JP4973248B2 - 反射パターン印刷透明シート - Google Patents

Description

本発明は、媒体の画面に入力するデータ入力システムに適用でき、軽量で、価格が安く、大面積化が容易で、量産可能な座標（位置情報）検知手段を提供する部材であって、特に、強い反射光が得られる反射パターン印刷透明シートに関するものである。

近年、手書きした文字、絵などを、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おり、特に、スキャナー等の読取装置を経由せず、手書き情報をリアルタイムでコンピューター等へ入力する方式への需要が高まっている。
それに対応して例えば、入力用電子ペン及び、入力軌跡の位置を示すための位置情報として、非可視光線を反射するパターンが印刷されたものを組み合わせることが考えられる。
例えば、特許文献１には、ディスプレイ装置の前面若しくは前方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み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かった。
ところで、特許文献３及び４には、コレステリック液晶層を用いたＬＣＤのカラーフィルタ又はカイラルスメクチックＣ液晶層に回折パターンを転写した液晶性フィルムから成る回折格子、円偏光板、光学フィルタ等が開示されている。
しかしながら、これら文献開示の技術においては、係る液晶層を座標検知用の点状パターンに利用することについての示唆も無く、又これらの液晶層は薄く、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等で読み取ることを想定した場合、強い反射光を得ることは困難であった。
そこで、赤外線又は紫外線反射光強度の高い反射パターン印刷透明シートが求められている。

特開２００３−２５６１３７号公報 特開２００１−２４３００６号公報 国際出願公開ＷＯ９９／０３４２４２パンフレット 特開２００６−１５４８６５号公報

本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、高い非可視光線反射光強度が得られ、且つ可視光線領域の透明性の高い反射パターン印刷透明シートを提供することを目的とする。

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、透明基板の表面に非可視光線反射性の透明パターンが印刷されてなり、画像表示可能な媒体に装着される透明シートの透明パターンの厚みを厚くすることにより前記の目的を達成することを見出し、本発明を完成したものである。
すなわち、本発明は、透明基板の表面に非可視光線反射性の透明パターンが印刷されてなり、画像表示可能な媒体の前面に対向して装着される透明シートであって、前記透明パターンを形成するインキが非可視光線反射材料を含み、前記非可視光線反射材料が、非可視光線領域の波長に対して波長選択反射性を有する材料であり、かつ該透明パターンの厚みが６〜２０μｍであることを特徴とする反射パターン印刷透明シートを提供するものである。

本発明によれば、高い非可視光線反射光強度が得られ、且つ可視光線領域の透明性の高い反射パターン印刷透明シートを提供することができる。

以下、本発明を、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の反射パターン印刷透明シートを用いるシステム全体の概略図である。図２は、本発明の反射パターン印刷透明シートにおいてドットパターンが座標に対応した特定の規則性でに配列した例を示す要部拡大平面図である。また、図３は、本発明の反射パターン印刷透明シートの一実施態様を示す断面図であり、図４は、本発明の反射パターン印刷透明シートの別の一実施態様を示す断面図である。
本発明の反射パターン印刷透明シート１（以下単に透明シート１とも呼称する）は、図１〜２に示すように、透明基板２の表面に非可視光線反射性の透明パターン３が印刷されてなり、媒体５上、例えば画像表示可能なディスプレイ装置の前面に対向して装着される透明シート１であって、透明パターン３を構成するインキが非可視光線反射材料を含み、前記非可視光線反射材料が、非可視光線領域の波長に対して波長選択反射性を有する材料であり、かつ該透明パターン３の厚みが６〜２０μｍであることを特徴とするものである。ここで、媒体５は画像表示可能な装置又は手段であれば何でも良くディスプレイ装置でなくても良い。
透明パターン３の厚みが６μｍ以上あれば反射強度が大きくなり、一方、２０μｍを超えると液晶の配向性の乱れや透明性の低下、乾燥負荷増大を招くこととなる。この観点から、好ましくは８〜２０μｍ程度である。
なお、本発明の非可視光線としては、赤外線又は紫外線が好ましく、近赤外線又は近紫外線が更に好ましい。

本発明で用いる非可視光線反射性の透明パターン３（以下単に透明パターン３とも呼称する）の厚みを６〜２０μｍと厚くするためには、種々の方法がある。
例えば、図３に示すように、透明基板２が基材２１とプライマー層２２とからなり、プライマー層２２の表面に透明パターン３が印刷される場合において、透明パターン３を形成する液体状態のインキとプライマー層２２との接触角を高くすることが挙げられる。
また、前記インキの粘度や固形分量を高くしたり、比較的低い沸点の溶剤を選択したり、個々の透明パターン３の面積を大きくして、前記インキがより盛り上がるようにしても良い。
特に、プライマー層２２を構成するプライマー組成物に撥液性レベリング剤を配合することによりプライマー層２２が前記インキを撥（はじ）き、それにより透明パターン３が盛り上がり、印刷された厚みが厚くなることが好ましい。

本発明で用いる透明パターン３は、入射光に対して左円偏光成分及び右円偏光成分の一方を反射することが好ましい（係る性質を円偏光選択反射性と呼称する）。そして、透明パターン３を形成するインキの成分は非可視光線を反射すると共に可視光線は透過することが好ましい（係る性質を円偏光選択反射性と呼称する）。更に、透明パターン３が、非可視光線の照射及び検知が可能な入力端末により非可視光線の反射パターンを読み取って、透明シート上における入力端末の位置情報を提供可能であることが好ましい。
また、形成された透明パターン３の透明基板２に直交する面で切断した断面を走査型電子顕微鏡で観察した場合に、透明パターン３が一定の繰返し周期からなる多層構造を含むよう形成されていることが好ましい。前記多層構造は、固定化されたコレステリック構造を有する液晶材料により形成されていることが更に好ましい。
ここで、左旋性又は右旋性のコレステリック（カイラルネマチック）構造を有する液晶は、各液晶分子の軸は多層構造の各層面内に存在すると共に、該層面内において特定の方向に一様に配向する。且つ、該液晶分子軸の配向方向は層厚み方向の関数として順次変化し、該コレステリック構造の厚み方向に向かって進むに従って順次回転する結果、回転軸が該多層膜の厚み方向を向き、該多層膜の層面内において特定の方向に向かって回転する一定周期のらせん構造（コレステリック構造）を有する。コレステリック構造の特徴として、該らせんの回転方向と電場の回転方向が一致する円偏光成分のみ反射する円偏光選択反射性を示し、且つ該らせんピッチに対応した波長の円偏光を反射すると言う波長選択反射性がある。その為、本発明の用途に好適である。選択反射波長λ（ｎｍ）は、一般に次式で与えられる。向きに対応し、かつらせんピッチに対応した波長の円偏光を反射すると言う性質がある（選択反射）。選択反射波長λ（ｎｍ）は、一般に次式で与えられる。
λ＝ｐ・ｎ・ｃｏｓθ
ｐ：コレステリック液晶のらせんピッチ（ｎｍ）
ｎ:液晶の平均屈折率
θ：光の入射角（面の法線からの角度）
コレステリック構造の１ピッチとは、細長い液晶分子の軸方向が、層厚み方向（らせん軸のこと、液晶分子軸とは別）に進むに従って、らせんを描いて３６０°回転するに要するらせん軸軸方向の長さであるが、実際に断面を観察すると、液晶分子軸が１８０°回転するごとに液晶分子軸は該層面内における配向方向が同方向となる為、層厚み方向に繰り返しの層構造が見える（図５参照）。したがって、断面を観察したときに見える見掛けの層間ピッチは、液晶のらせんピッチの１／２である。それゆえ、断面観察したときに見える見掛けの層間ピッチが２５０ｎｍであれば、液晶のピッチは５００ｎｍとなる。
また、円偏光を入射した場合、樹脂、硝子等の通常の物質からなる透明基材については、表面で反射する光の円偏光成分は回転方向は反転する。一方、コレステリック液晶の表面においては、表面で反射する光の円偏光成分は回転方向はそのままで不変である。よって、この性質を利用すれば、円偏光フィルター等と組み合わせることにより、非可視光線反射性透明パターンからの反射光とその背景光（パターン部以外からの反射光）のＳＮ比を改善することが可能である。
なお、一般に、「液晶」は、狭義には流動性を有する状態のものを指すが、本願発明の明細書中においては、流動性を有する液晶材料を架橋、冷却等の手段により、液晶の有する光学特性、屈折率、異方性等の所望の性能を維持する状態で固化させ、非流動状態としたものも「液晶」と呼称することにする。

以下、本発明の透明シート１に好適に用いられるコレステリック構造を発現する液晶材料について説明する。なお、本発明において、非可視光線の波長は特に限定されないが、非可視光線の内、赤外線において通常好ましく用いられるのは、特に８００〜２５００ｎｍの近赤外領域の光であり、紫外線において通常好ましく用いられるのは、特に２００〜４００ｎｍの近紫外領域の光である。

以下では、８００〜２５００ｎｍの近赤外線及び２００〜４００ｎｍの近紫外線を中心に念頭に置いて説明する。因みに本願明細書において、可視光線とは、目視可能な波長領域であり、３８０〜７８０ｎｍである。又、透明とは該可視光線領域の透過率が高いこと、具体的には該可視光線領域に於ける透過率が５０％程度以上、より好ましくは７０％以上をいう。
本発明で用いる透明パターン３を構成する非可視光線反射材料としては、コレステリック規則性を有するコレステリック液晶相を呈する液晶材料が好ましく、架橋可能な官能基を有する重合性のネマチック液晶に架橋可能な官能基を有する重合性のカイラル剤を混合した重合性のカイラルネマチック液晶材料（重合性モノマーもしくは重合性オリゴマー）、又は高分子コレステリック液晶材料を好適に使用することができる。該重合性のカイラルネマチック液晶材料は、紫外線、電子線等の電離放射線の照射、或いは加熱等の公知の手法により、架橋反応、等を起こさせて重合し、固化（硬化）せしめる。
本発明においては、前記重合性液晶材料の中でも、架橋性官能基を分子中に有する、架橋可能な重合性モノマー又は重合性オリゴマーを用いることが好ましく、重合性官能基としてアクリレート構造を有していると更に好ましい。
尚、前記コレステリック構造を呈する（発現する）液晶材料としては、非可視光線領域の少なくとも一部の波長において高反射率（無偏光光に対して、通常５〜５０％程度）を呈するものであれば、本来、可視光線領域の波長において必ずしも高透過性は要求しない。それは、仮に前記コレステリック構造を呈する液晶材料が完全不透明であったとしても当該液晶材料の非形成部（余白部）の面積を適度に大きく取り、其処からの透過光を利用すれば、当該透明パターン全体としては、所望の透明性を得ることは可能だからである。但し、当該液晶材料自体の可視光線透過率は高い方が好ましいことは勿論である。そして、通常、斯かるコレステリック構造を呈する液晶材料は、高反射波長域を非可視光線領域に持って行くと、可視光線領域においては、数μｍ程度の厚みで７０％程度以上の可視光線透過率を得る。一方、非可視光線領域においては無偏光光に対して、５〜５０％程度の高反射率を得ることが一般的である。また、前記重合性液晶材料がコレステリック相を呈する温度範囲については特に制限はなく、コレステリック相の状態で架橋により固定化できれば良いが、コレステリック相を呈する温度が３０〜１４０℃の範囲にある材料は、パターン印刷時の乾燥工程と、液晶の相転移を同時に行えるため好ましい。

以上のような材料であれば、液晶分子をコレステリック液晶の状態のままで光学的に固定化することができ、透明シート１としての取り扱いが容易な、常温で安定したパターンを形成することができる。
また、高いガラス転移点を有し、加熱後冷却することにより常温でガラス状態に固化することが可能な液晶ポリマー（高分子コレステリック液晶）を用いることもできる。これらの材料も同様に、液晶分子をコレステリック規則性を有した液晶の状態のままで光学的に固定化することができ、光学シートとしての取り扱いが容易な、常温で安定したパターンを形成することができるからである。

前記架橋可能な重合性モノマーとしては、特開平７−２５８６３８号公報、特表平１１−５１３０１９号公報、特表平９−５０６０８８号公報及び特表平１０−５０８８８２２号公報に開示されているような、液晶性モノマー及びカイラル化合物の混合物を用いることができる。例えば、ネマチック液晶相を呈する液晶性モノマーにカイラル剤を添加することによりカイラルネマチック液晶（コレステリック液晶）が得られる。なお、コレステリック液晶の製膜法は、特開２００１−５６８４号公報や特開２００１−１１００４５号公報にも記載されている。

本発明で用いることができるネマチック液晶分子（液晶性モノマー）としては、例えば下記式（１）〜（１１）に示す化合物が挙げられる。ここに例示した化合物はアクリレート構造を有し、紫外線照射等により重合させることが可能である。

［化合物（１１）において、Ｘ¹は２〜５(整数）である。］

また、前記架橋可能な重合性オリゴマーとしては、特開昭５７−１６５４８０号公報に開示されているようなコレステリック相を有する環式オルガノポリシロキサン化合物等を用いることができる。
更に、前記液晶ポリマーとしては、液晶を呈するメソゲン基を主鎖、側鎖、あるいは主鎖及び側鎖の両方の位置に導入した高分子、コレステリル基を側鎖に導入した高分子コレステリック液晶、特開平９−１３３８１０号公報に開示されているような液晶性高分子、特開平１１−２９３２５２号公報に開示されているような液晶性高分子等を用いることができる。

本発明で用いる透明インキに含まれるカイラル剤は、不斉炭素原子を有し、ネマチック液晶と混合することでカイラルネマチック相を形成する材料であって、重合性を有するものであれば特に制限はないが、式（１２）に例示するような、アクリレート構造を有する材料は、紫外線照射により重合可能であるため好ましい。

［Ｘは２〜５（整数）である。］

本発明における透明パターン３の非可視光線を反射する性質は、前述の通り、コレステリック構造をする液晶材料の波長選択反射性（Ｘ線回折に於けるＢｒａｇｇ反射と同様な原理）を利用したものが好ましく、その選択反射ピーク波長（Ｂｒａｇｇ反射条件を満たす波長）は、パターン内に含まれるコレステリック構造のピッチ長で決定されるが、液晶材料としてネマチック液晶とカイラル剤を用いる場合には、カイラル剤の添加量を調整することによりらせんピッチ長を制御できる。目標とする非可視光線領域の選択反射ピーク波長を得る為のカイラル剤添加量は、使用する液晶の種類やカイラル剤の種類により異なり、例えば式（１１）の液晶及び式（１２）のカイラル剤を用いる場合には、液晶１００質量部に対しカイラル剤３質量部程度の添加で赤外領域に反射ピークを持つコレステリック相が形成され、液晶１００質量部に対しカイラル剤９質量部程度の添加で紫外領域に反射ピークを持つコレステリック相が形成される。液晶材料に高分子コレステリック液晶を用いる場合は、目的とするピッチ長を有するポリマー材料を選べば良い。

本発明におけるネマチック液晶分子とカイラル剤との重合体は、例えば、重合性ネマチック液晶と重合性カイラル剤に公知の光重合開始剤等を添加し、紫外線を照射してラジカル重合させることにより得られる。
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やα−アミノケトン系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−オンが挙げられる。

また、本発明において、透明パターン３を印刷する際、重合性モノマー又は重合性オリゴマーやカイラル剤を溶媒に溶解したコーティング液を用いると好ましい。
この溶媒としては、材料に対し十分な溶解性を有する限り特に限定されず公知のものを用いれば良く、例えば、アノン（シクロヘキサノン）、シクロペンタノン、トルエン、アセトン、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）、ＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）、ＤＭＦ（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）、ＤＭＡ（Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド）、酢酸メチル、酢酸エチル、ｎ−酢酸ブチル、酢酸３−メトキシブチル等の一般的な溶媒や、それらの混合溶媒が挙げられる。

本発明の反射パターン印刷透明シート１に用いる透明基板２の基材２１としては、可視光を透過する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。所謂フィルム、シート、或いは板の形態の物が適宜用いられる。又、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２１の材料としては、ガラスやＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、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２１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、透明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２１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。

本発明に係る透明基板２の基材２１上に所望により配設されるプライマー層２２を構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、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。

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、透明基板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。

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。
また、反応性モノマー又は反応性オリゴマーの重合開始剤としては、上述のビスアシルフォスフィンオキサイド系やα−アミノケトン系の光重合開始剤等が挙げられる。

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。

本発明において、前記の如く、透明パターン３の厚み６〜２０μｍを実現する好適な手段の一つとして、プライマー層２２と液体状態の該透明パーン形成用インキとの接触角を高くする手段を選択する場合には、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無い場合には、該プライマー層２２中に撥液性レベリング剤を添加する。該プライマー層２２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、透明パターン３を形成するインキを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。固定化されたコレステリック構造を形成する液晶材料のインキをはじくためには、特に、アクリル酸共重合物系レベリング剤（例えば、ビックケミー社製、商標名「ＢＹＫ３６１」）が好ましい。添加量は、所望とする透明パターン３の厚みに応じて、適宜調整すれば良い。

プライマー層２２中には、透明パターン３に十分な厚みを付与することに加えて、広い読取角度を得る観点から、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、あるいはそれに加えて、透明パターン３表面を上に凸の曲面（例えば、半球面状のような曲面）に湾曲させたり、また、微粒子を添加して、その上に形成される液晶のコレステリック構造のＢｒａｇｇ反射面に凹凸や褶曲を形成しても良い。
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。

また、プライマー層２２中には、適宜必要に応じ、本発明における透明パターン３の赤外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色素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、色素としては、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。

プライマー層２２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２１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２２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。

本発明の反射パターン印刷透明シート１において、必ずしも必要ではないが、液晶材料を用いた場合の液晶配向の安定化等のために、透明基板２の基材２１上に配向膜２３を設けても良い（図４参照）。配向膜の材料は特に限定されず、例えば、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＨＥＣ（ヒドロキシエチルセルロース）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＳ（ポリスチレン）、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ＰＥ（ポリエステル）、ＰＶＣｉ（ ポリビニルシンナメート）、ＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）、シンナモイルを含むポリシラン、クマリン、カルコン等の公知の配向膜の材料を用いることができる。これらの材料を用いて形成した配向膜は、ラビング処理等を施しても良い。また、配向膜として延伸した樹脂シートを透明基板に接着しても良い。

また、本発明の反射パターン印刷透明シート１において、ペン型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、透明基板上に、特に、透明パターン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１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。中でも、モアレを低減するために、透明パターン３の屈折率と近い屈折率を有する材料が好ましい。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、本発明の反射パターン印刷透明シート１の背後にある媒体５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１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。

本発明の透明シート１において、透明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。
以上のようにして得られる透明パターンは、読み取り精度向上の観点から、８００ｎｍ〜９５０ｎｍ又は２００〜４００ｎｍに選択反射ピーク波長を有することが好ましい。

本発明の反射パターン印刷透明シート１において、透明パターン３は、センサーを備えた入力端末にて読み取った部分的なパターンから、シート面上における入力端末の位置情報を導き出すことができるよう設定されたものである。
そのようなパターンについては特許文献１及び２にも幾つか例示されており、例えばドットの形状を複数設定し、平面内において、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できるため入力装置の高分解能化に有利である。
本発明に係る透明パターン３は、ドットの組み合わせをパターン化したドット印刷により形成された場合において、好適に厚みを厚くすることができる。

本発明の反射パターン印刷透明シート１において、入力端末に備えられた非可視光線センサーにより反射パターンを検知するには、選択反射ピーク波長における非可視光線反射率が大きいほうが好ましい。通常は、選択反射ピーク波長において反射率５〜５０％程度であり、２０％以上であると好ましい。なお、コレステリック構造による反射は、コレステリックらせんと同じ向きの円偏光のみを反射する性質があるため、最大でも５０％程度にしか到達しない。
印刷パターンがドットパターンである場合、ドット形状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、通常は、平面視形状が、円、楕円、多角形等の形状が用いられる。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、楕円半球状や凹面状であっても良い。

本発明の反射パターン印刷透明シート１を装着する媒体５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。具体的な媒体５を例示すると、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。用途乃至仕様形態としては、後述の各種のもの（携帯電話等…）が挙げられる。手書き入力データを処理する情報処理装置に接続されたものであってもよく、独立したものであっても良い。前者は手書き入力時の軌跡を画面上に表示することができ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、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例示できる。或いは、書籍、パンフレット、カタログ、帳票、取扱説明書等が例示できる。

本発明で用いることができる入力端末６としては、図１に示すように、赤外線又は紫外線ｉを発し、前記パターンの反射光ｒを検知できるものであれば特に限定されず公知のセンサーを用いれば良く、例えば、ペン型の入力端末６が読取データ処理装置７も具備する例として、特開２００３−２５６１３７号公報に開示されている、インキや黒鉛等を備えないペン先、非可視光線照射部を備えたＣＭＯＳカメラ、プロセッサ、メモリ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ技術等を利用したワイヤレストランシーバ等の通信インタフェース、及びバッテリ等を内蔵しているもの等が挙げられる。
ペン型入力端末６の動作としては、ペン先を平面視が図２の如くのドットパターンが印刷された透明シート１の前面に接触させてなぞるように描画すると、ペン型入力端末６がペン先に加わった筆圧を検知し、ＣＭＯＳカメラが作動して、ペン先近傍の所定範囲を赤外線又は紫外線照射部から発する所定波長の赤外線又は紫外線で照射するとともに、パターンを撮像する（パターンの撮像は、例えば、１秒間に数１０から１００回程度行われる）。ペン型入力端末６が読取データ処理装置７を具備する場合には、撮像したパターンをプロセッサで解析することにより手書き時のペン先の移動に伴う入力軌跡を数値化・データ化して入力軌跡データを生成し、その入力軌跡データを情報処理装置へ送信する。
なお、プロセッサ、メモリ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ技術等を利用したワイヤレストランシーバ等の通信インタフェース、及びバッテリ等の部材は、図１に示すように、読取データ処理装置７として、ペン型入力端末６の外部にあっても良い。この場合には、ペン型入力端末６は読取データ処理装置７にコード８で接続されていても、電波、赤外線、紫外線等を用い無線で読取データを送信しても良い。
この他、入力端末６は、特開２００１−２４３００６号公報に記載された読取器のようなものであっても良い。

本発明において適用できる読取データ処理装置７は、入力端末６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。
また、読取データ処理装置７は、特開２００３−２５６１３７号公報のように入力端末６に内蔵されていても良く、また、媒体５を備える情報処理装置に内蔵されていても良い。また、読取データ処理装置７は、媒体５を備える情報処理装置に無線で位置情報を送信しても良く、コード等で接続された有線接続で送信しても良い。
媒体５に接続された情報処理装置は、読取データ処理装置７から送信されてきた軌跡情報に基づき、媒体５に表示する画像を順次更新することによって、入力端末６で手書き入力した軌跡を、紙の上にペンで書いたかのように媒体５上に実時間的に（或いは必要であれば適宜時間遅延させて）表示することが出来る。

このように、本発明の反射パターン印刷透明シート１は、高い非可視光線反射光強度が得られるばかりでなく、既存の媒体にそのまま装着することができ、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、透明シート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。
本発明の反射パターン印刷透明シート１は、液晶ディスプレイに装着すれば、液晶保護シートとしても使用可能なものとなる。

本発明の反射パターン印刷透明シート１は、媒体５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、透明シート１が媒体５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媒体５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、媒体５側には装着のための加工を施さないようにして透明シート１を装着することができるようにするために、透明シート１自体が、媒体５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、透明シート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媒体５のコーナ部に引っ掛けるようなものや、媒体５の端部を挟み込むようなものなどが挙げられるが、簡単で好適な具体的態様としては、媒体５の前面に対向して装着するような場合において、媒体５に接触する接触面側に設けられ、媒体５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、透明シート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。
本発明において、装着される側となる媒体５は、画像表示するディスプレイ装置又は手段に限らず、いかなる媒体でも良い。例えば、紙やプラスチック、ガラスなどでも良い。また、反射パターン印刷透明シート１の媒体５への装着の態様は、接着ではなく、媒体上に重ねて置く（配置する）だけでも良く、上述のように非接触の状態で配置されても良い。

本発明の反射パターン印刷透明シート１は、その製造の利便性を向上するために、透明シート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、各使用者所有の媒体５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、例えば隣接した媒体５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透明シート１を複数切り替えて使用することで、それぞれの透明シート１に対し異なる意味を付与することが出来る。

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１
末端に重合可能なアクリロイル基を持ち、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（前記化学式（９）で示される分子構造を有するもの）１００質量部と、末端に重合可能なアクリロイル基を有するカイラル剤（前記化学式（１２）で示される分子構造を有するもの）３．０質量部、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（商品名：ルシリンＴＰＯ、ＢＡＳＦ社製）４質量部とを、ＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）に溶解させた溶液を調整し、これを液晶インキとした。
一方、厚さ１２５μｍのＰＥＴ基材上に、ペンタエリスリトールトリアクリレート１００質量部とアクリル酸共重合物系レベリング剤（ビックケミー社製、商標名「ＢＹＫ３６１」）０．０３質量部、重合開始剤（商品名：ルシリンＴＰＯ、ＢＡＳＦ社製）４質量部をＭＥＫ（メチルエチルケトン）に溶解させた溶液を、バーコーターにてコーテイングし、８０℃で２分乾燥し膜厚１μｍのプライマー層を形成し透明基板とした。
その透明基板のプライマー層上にグラビア印刷法にて液晶インキをドット形状となるように塗工し、コレステリック構造を持つ様に配向させた後に、紫外線照射により液晶インキを架橋反応で硬化して反射パターン印刷透明シートを得た。得られた透明シートについて、反射率測定用矩形パターン（ベタ塗工部）の反射率を分光光度計（島津製作所株式会社製、入射角５°）で測定したところ、透明パターンの塗膜の赤外線における選択反射波長は８５０ｎｍであり、反射率は２０％であった。
また、透明パターンのドット部分の厚みを測定したところ、８μｍであり、ドット部分の透明基板に直交する面で切断した断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、図５に示すように一定の繰返し周期からなる多層構造を含むよう形成されていた。この反射パターン印刷透明シートを用いて、赤外線を反射し、その反射光を画像として検知するペン型センサーでの読み取りを評価したところ、読取不能や位置情報（座標）認識の錯誤も無く、十分な信号レベルで読み取りが出来、非常に良好であった。

実施例２
末端に重合可能なアクリロイル基を持ち、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（前記化学式（９）で示される分子構造を有するもの）１００質量部と、末端に重合可能なアクリロイル基を有するカイラル剤（前記化学式（１２）で示される分子構造を有するもの）９．０質量部、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（商品名：ルシリンＴＰＯ、ＢＡＳＦ社製）４質量部とを、シクロヘキサノンに溶解させた溶液を調整し、これを液晶インキとした。
一方、厚さ１２５μｍのＰＥＴ基材上に、ペンタエリスリトールトリアクリレート１００質量部とアクリル酸共重合物系レベリング剤（ビックケミー社製、商標名「ＢＹＫ３６１」）０．０３質量部、重合開始剤（商品名：ルシリンＴＰＯ、ＢＡＳＦ社製）４質量部をシクロヘキサノンに溶解させた溶液を、バーコーターにてコーテイングし、８０℃で２分乾燥し膜厚１μｍのプライマー層を形成し透明基板とした。
その透明基板のプライマー層上にグラビア印刷法にて液晶インキをドット形状となるように塗工し、コレステリック構造を持つ様に配向させた後に、紫外線照射により液晶インキを架橋反応で硬化して反射パターン印刷透明シートを得た。得られた透明シートについて、反射率測定用矩形パターン（ベタ塗工部）の反射率を分光光度計（島津製作所株式会社製、入射角５°）で測定したところ、透明パターンの塗膜の紫外線における選択反射波長は３００ｎｍであり、反射率は２０％であった。
また、透明パターンのドット部分の厚みを測定したところ、８μｍであり、ドット部分の透明基板に直交する面で切断した断面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、図５に示すように一定の繰返し周期からなる多層構造を含むよう形成されていた。この反射パターン印刷透明シートを用いて紫外線を反射し、その反射光を画像として検知するペン型センサーでの読み取りを評価したところ、読取不能や位置情報（座標）認識の錯誤も無く、十分な信号レベルで読み取りが出来、非常に良好であった。

比較例1
厚さ１２５μｍのＰＥＴ基材上にプライマー層なしに直接液晶を塗工した以外は、実施例１と同様に反射パターン印刷透明シートを作製した。得られた透明シートについて、実施例１と同様に反射率測定用矩形パターン（ベタ塗工部）の反射率を測定したところ、塗膜の選択反射波長は８５０ｎｍであり、反射率は５％であった。
その時のドット部分の厚みは３μｍであった。実施例１と同様にペン型センサーでの読み取りを評価したところ、実施例１と比較して赤外線反射光の強度が低く、ペン型センサーでの読み取りレベルが低かった。

比較例２
厚さ１２５μｍのＰＥＴ基材上に成膜するプライマー層にレベリング剤を添加しない以外は、実施例１と同様に赤外線反射パターン印刷透明シートを作製した。得られた透明シートについて、実施例１と同様に反射率測定用矩形パターン（ベタ塗工部）の反射率を測定したところ、塗膜の選択反射波長は８５０ｎｍであり、反射率は２％であった。
その時のドット部分の厚みは１μｍであった。実施例１と同様にペン型センサーでの読み取りを評価したところ、比較例１と比較して赤外線反射光の強度が更に低く、ペン型センサーでの読み取りレベルが更に低かった。

比較例３
厚さ１２５μｍのＰＥＴ基材上にプライマー層なしに直接液晶を塗工した以外は、実施例２と同様に反射パターン印刷透明シートを作製した。得られた透明シートについて、実施例２と同様に反射率測定用矩形パターン（ベタ塗工部）の反射率を測定したところ、塗膜の選択反射波長は３００ｎｍであり、反射率は３％であった。
その時のドット部分の厚みは３μｍであった。実施例２と同様にペン型センサーでの読み取りを評価したところ、実施例２と比較して赤外線反射光の強度が低く、ペン型センサーでの読み取りレベルが低かった。

比較例４
厚さ１２５μｍのＰＥＴ基材上に成膜するプライマー層にレベリング剤を添加しない以外は、実施例２と同様に赤外線反射パターン印刷透明シートを作製した。得られた透明シートについて、実施例２と同様に反射率測定用矩形パターン（ベタ塗工部）の反射率を測定したところ、塗膜の選択反射波長は３００ｎｍであり、反射率は１％であった。
その時のドット部分の厚みは１μｍであった。実施例２と同様にペン型センサーでの読み取りを評価したところ、比較例３と比較して赤外線反射光の強度が更に低く、ペン型センサーでの読み取りレベルが更に低かった。

以上詳細に説明したように、本発明の赤外線反射パターン印刷透明シートは、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、高い非可視光線反射光強度と高い透明度とが得られるので、実用性能が高く、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に用いることが出来る。

本発明の反射パターン印刷透明シートを用いるシステム全体の概略図である。 本発明の反射パターン印刷透明シート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。 本発明の反射パターン印刷透明シートの一実施態様を示す断面図である。 本発明の反射パターン印刷透明シートの別の一実施態様を示す断面図である。 コレステリック液晶の繰り返しの層構造を示す走査型電子顕微鏡写真である。

符号の説明

１：反射パターン印刷透明シート（透明シート）
２：透明基板
２１：基材
２２：プライマー層
２３：配向膜
３：透明パターン
５：媒体
６：入力端末（ペン型）
７：読取データ処理装置
８：コード
ｉ：赤外線又は紫外線
ｒ：反射光

Claims (11)

1. 透明基板の表面に非可視光線反射性の透明パターンが印刷されてなり、画像表示可能な媒体の前面に対向して装着される透明シートであって、前記透明パターンを形成するインキが非可視光線反射材料を含み、前記非可視光線反射材料が、非可視光線領域の波長に対して波長選択反射性を有する材料であり、該透明パターンの厚みが６〜２０μｍであり、前記透明パターンが、ドット形状であり、前記透明パターンが、非可視光線の照射及び検知が可能な入力端末により非可視光線の反射パターンを読み取って、透明シート上における入力端末の位置情報を提供可能であり、前記透明パターンの透明基板に直交する面で切断した断面を走査型電子顕微鏡で観察した場合に、前記透明パターンが一定の繰返し周期からなる多層構造を含むように形成されており、かつ前記多層構造が、固定化されたコレステリック構造を有する液晶材料により形成されていることを特徴とする反射パターン印刷透明シート。
2. 前記透明パターンが、入射光に対して左円偏光成分及び右円偏光成分の一方を反射する請求項１に記載の反射パターン印刷透明シート。
3. 前記コレステリック構造を有する液晶材料が、ネマチック液晶にカイラル剤を混合したカイラルネマチック液晶材料からなる請求項１又は２に記載の反射パターン印刷透明シート。
4. 前記ネマチック液晶及びカイラル剤がそれぞれ架橋可能な官能基を有し、これらを架橋させることによりコレステリック構造が固定化される請求項３に記載の反射パターン印刷透明シート。
5. 前記ネマチック液晶及び／又はカイラル剤が、アクリレート構造を有する化合物である請求項３又は４に記載の反射パターン印刷透明シート。
6. 前記透明基板が基材とプライマー層とからなり、前記プライマー層の表面に透明パターンが印刷されてなる請求項１〜５のいずれかに記載の反射パターン印刷透明シート。
7. 前記透明パターンが８００ｎｍ〜９５０ｎｍに選択反射ピーク波長を有する請求項１〜６のいずれかに記載の反射パターン印刷透明シート。
8. 前記透明パターンが２００ｎｍ〜４００ｎｍに選択反射ピーク波長を有する請求項１〜６のいずれかに記載の反射パターン印刷透明シート。
9. 前記媒体に装着するための装着手段を備えている請求項１〜８のいずれかに記載の反射パターン印刷透明シート。
10. 前記装着手段が、前記媒体に接触する接触面側に設けられ、前記媒体に貼り付けるための接着性を有する貼着具である請求項９記載の反射パターン印刷透明シート。
11. 切り離し可能なものである請求項１〜１０のいずれかに記載の反射パターン印刷透明シート。

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