工液に含まれるシクロヘキサノンを８０℃、２分間の条件で蒸発させて乾燥した後、紫外線照射装置「Ｈバルブ」（フュージョン社製）を用いて積算光量が５０ｍＪ／ｃｍ^２になるように紫外線を照射することで、液晶材料とカイラル剤とを３次元架橋してポリマー化し、近赤外線反射層を形成した。なお、積算光量の測定は、紫外線光量計「ＵＶ−３５１」（オーク製作所社製）を用いてＪＩＳ Ｒ１７０９法にしたがって測定した。なお近赤外線反射層の作製によりコーティング面の算術平均粗さＲａは０．０３２μｍまで低下しており、ヘイズ値も１８．３まで低下していた。なおヘイズ値は、ＩＳＯ １４７８２ （ＪＩＳ Ｋ７１３６）の規定により計測した。

＜反射率の測定＞
図３は、拡散反射フィルム５の計測結果を示す図である。符号ＬＴは全透過光（直進光及び拡散透過光）による透過率であり、符号ＬＲは、全反射光（正反射光及び拡散反射光）による反射率であり、この計測結果から拡散反射フィルム５が可視光域では透明であり、近赤外線で選択的に反射率が増大することが判る。正反射を含む拡散反射率ＬＲは、紫外可視分光光度計「Ｖ−６７０」（日本分光株式会社）に積分球ユニット「ＩＳＮ−７２３」（日本分光株式会社製）を装着して測定した。

各受光角度における反射率は、近赤外線反射層を成膜したフィルムの法線方向に対して５度の角度から光線を入射して、紫外可視近分光光度計「Ｖ−６７０」（日本分光株式会社製）に自動絶対反射率測定ユニット「ＡＲＭＮ−７３５」（日本分光株式会社製）を装着して測定した。符号ＬＲ５〜ＬＲ６０（ＬＲ５、ＬＲ１０、ＬＲ１５、ＬＲ２０、ＬＲ２５、ＬＲ３０、ＬＲ３５、ＬＲ４０、ＬＲ４５、ＬＲ５０、ＬＲ５５、ＬＲ６０）は、それぞれ反射角５度、１０度、１５度、２０度、２５度、３０度、３５度、４０度、４５度、５０度、５５度、６０度で計測された反射光の受光光量による反射率である。反射角１０度〜６０度の反射特性ＬＲ１０〜ＬＲ６０により、近赤外線における拡散反射の状況を見て取ることができる。

図４は、近赤外線反射層９の拡散反射による反射率を示す図である。この図４の計測結果は、図３の計測結果を部分的に拡大したものであり、計測に係る入射角及び反射角は、図３と同一であることにより対応する符号を付して示す。なおこの図４における符号ＬＲ５の反射率は、反射角が入射角と等しい５度であることにより、近赤外線反射層９とは逆側面の基材１０の空気との界面反射の反射光量を含むものであり、正しい拡散反射の反射率を示すものでは無い。

この図４の計測結果によれば、入射角５度に対応する反射角５度より反射角が大きくなるに従って徐々に反射率が低下していることが判り、近赤外線反射層９による拡散反射の状況を見て取ることができる。また反射角１０度〜６０度の反射特性ＬＲ１０〜ＬＲ６０により、近赤外線における拡散反射の状況をより詳細に見て取ることができる。

図５は、図４の計測結果をさらに拡大して示す図である。この図５によれば、より詳細に近赤外線反射層９による拡散反射の状況を見て取ることができる。

図６及び図７は、近赤外線反射層９及び粗面Ｍの表面粗さの計測結果を示す図である。この計測は、株式会社 小坂研究所、高精度微細形状測定機 ＳＵＲＦＣＯＲＤＥＲ ＥＴ４０００Ｌにより実行した。上述したように、粗面Ｍの算術平均粗さＲａは０．４３０μｍであるものの、近赤外線反射層９の表面の算術平均粗さＲａは０．０３２μｍであった。

〔比較例１〕
図８及び図９は、図３及び図４との対比により、何ら粗面化処理していないＰＥＴフィルム基材（算術平均粗さＲａ０．００４μｍ、十点平均粗さＲｚ０．０２５μｍ、ヘイズ値１．０、厚み５０μｍ）に、コレステリック液晶による液晶層を作製した場合の計測結果を示す図であり、図３及び図４と同一の符号により各計測結果を示す。なおこの図８及び図９の計測に称したサンプルは、粗面を作製していない点を除いて、図３〜図５の計測に供した拡散反射フィルムと同一に作製した。

図８及び図９によれば、近赤外線における選択的な反射特性を見てとることができる。なお符号ＬＲ５による反射角５度における拡散反射光の反射率の近赤外線以外での増減（脈動）は、液晶層を作製していない側の基材表面（空気との界面）からの反射光との干渉によるものと考えられる。しかしながら拡散反射成分については、殆んど検出できていないことが判る。

〔実施例２〕
図１０〜図１２は、図３〜図５との対比により、実施例２の拡散反射フィルムの計測結果を示す図である。この実施例２の拡散反射フィルムは、いわゆるケミカルマット面による粗面を備えた透光性フィルム材を基材に適用した点を除いて、実施例１の拡散反射フィルムと同一に構成される。なおこれによりこの実施例２の透光性フィルム材は、透光性フィルム材による基材の一方の面に、ケミカルマット面を構成する粗面層が積層された構成であり、基材にケミカルマット面に係る塗工液を塗工、乾燥、硬化して作製される。この透光性フィルム材は、粗面が、算術平均粗さＲａ０．２７３μｍ、十点平均粗さＲｚ０．９８μｍであり、全体としてヘイズ値は１６．４、厚みは１２８μｍである。なお近赤外線反射層をコーティング後の、コーティング面の算術平均粗さＲａは０．０１１μｍまで低下しており、ヘイズ値も２．０まで低下していた。

図１３及び図１４は、図６及び図７の対比により、この実施例２に係る近赤外線反射層９及び粗面Ｍの表面粗さの計測結果を示す図である。上述したように、粗面Ｍの算術平均粗さＲａは０．２７３μｍであったものが、近赤外線反射層９の表面の算術平均粗さＲａは０．０１１μｍであった。

この図１０〜図１４の計測結果によれば、実施例１の場合と同様に、近赤外線における拡散反射を確認することができ、また可視光域での透明性を確認することができ、これによりケミカルマット面による粗面の場合でも、近赤外線を選択的に拡散反射できることが判る。

〔実施例３〕
図１５〜図１７は、図３〜図５との対比により、実施例３の拡散反射フィルムの計測結果を示す図である。この実施例３の拡散反射フィルムは、微細な凹部を多数設けたロール状金型に透明な紫外線硬化型樹脂を塗布したＰＥＴフィルムを押し付けて凹部形状を凸部形状として転写した、いわゆる賦形して粗面とした点を除いて、実施例１の拡散反射フィルムと同一に構成される。この透光性フィルム材は、粗面が、算術平均粗さＲａ０．１４５μｍ、十点平均粗さＲｚ０．７４１μｍであり、全体としてヘイズ値は７．９、厚みは１００μｍである。なお近赤外線反射層をコーティング後の、コーティング面の算術平均粗さＲａは０．０１２μｍまで低下しており、ヘイズ値も１．７まで低下していた。

図１８及び図１９は、図６及び図７の対比により、この実施例３に係る近赤外線反射層９及び粗面Ｍの表面粗さの計測結果を示す図である。上述したように、粗面Ｍの算術平均粗さＲａは０．１４５μｍであったものが、近赤外線反射層９の表面の算術平均粗さＲａは０．０１２μｍであった。

この図１５〜図１９の計測結果によれば、実施例１の場合と同様に、近赤外線における拡散反射を確認することができ、また可視光域での透明性を確認することができ、これにより賦形による粗面の場合でも、近赤外線を選択的に拡散反射できることが判る。

〔比較例２〕
図２０及び図２１は、図３及び図４との対比により、比較例２の計測結果を示す図である。この図２０及び図２１は、コピー用紙の計測結果である。この図２０及び図２１の計測結果では、可視光域から近赤外線領域まで拡散反射している状況を見て取ることができる。実施例１〜３に係る近赤外線における選択的な拡散反射の特性と比較すると、１％弱の反射率が近赤外線反射層により得られれば、紙と同程度の拡散反射率を得ることができると考えられる。

なおこれら図３〜図１７の計測結果においては、波長８５０ｎｍで急激な計測変化が発生しているものの、この変化は、波長による受光器の切替によるものであり、このことは白色のコピー用紙（図２０及び図２１）を使用して拡散反射率を計測することにより確認した。

〔鮮明性の評価〕
図２２は、実施例１〜３、比較例３〜６の鮮明性（鮮明度）の評価結果を示す図表である。ここで鮮明性は、画像表示パネルのパネル面に配置した場合に、表示画面を充分に鮮明に見て取ることができるか否かを判定したものであり、「ＯＫ」は充分に鮮明に見て取ることができる場合であり、「ＮＧ」は表示画面が白濁したり、滲んだりして、充分に鮮明に見て取ることができない場合である。

この図２２によれば、実施例１〜３においては、近赤外線反射層９表面の算術平均粗さＲａがそれぞれ０．０５μｍ以下を満足し、さらには０．０３５μｍ以下を満足し、またさらに面Ｍの表面の算術平均粗さＲａが０．０１以上１μｍ以下であり、充分に鮮明性を確保することができる。これに対して比較例３〜６は、近赤外線反射層９の粗さが上述の条件を満足しない場合であり、さらには粗面Ｍの粗さが上述の条件を満足しない場合であり、充分に鮮明性を確保できないことが判った。

なおここで比較例３は、実施例２と同一の基材、塗工液により近赤外線反射層９を作製するようにして、この塗工液の塗工膜厚を低減したものであり、図２３及び図２４に近赤外線反射層９表面の粗さ計測結果、粗面Ｍの粗さ計測結果を示す。

また比較例４、比較例５、比較例６は、実施例１の構成において、表面粗さの異なる基材を使用した例である。図２５及び図２６は、比較例４における近赤外線反射層９表面の粗さ計測結果、粗面Ｍの粗さ計測結果であり、図２７及び図２８は、比較例５における近赤外線反射層９表面の粗さ計測結果、粗面Ｍの粗さ計測結果である。図２９及び図３０は、比較例６における近赤外線反射層９表面の粗さ計測結果、粗面Ｍの粗さ計測結果である。

〔角度依存性〕
図３１は、実施例、比較例の角度依存性を示す図である。この図３１は、上述の計測結果において、反射率の最も大きな波長を検出し、この検出した波長を中心とした±５ｎｍの範囲で、受光角度毎に、複数の計測箇所による計測結果を平均値化してプロットしたものである。この図３１において、符号Ｌ１〜Ｌ３は実施例１〜実施例３の計測結果であり、符号ＬＬ１及びＬＬ２は、比較例１、比較例２の計測結果である。なお比較例２における計測中心波長は、９１０ｎｍである。

この図３１によれば、実施例１〜３の拡散反射フィルムは、両面が平滑面であるＰＥＴフィルム（比較例１：ＬＬ１）より近赤外線を広い反射角で拡散反射しており、白色コピー用紙（比較例２：ＬＬ２）に比して約半分位の拡散反射率であることが判る。

〔実施例４〕
この実施例４は、近赤外線反射層の塗工液を以下のようにして作製した点を除いて、上述の実施例１〜３と同一に拡散反射フィルムを作製した。この実施例４では、（７−１）について上述した液晶材料に代えて、（７−１）の液晶材料と（９）の液晶材料とを質量比７：３により調整し、２官能液晶と単官能液晶との混合液晶により塗工液を作製した。このように、２官能液晶と単官能液晶の混合液晶とすることにより、液晶相の温度範囲が拡大し、塗工液の取り扱いが容易となる。

またカイラル剤には、（８−１）のカイラル剤に代えて、（１０）のカイラル剤を適用した。なおこの（１０）のカイラル剤は、（８−１）のカイラル剤に比して、低コストで合成し易い等の利点を備えている。なおカイラル剤の使用量は、実施例１の使用量の約８％増しであり、反射波長がほぼ実施例１と同一になるように、調整した。

溶剤には、シクロヘキサノンに替えて、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）とＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）とを質量比６：４により混合して使用した。この混合溶剤によれば、シクロヘキサノンのみによる場合に比して、より塗工膜が乾燥し易すくなり、より大量生産に向いた塗工液とすることができる。

この実施例４によっても、上述の実施例１〜３と同様の効果を確認することができた。

〔他の実施形態〕
以上、本発明の実施に好適な具体的な構成を詳述したが、本発明は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述の実施形態の構成を種々に変更することができる。

すなわち上述の実施形態では、拡散反射フィルム及びドットパターンフィルムを積層する場合、拡散反射フィルムの近赤外線反射層にドットパターンを作製する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、拡散反射フィルムの基材側にドットパターンを作製すると共に、この拡散反射フィルムの表裏を反転させて配置するようにしてもよい。また転写法により近赤外線反射層のみドットパターンフィルムに転写するようにしてもよい。

また上述の実施例では、ネマチック液晶とカイラル剤によるコレステリック液晶を用いて光拡散層を作製する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、高分子又は中分子コレステリック液晶を用いて光拡散層を作製するようにしてもよい。

また上述の実施の形態では、本発明の光学フィルムを画像表示パネルのパネル面に配置して電子ペン入力システムを構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、印刷物等、種々の部材の表面に配置して電子ペン入力システムを構成する場合にも広く適用することができる。

１ 画像表示装置
２ 画像表示パネル
３ 光学フィルム
４ ドットパターンフィルム
５ 拡散反射フィルム
７ ドット
８ 基材
９ 近赤外線反射層
１０ 基材

Claims (6)

1. 可視光域では透明であって、近赤外線を拡散反射する光学フィルムであって、
   少なくとも一方の面が粗面である透光性フィルム材による基材と、
   前記基材の粗面に作製されたコレステリック液晶による近赤外線反射層とを備え、
   前記近赤外線反射層は、
   基材側面が、前記基材側面とは逆側面に比して粗面とされた
   光学フィルム。
2. 前記基材の粗面は、算術平均粗さＲａが０．１μｍ以上１μｍ以下である
   請求項１に記載の光学フィルム。
3. 前記近赤外線反射層の前記逆側面は、
   算術平均粗さＲａが０．０５μｍ以下である
   請求項１又は請求項２に記載の光学フィルム。
4. さらに近赤外線を吸収するドットによるドットパターンが作製された
   請求項１、請求項２又は請求項３の何れかに記載の光学フィルム。
5. 近赤外線を吸収するドットによるドットパターンが作製されたドットパターンフィルムと積層された
   請求項１、請求項２又は請求項３の何れかに記載の光学フィルム。
6. 請求項４又は請求項５に記載の光学フィルムを画像表示パネルのパネル面に配置した
   画像表示装置。

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