WO2018143456A1 - タッチパネルペン用筆記性部材の選別方法、タッチパネルシステム、タッチパネルペン用筆記性部材、タッチパネル及び表示装置 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for selecting a writable member for a touch panel pen, a touch panel system, a writable member for a touch panel pen, a touch panel, and a display device.
- a surface protective sheet may be attached to the surface of the touch panel for various purposes.
- the resistance film type touch panel which has been the mainstream, performs an operation of repeatedly hitting with a finger or a pen, and thus the surface protection sheet is required to have high scratch resistance.
- the surface protection sheet of a capacitive touch panel which is currently the mainstream, is required to have slipperiness when operated with a finger.
- the conventional resistive film type cannot detect multiple locations at the same time, so it does not move the finger on the screen, but the capacitive touch panel can detect multiple locations at the same time, and moves the finger on the screen. This is because there are many.
- the surface protective sheet for touch panel is required to have the performance of suppressing the adhesion of fingerprints when operated with a finger or facilitating wiping off the adhered fingerprints. ing.
- Patent Documents 1 and 2 have been proposed as surface protection sheets for touch panels as described above.
- the capacitive touch panel recognizes a touched place by measuring a change in capacitance, the contact object needs to have a certain conductivity. For this reason, at the beginning of the appearance of the capacitive touch panel, only operability with a finger was considered, and writing properties such as drawing characters and pictures with a touch panel pen were not considered. Also in the resistive touch panel, the operation when using the touch panel pen is mainly performed by dots, and the writing property when drawing characters and pictures is not emphasized.
- touch panel pens that can be input to capacitive touch panels and electromagnetic induction touch panels have begun to be proposed, and applications that support character input and drawing using touch panel pens have increased. The sheet is required to have a good writing feeling with a touch panel pen.
- the conventionally proposed surface protective sheets for touch panels of Patent Documents 1 and 2 do not consider any writing feeling with a touch panel pen.
- An object of the present invention is to provide a method for selecting a writable member for a touch panel pen, a touch panel system, a writable member for a touch panel pen, a touch panel, and a display device capable of obtaining a high level of writing feeling.
- the present inventors provide the following [1] to [15] touch panel pen writable member selection method, touch panel system, touch panel pen writable member, touch panel and display device. provide.
- a method for selecting a writable member for a touch panel pen wherein a material satisfying the following condition A1-1 is selected as a writable member for a touch panel pen.
- the touch panel pen is fixed in a state where it is in contact with the surface of the writable member for touch panel pens at an angle of 60 degrees, and the writable member for touch panel pens is 14 mm / second while applying a vertical load of 100 gf to the touch panel pen.
- the moving frictional force in the moving direction applied to the touch panel pen when moving a length of 40 mm one way at a speed is measured at 0.001 second intervals, and the average of the dynamic frictional force every 0.001 second is calculated.
- a vertical load of 100 gf is applied to the touch panel pen, and the touch panel pen is held against the surface of the touch panel pen writing member.
- the contact is made at an angle of 60 degrees.
- the residual friction force in the moving direction applied to the touch panel pen is measured at intervals of 0.001 seconds, and the average of the residual friction forces every 0.001 seconds is calculated.
- the average of the dynamic friction force and the average of the residual friction force indicate a relationship of “0.45 ⁇ average of residual friction force / average of dynamic friction force”.
- a touch panel system comprising a touch panel having a writable member for a touch panel pen on the surface and a touch panel pen, which satisfies the above condition A1-1.
- a writable member for a touch panel pen having a surface satisfying the above condition A1-1.
- Touch panel arranged to face.
- a display device having a touch panel on a display element, wherein the touch panel is the touch panel according to [4].
- a method for selecting a writable member for a touch panel pen wherein a material satisfying the following conditions B1-1 and B1-2 is selected as a writable member for a touch panel pen.
- a material satisfying the following conditions B1-1 and B1-2 is selected as a writable member for a touch panel pen.
- the touch panel pen is fixed in a state where it is in contact with the surface of the writable member for touch panel pens at an angle of 60 degrees, and the writable member for touch panel pens is 14 mm / second while applying a vertical load of 100 gf to the touch panel pen.
- the frictional force in the moving direction applied to the touch panel pen when moving the length of 40 mm one way at a speed is measured at 0.001 second intervals, and the dynamic frictional force is calculated every 0.001 second.
- a touch panel system comprising a touch panel having a writable member for a touch panel pen on the surface and a touch panel pen, which satisfies the above conditions B1-1 and B1-2.
- the touch panel is arranged so that the side faces the touch panel.
- a method for selecting a writable member for a touch panel pen wherein a material satisfying the following condition C1-1 is selected as a writable member for a touch panel pen.
- a material satisfying the following condition C1-1 is selected as a writable member for a touch panel pen.
- the touch panel pen is fixed in a state where it is in contact with the surface of the writable member for touch panel pens at an angle of 60 degrees, and the writable member for touch panel pens is 14 mm / second while applying a vertical load of 100 gf to the touch panel pen.
- the dynamic frictional force f [gf] in the moving direction applied to the touch panel pen when moving a length of 40 mm one way at a speed is measured at 1 msec intervals.
- a touch panel system comprising a touch panel having a writable member for a touch panel pen on the surface and a touch panel pen, the touch panel system satisfying the condition C1-1.
- a writable member for a touch panel pen having a surface satisfying the condition C1-1.
- Touch panel arranged to face.
- a display device having a touch panel on a display element, wherein the touch panel is the touch panel according to [14].
- the method for selecting a writable member for a touch panel pen according to the present invention can select a writable member that provides a high level of writing feeling without performing a writing test with a touch panel pen. Quality control can be made efficient. Moreover, the touch panel system, the writable member for a touch panel pen, the touch panel, and the display device of the present invention can impart a high level of writing feeling.
- Embodiment A, Embodiment B, and Embodiment C will be described as examples of the method for selecting a writable member for a touch panel pen, a touch panel system, a writable member for a touch panel pen, a touch panel, and a display device of the present invention.
- Embodiment A [Selection method of writable material for touch panel pen]
- the method for selecting a writable member for a touch panel pen according to Embodiment A is a method for selecting a writable member for a touch panel pen that satisfies the following condition A1-1.
- ⁇ Condition A1-1> The touch panel pen is fixed in a state where it is in contact with the surface of the writable member for touch panel pens at an angle of 60 degrees, and the writable member for touch panel pens is 14 mm / second while applying a vertical load of 100 gf to the touch panel pen.
- the moving frictional force in the moving direction applied to the touch panel pen when moving a length of 40 mm one way at a speed is measured at 0.001 second intervals, and the average of the dynamic frictional force every 0.001 second is calculated. Furthermore, after the movement of the length of the one-way 40 mm of the touch panel pen writing member is completed, a vertical load of 100 gf is applied to the touch panel pen, and the touch panel pen is held against the surface of the touch panel pen writing member. The contact is made at an angle of 60 degrees. In this state, the residual friction force in the moving direction applied to the touch panel pen is measured at intervals of 0.001 seconds, and the average of the residual friction forces every 0.001 seconds is calculated. The average of the dynamic friction force and the average of the residual friction force indicate a relationship of “0.45 ⁇ average of residual friction force / average of dynamic friction force”.
- 60 degrees means that the direction parallel to the surface of the writable member for touch panel pen is inclined at 60 degrees with respect to the surface, with the direction parallel to the surface being 0 degrees.
- FIG.1 and FIG.2 is sectional drawing which shows one Embodiment of the writable member 10 for touchscreen pens of Embodiment A.
- FIG. 1 and 2 has a resin layer 2 on one surface of a substrate 1.
- One surface of the writable member for a touch panel pen of Embodiment A may satisfy the condition A1-1, or both surfaces may satisfy the condition A1-1.
- the writable member for the touch panel pen may be referred to as “writing member”, and the surface satisfying the condition A1-1 may be referred to as “writing surface A”.
- Embodiment A The method for selecting a writable member for a touch panel pen according to Embodiment A is to select a writable member for a touch panel pen having a surface that satisfies the above condition A1-1.
- A1-1 the technical idea of the design under the condition A1-1 will be described.
- Condition A1-1 “residual friction force average (hereinafter may be referred to as“ F re ”)” indicates the load condition of the touch panel pen and the touch panel to the writable member after the movement of the writable member is completed. In the state where the contact condition is maintained, the frictional force in the moving direction applied to the touch panel pen is shown. Fre is considered to indicate the ease of stopping the pen tip when stopping writing for a moment and the critical force required when restarting the touch panel pen. That is, Fre is considered to greatly affect the writing feeling in the operation of stopping writing for a moment and the operation of restarting (hereinafter sometimes referred to as “writing feeling at restart”).
- Condition A1-1 requires that the relational expression “F re / F k ” of F re and the average of dynamic frictional force (hereinafter sometimes referred to as “F k ”) exceeds 0.45. Yes. It F re / F k is 0.45 or less means that F re is too small as compared with F k. In this case, when stopping writing, it becomes very difficult to adjust the pen driving force to near zero, the tip of the pen becomes difficult to stop or the pen feels slipping, and the position and direction as expected. It becomes difficult to change the writing direction. Therefore, when Fre / Fk is 0.45 or less, the writing feeling at the time of restart cannot be improved, and a high level writing feeling cannot be imparted.
- F re / F k is preferably 0.60 or more and 1.50 or less, and 0.65 or more and 1. More preferably, it is 40 or less, and further preferably 0.90 or more and 1.35 or less.
- the method for selecting a writable member according to Embodiment A it is preferable to select a member that satisfies the following condition A1-2.
- the writing feeling upon restart obtained by satisfying the condition A1-1 can be further improved.
- the average residual friction force is 1.0 gf or more and 25.0 gf or less.
- the average residual friction force (F re ) is more preferably 1.5 gf or more and 23.0 gf or less, and further preferably 2.0 gf or more and 20.0 gf or less.
- the method for selecting a writable member according to Embodiment A it is preferable to select a member that satisfies the following condition A1-3.
- Condition A1-3 it is possible to easily improve the writing feeling when writing continuously and to suppress wear of the pen tip.
- the average dynamic friction force is 1.0 gf or more and 32.0 gf or less.
- the average dynamic friction force (F k ) is more preferably 2.0 gf or more and 25.0 gf or less, and further preferably 2.5 gf or more and 15.0 gf or less.
- the standard deviation of dynamic friction force (hereinafter sometimes referred to as “ ⁇ F k ”) is calculated from the dynamic friction force measured every 0.001 seconds.
- ⁇ F k is more preferably 0.7 gf or more and 10.0 gf or less, and further preferably 1.0 gf or more and 5.0 gf or less.
- F k and F re are average values when 15 samples are measured once.
- F re / F k is a value obtained by measuring 15 samples once, calculating F re / F k of each sample, and averaging F re / F k of 20 samples.
- ⁇ F k is a standard deviation when F k of 60 samples are measured once.
- FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a method for measuring dynamic friction force and residual friction force.
- the touch panel pen 200 is fixed by the holder 84 in a state where the touch panel pen 200 is in contact with the writable member 10.
- a base 85 for placing a weight 83 is attached to the upper portion of the holder 84.
- a weight 83 is placed on the base 85, and a vertical load is applied to the touch panel pen by the weight.
- the writable member 10 is fixed on the movable table 82.
- the movable table 82 to which the writable member 10 is fixed is placed on the acute angle direction side (in FIG.
- F k,? F k the parameters related to the frictional force, such as F re, it is preferable to measure as follows (A) ⁇ (E). (A) 0 point correction
- the touch panel pen is fixed in a state where it is in contact with the surface of the writable member for the touch panel pen at an angle of 60 degrees, and a vertical load of 100 gf is applied to the touch panel pen. In this state (the writable member does not move), it is left to stand for 100 milliseconds, and the frictional force generated in the acute angle direction of the touch panel pen is measured at intervals of 0.001 seconds.
- the maximum value of the friction force between the measurement time of 1 msec and 100 msec is calculated from all the measurement values of the friction force (measurement values of all friction forces from the friction force of 1 msec to the friction force at the end of the measurement of the residual friction force). The subtracted value is used as the frictional force for each time, and zero correction is performed. The following (C) to (E) are calculated based on the frictional force corrected by zero point. (B) Actual measurement time Three times the standard deviation of the frictional force in the measurement time from 1 ms to 100 ms before the zero point correction is set as the “threshold value”.
- the average of the frictional force from the time when the actual measurement is started to the time when the movement of the 40 mm length of the writable member is completed is defined as the provisional average frictional force.
- the time when the first frictional force exceeding [provisional average frictional force + (maximum frictional force ⁇ 0.1)] after 30 milliseconds has elapsed from the first peak time is defined as the second peak time.
- the measurement time of the residual friction force is defined as the measurement start time after 500 msec from the completion of the movement of the 40 mm length of the writable member, and the measurement end time after 400 msec. From the residual friction force at each time, an average (F re ) of the residual friction force is calculated.
- oils and fats for example, a fingerprint component transferred from the human finger to the surface of the writable member
- the measurement of the frictional force in Embodiments A to C is preferably carried out so that oils and fats do not adhere to the surface of the writable member and the pen tip of the touch panel pen.
- Embodiments A to C when oil or fat adheres to the surface of the writable member and the pen tip of the touch panel pen, a range that does not affect the shape and physical properties of the surface of the writable member and the pen tip of the touch panel pen. It is preferable to measure the frictional force after performing the degreasing treatment in step 1.
- the touch panel pen used for the determination of the condition A1-1 and other conditions is not particularly limited, and can be appropriately selected from commercially available touch panel pens.
- the material of the pen tip of the touch panel pen does not fit into the surface irregularities of the writable member, it becomes difficult to design a writable member that satisfies the condition A1-1.
- the touch panel pen used for determination of the condition A1-1 or the like it is preferable that the pen tip has a certain flexibility.
- the nib is made of only a flexible material, the nib wears out at the biting portion of the convex part of the film, so the life is shortened or the nib is difficult to separate from the surface irregularities of the writable member.
- the tip area of the pen has at least two areas.
- the tip region of the pen has at least a region (i) that promotes deformation and a region (ii) that imparts hardness.
- the region (i) for promoting deformation and the region (ii) for imparting hardness are mixed regularly or randomly. Examples of the configuration in which the region (i) and the region (ii) are mixed include, for example, a porous configuration (the air hole becomes the region (i) that promotes deformation), and a soft material mixed in a hard material. The structure etc. which are are mentioned.
- Examples of the region (i) that promotes deformation include air holes, cavities, and soft materials.
- the Young's modulus of the soft material is preferably 1.0 GPa or less, and more preferably 0.6 GPa or less.
- Examples of the region (ii) to which hardness is imparted include materials having a Young's modulus of 1.2 GPa or more.
- the Young's modulus of the material in the region (ii) to which hardness is imparted is preferably 2.0 GPa or more, and more preferably 2.5 GPa or more.
- the Young's modulus of the material for imparting hardness (ii) is preferably 5.0 GPa or less, more preferably 4.0 GPa or less, More preferably, it is 3.5 GPa or less.
- the volume ratio of the region (i) to the region (ii) is preferably 98: 2 to 70:30, more preferably 95: 5 to 75:25, and 90:10 to 80:20 More preferably it is.
- the atmosphere during measurement of Young's modulus E is a temperature of 23 ° C. ⁇ 5 ° C. and a humidity of 40 to 65%. Before starting the measurement of Young's modulus E, the measurement sample is left in an atmosphere of 23 ° C. ⁇ 5 ° C. and humidity of 40 to 65% for 10 minutes or more.
- the tip region refers to a range within 1.5 mm from the pen tip of the touch panel pen.
- the touch panel pen used for the determination of the condition A1-1 or the like preferably has a pen tip diameter of 0.3 to 2.5 mm, more preferably 0.5 to 2.0 mm, and 0.7 More preferably, it is ⁇ 1.7 mm.
- the diameter D of the pen tip is calculated with reference to a photograph taken of the touch panel pen from the direction perpendicular to the pen axis.
- FIG. 4 shows the outline of the touch panel pen displayed as a dotted line when the touch panel pen is imaged from the side perpendicular to the pen axis. As shown in FIG.
- the diameter of the largest circle is the diameter D of the pen tip. To do.
- the circle may be overlapped by protruding the inclined surface. .
- the haze is more preferably 35.0% or more, and further preferably 45.0% or more. Further, from the viewpoint of suppressing a decrease in resolution of the display element, the haze is preferably 90.0% or less, more preferably 70.0% or less, and 67.0% or less. More preferably, it is more preferably 60.0% or less.
- the haze and the total light transmittance are average values when 15 samples are measured once each.
- the total light transmittance is more preferably 88.0% or more, and further preferably 89.0% or more. If the total light transmittance is too high, the condition A1-1 tends not to be satisfied. For this reason, the total light transmittance is preferably 92.0% or less, more preferably 91.5% or less, and even more preferably 91.0% or less.
- the touch panel pen suitable for arbitrary writable members can also be selected.
- the writable member for a touch panel of Embodiment A has a surface that satisfies the following condition A1-1.
- ⁇ Condition A1-1> The touch panel pen is fixed in a state where it is in contact with the surface of the writable member for touch panel pens at an angle of 60 degrees, and the writable member for touch panel pens is 14 mm / second while applying a vertical load of 100 gf to the touch panel pen.
- the moving frictional force in the moving direction applied to the touch panel pen when moving a length of 40 mm one way at a speed is measured at 0.001 second intervals, and the average of the dynamic frictional force every 0.001 second is calculated.
- a vertical load of 100 gf is applied to the touch panel pen, and the touch panel pen is held against the surface of the touch panel pen writing member.
- the contact is made at an angle of 60 degrees.
- the residual friction force in the moving direction applied to the touch panel pen is measured at intervals of 0.001 seconds, and the average of the residual friction forces every 0.001 seconds is calculated.
- the average of the dynamic friction force and the average of the residual friction force indicate a relationship of “0.45 ⁇ average of residual friction force / average of dynamic friction force”.
- the writable member of the embodiment A can be used even when the touch panel pen is contacted with the writing surface A at an angle other than 60 degrees (for example, any angle in the range of 30 to 75 degrees). It is preferable to satisfy A1-1 and the like.
- the condition A1-1 and the like are also preferably in the above range when the moving speed is set to a speed other than 14 mm / second (for example, any speed in the range of 0.1 to 100 mm / second).
- the writable member of Embodiment A preferably satisfies the following condition A1-2.
- the average residual friction force is 1.0 gf or more and 25.0 gf or less.
- the writable member of Embodiment A preferably satisfies the following condition A1-3.
- Condition A1-3 it is possible to easily improve the writing feeling when writing continuously and to suppress wear of the pen tip.
- the average dynamic friction force is 1.0 gf or more and 32.0 gf or less.
- the writable member of Embodiment A preferably satisfies the following condition A1-4.
- Condition A1-4 it is possible to easily improve the writing feeling when writing continuously, and to suppress wear of the pen tip.
- the standard deviation of the dynamic friction force is 0.5 gf or more and 15.0 gf or less.
- Preferred ranges of the writable member conditions A1-1 to A1-4 of the embodiment A are the same as the preferred ranges of the above-described conditions A1-1 to A1-4 of the writable member selection method for touch panel pens. .
- the tip region of the pen includes at least a region (i) that promotes deformation, and a region (ii) that imparts hardness. It is preferably used as a writable member for a touch panel pen having Specific embodiments of the region (i) for promoting deformation and the region (ii) for imparting hardness are as described above.
- the writable member of Embodiment A is preferably used as a writable member for a touch panel pen in which the diameter of the pen tip is in the above-described range.
- the writable member of Embodiment A preferably satisfies the following condition A2-1.
- the writable member of Embodiment A preferably satisfies the following condition A2-2.
- condition A2-2 The total light transmittance of JIS K7361-1: 1997 is 87.0% or more.
- Preferred ranges of the writable member conditions A2-1 and A2-2 of the embodiment A are the same as the preferred ranges of the above-described conditions A2-1 and A2-2 of the method for selecting a writable member for a touch panel pen. .
- the structure of the writable member for a touch panel pen of Embodiment A is not particularly limited as long as at least one surface satisfies the condition A1-1.
- the substrate 1 has a resin layer 2 and one surface of the resin layer 2 has a condition A1. Those satisfying -1.
- the resin layer 2 may have a multilayer structure of a first resin layer 2a and a second resin layer 2b.
- the structure of the writable member 10 for touchscreen pens of Embodiment A may be a resin layer single layer which does not have a base material, or other layers other than a base material and a resin layer are included. And the surface of the other layer may satisfy the condition A1-1. Examples of other layers include an antistatic layer and an antifouling layer.
- the writable member for the touch panel pen according to the embodiment A and the writable member for the touch panel pen according to the embodiments B and C to be described later may be in a sheet-like form or in a roll form obtained by winding a long sheet into a roll shape. There may be.
- the size of the sheet is not particularly limited, but generally the size is about 2 to 500 inches diagonally.
- the width and length of the roll are not particularly limited, but generally the width is about 500 to 3000 mm and the length is about 500 to 5000 m.
- the shape of the single wafer is not particularly limited, and may be, for example, a polygon (triangle, quadrangle, pentagon, etc.), a circle, or a random irregular shape.
- the writing surface A can be formed by “physical or chemical treatment such as embossing, sandblasting, etching”, “molding with a mold”, “coating” or the like.
- “molding with a mold” is preferable from the viewpoint of reproducibility of the surface shape
- “coating” is preferable from the viewpoint of productivity and compatibility with various products.
- the writing surface A of the writable member satisfies the following physical properties (a) to (f).
- the cut-off values when calculating Rt, ⁇ a, and ⁇ a described later are all 0.8 mm.
- the diameter of the assumed nib is preferably 0.3 to 2.5 mm, more preferably 0.5 to 2.0 mm, and still more preferably 0.7 to 1.7 mm.
- the cutoff value covering the size of the diameter is selected from the cutoff values specified in JIS.
- the maximum cross-sectional height Rt of the roughness curve of JIS B0601: 2001 on the writing surface A is 2.5 ⁇ m or more and 8.0 ⁇ m or less.
- the average inclination angle ⁇ a of the writing surface A is 2.0 degrees or more and 10.0 degrees or less.
- the area ratio of the particles on the writing surface A is 15.0% or more and 35.0% or less.
- the parts are reasonably dense.
- the writing surface A satisfies the physical properties (a) to (e)
- the balance between the dynamic friction force and the residual friction force becomes appropriate, and the condition A1-1 and the like can be easily satisfied.
- satisfying the above physical properties (a) to (e) (There are not many extremely high peaks or extremely low valleys in the unevenness of the writing surface A, there are unevenness of an appropriate size, and writing It is preferable that the convex portions of the surface A are moderately dense) from the viewpoint of suppressing glare.
- the Rt of (a) should be 8.0 ⁇ m or less
- the ⁇ a of (b) should be 10.0 degrees or less
- the ⁇ a of (c) should be 75 ⁇ m or less
- the area ratio of (d) Setting it to 15.0% or more and setting the quotient of (e) to 1000 or less are preferable in that it leads to suppression of wear of the pen tip of the touch panel pen.
- wear of the pen tip of the touch panel pen can be significantly suppressed.
- Rt in the above (a) is more preferably 2.8 ⁇ m or more and 6.0 ⁇ m or less, and further preferably 3.0 ⁇ m or more and 4.5 ⁇ m or less.
- the ⁇ a in the above (b) is more preferably 3.0 degrees or more and 8.0 degrees or less, and more preferably 4.0 degrees or more and 7.0 degrees or less.
- ⁇ a in the above (c) is more preferably 15 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, and further preferably 20 ⁇ m or more and 35 ⁇ m or less.
- the area ratio of (d) is more preferably 18.0% or more and 32.0% or less, and further preferably 20.0% or more and 30.0% or less.
- the quotient (e) is more preferably 16 or more and 200 or less, and further preferably 20 or more and 50 or less.
- the reference length is divided into 1500 to obtain 1500 points of height data, and the average inclination angle ⁇ a is calculated based on the 1500 points of height data.
- the area ratio of the particles in (d) is calculated by binarizing a gray scale image by image analysis software from a plane photograph of the writing surface A by a scanning electron microscope (SEM) and selecting a particle portion. be able to.
- the particle density of 100 ⁇ m square (number / 100 ⁇ m square) of the writing surface A from which (e) is calculated is the number of regions in which the particle portions of the binarized image are independent as described above. It can be calculated by counting.
- image analysis software for example, trade name WinRoof manufactured by Mitani Corporation is listed. “Area ratio of particles” and “100 ⁇ m square particle density of writing surface B (number / 100 ⁇ m square)” of Embodiment B can be calculated by the same method.
- the writable member of Embodiment A has a pencil hardness of 2H of JIS K5600-5-4: 1999 on the writing surface A from the viewpoint of suppressing the abrasion of the touch panel pen while improving the scratch resistance of the writing surface A. It is preferably 9H or less, more preferably 3H or more and 7H or less, and further preferably 5H or more and 6H or less.
- the resin layer is formed by coating by applying, drying and curing a resin layer-forming coating solution containing a resin component, particles and a solvent on a substrate by a known coating method such as gravure coating or bar coating. Can be formed.
- a resin layer-forming coating solution containing a resin component, particles and a solvent on a substrate by a known coating method such as gravure coating or bar coating. Can be formed.
- the average particle diameter of the particles, the content of the particles, the thickness of the resin layer, and the like are in the ranges described below.
- the resin layer is formed of two or more layers, at least one of the resin layers may contain particles, but from the viewpoint of easily satisfying the condition A1-1 and the like.
- the outermost resin layer preferably contains particles.
- the pencil hardness of the writing surface A can be improved easily by setting the outermost resin layer to contain particles and the lower resin layer to contain no particles.
- Both organic particles and inorganic particles can be used as the particles of the resin layer.
- the organic particles include particles made of polymethyl methacrylate, polyacryl-styrene copolymer, melamine resin, polycarbonate, polystyrene, polyvinyl chloride, benzoguanamine-melamine-formaldehyde condensate, silicone, fluorine resin, polyester resin, and the like.
- the inorganic particles include particles made of silica, alumina, antimony, zirconia, titania and the like. Among these particles, organic particles are preferable because they can easily suppress aggregation of the particles and easily satisfy the condition A1-1.
- grain is a spherical particle from a viewpoint of the abrasion suppression of the nib of a touch-panel pen.
- the average particle diameter of the particles in the resin layer varies depending on the thickness of the resin layer, and thus cannot be generally stated. However, from the viewpoint of easily satisfying the condition A1-1 and the like, 1.0 to 10.0 ⁇ m is preferable, and 1.5 More preferably, it is ⁇ 5.0 ⁇ m, and further preferably 1.8 to 3.5 ⁇ m.
- the average particle diameter of the aggregated particles preferably satisfies the above range.
- the average particle diameter of the particles can be calculated by the following operations (y1) to (y3).
- (Y1) A transmission observation image of the writable member is taken with an optical microscope. The magnification is preferably 500 to 2000 times.
- the particles have a wide particle size distribution (single particles with a wide particle size distribution, or mixed particles obtained by mixing two or more types of particles having different particle size distributions).
- the particle size distribution is narrow.
- the variation coefficient of the particle size distribution of the particles is preferably 25% or less, more preferably 20% or less, and further preferably 15% or less.
- the content of the particles in the resin layer is preferably 10 to 30 parts by mass and preferably 12 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component from the viewpoint of easily satisfying the condition A1-1 and the like. Is more preferably 15 to 20 parts by mass.
- the preferable range of the film thickness of the resin layer varies slightly depending on the embodiment of the resin layer.
- the thickness of the resin layer containing particles is preferably 2.0 to 8.0 ⁇ m from the viewpoint of easily satisfying the condition A1-1, the viewpoint of improving the pencil hardness of the writing surface A, and the viewpoint of curling. 2.2 to 6.0 ⁇ m is more preferable, and 2.5 to 4.0 ⁇ m is more preferable.
- the ratio of [average particle diameter of particles] / [film thickness of resin layer containing particles] is preferably 0.7 to 1.3, and 0 It is more preferably from 0.8 to 1.2, and even more preferably from 0.8 to 1.0.
- the resin layer not containing particles is preferably located closer to the substrate than the resin layer containing particles, and the thickness is 3.0 from the viewpoint of improving the pencil hardness of the writing surface A and suppressing curling. It is preferably ⁇ 15.0 ⁇ m, and more preferably 6.0 to 10.0 ⁇ m.
- the thickness of the resin layer is, for example, the thickness of the resin layer is determined by measuring 20 thicknesses from a cross-sectional image taken using a scanning transmission electron microscope (STEM). It can be calculated from the average value of the values.
- the acceleration voltage of STEM is preferably 10 kv to 30 kV, and the magnification of STEM is preferably 1000 to 7000 times.
- the resin component of the resin layer preferably contains a cured product of a thermosetting resin composition or an ionizing radiation curable resin composition.
- the ionizing radiation curable resin composition More preferably, a cured product is included, and among them, a cured product of the ultraviolet curable resin composition is more preferably included.
- the thermosetting resin composition is a composition containing at least a thermosetting resin, and is a resin composition that is cured by heating.
- the thermosetting resin include acrylic resin, urethane resin, phenol resin, urea melamine resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, and silicone resin.
- a curing agent is added to these curable resins as necessary.
- the ionizing radiation curable resin composition is a composition containing a compound having an ionizing radiation curable functional group (hereinafter also referred to as “ionizing radiation curable compound”).
- ionizing radiation curable compound examples include an ethylenically unsaturated bond group such as a (meth) acryloyl group, a vinyl group, and an allyl group, an epoxy group, and an oxetanyl group.
- a compound having an ethylenically unsaturated bond group is preferable, a compound having two or more ethylenic unsaturated bond groups is more preferable, and among them, having two or more ethylenically unsaturated bond groups, Polyfunctional (meth) acrylate compounds are more preferred.
- the polyfunctional (meth) acrylate compound any of a monomer and an oligomer can be used.
- the ionizing radiation means an electromagnetic wave or a charged particle beam having an energy quantum capable of polymerizing or cross-linking molecules, and usually ultraviolet (UV) or electron beam (EB) is used. Electromagnetic waves such as X-rays and ⁇ -rays, and charged particle beams such as ⁇ -rays and ion beams can also be used.
- bifunctional (meth) acrylate monomers include ethylene glycol di (meth) acrylate, bisphenol A tetraethoxydiacrylate, bisphenol A tetrapropoxydiacrylate, and 1,6-hexane. Examples thereof include diol diacrylate.
- Examples of the tri- or higher functional (meth) acrylate monomer include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, di Examples include pentaerythritol tetra (meth) acrylate and isocyanuric acid-modified tri (meth) acrylate.
- the (meth) acrylate-based monomer may be modified by partially modifying the molecular skeleton, and is modified with ethylene oxide, propylene oxide, caprolactone, isocyanuric acid, alkyl, cyclic alkyl, aromatic, bisphenol, or the like. Can also be used.
- examples of the polyfunctional (meth) acrylate oligomer include acrylate polymers such as urethane (meth) acrylate, epoxy (meth) acrylate, polyester (meth) acrylate, and polyether (meth) acrylate.
- Urethane (meth) acrylate is obtained by reaction of polyhydric alcohol and organic diisocyanate with hydroxy (meth) acrylate, for example.
- a preferable epoxy (meth) acrylate is a (meth) acrylate obtained by reacting (meth) acrylic acid with a tri- or higher functional aromatic epoxy resin, alicyclic epoxy resin, aliphatic epoxy resin or the like.
- (Meth) acrylates obtained by reacting the above aromatic epoxy resins, alicyclic epoxy resins, aliphatic epoxy resins and the like with polybasic acids and (meth) acrylic acid, and bifunctional or higher functional aromatic epoxy resins, It is a (meth) acrylate obtained by reacting an alicyclic epoxy resin, an aliphatic epoxy resin or the like with a phenol and (meth) acrylic acid.
- the ionizing radiation curable compounds can be used alone or in combination of two or more.
- the ionizing radiation curable compound when the ionizing radiation curable compound is an ultraviolet curable compound, the ionizing radiation curable composition preferably contains additives such as a photopolymerization initiator and a photopolymerization accelerator.
- a photopolymerization initiator include one or more selected from acetophenone, benzophenone, ⁇ -hydroxyalkylphenone, Michler's ketone, benzoin, benzylmethyl ketal, benzoylbenzoate, ⁇ -acyloxime ester, thioxanthones, and the like.
- These photopolymerization initiators preferably have a melting point of 100 ° C. or higher. By setting the melting point of the photopolymerization initiator to 100 ° C.
- the photopolymerization accelerator can reduce polymerization inhibition by air during curing and increase the curing speed.
- p-dimethylaminobenzoic acid isoamyl ester p-dimethylaminobenzoic acid ethyl ester, etc. One or more selected may be mentioned.
- a solvent is usually used in order to adjust the viscosity and to dissolve or disperse each component. Since the surface state of the resin layer after the coating and drying process varies depending on the type of solvent, it is preferable to select the solvent in consideration of the saturated vapor pressure of the solvent, the permeability of the solvent into the transparent substrate, and the like.
- the solvent is, for example, ketones (acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, etc.), ethers (dioxane, tetrahydrofuran, etc.), aliphatic hydrocarbons (hexane, etc.), alicyclic hydrocarbons.
- the solvent preferably contains 70% by mass or more of a solvent having an evaporation rate (relative evaporation rate when the evaporation rate of n-butyl acetate is 100) of 180 or more, and 80% by mass. More preferably included.
- a solvent having an evaporation rate (relative evaporation rate when the evaporation rate of n-butyl acetate is 100) of 180 or more, and 80% by mass. More preferably included.
- An example of the solvent having a relative evaporation rate of 180 or more includes toluene.
- the relative evaporation rate of toluene is 195.
- examples of the solvent having a relative evaporation rate of less than 180 include methyl isobutyl ketone (MIBK), propylene glycol monomethyl ether acetate (PMA), and isopropyl alcohol (IPA).
- MIBK methyl isobutyl ketone
- PMA propylene glycol monomethyl ether acetate
- IPA isopropyl alcohol
- a leveling agent in the resin layer forming coating solution.
- the leveling agent include a fluorine-based leveling agent, a silicone-based leveling agent, and a fluorosilicone copolymer-based leveling agent.
- the amount of leveling agent added is preferably 0.01 to 0.50% by weight, more preferably 0.10 to 0.40% by weight, and more preferably 0.20 to 0% with respect to the total solid content of the resin layer forming coating solution. More preferably, it is 30% by mass.
- the base material which has a light transmittance is preferable, A plastic film, glass, etc. are mentioned, A plastic film is suitable.
- Plastic film is polyester, triacetyl cellulose (TAC), cellulose diacetate, cellulose acetate butyrate, polyamide, polyimide, polyether sulfone, polysulfone, polypropylene, polymethylpentene, polyvinyl chloride, polyvinyl acetal, polyether ketone, It can be formed from a resin such as polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyurethane, and amorphous olefin (Cyclo-Olefin-Polymer: COP).
- a stretched polyester film particularly a biaxially stretched polyester film is preferable.
- polyester films polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate are preferable.
- the thickness of the substrate is preferably 5 to 200 ⁇ m, more preferably 10 to 150 ⁇ m.
- the touch panel of Embodiment A is a touch panel having a writable member on the surface, and the surface on the side satisfying the condition A1-1 of the writable member for touch panel pen of Embodiment A is the surface of the touch panel as the writable member. It is arranged so that it faces.
- Examples of the touch panel include a resistive touch panel, a capacitive touch panel, an in-cell touch panel, an optical touch panel, an ultrasonic touch panel, and an electromagnetic induction touch panel.
- the resistive touch panel 100 is not shown in a basic configuration in which a conductive film 30 of a pair of upper and lower transparent substrates 20 having a conductive film 30 is disposed through a spacer 40 so as to face each other. A circuit is connected.
- the writable member 10 of Embodiment A is used as the upper transparent substrate 20 so that the surface satisfying the condition A1-1 of the writable member 10 faces the surface of the touch panel 100.
- the structure used is mentioned.
- the resistive touch panel has a configuration in which the writable member of Embodiment A is bonded onto the upper transparent substrate so that the surface satisfying the condition A1-1 faces the surface,
- the writable member of Embodiment A may be placed on a transparent substrate so that the surface satisfying the condition A1-1 faces the surface and fixed with a frame or the like.
- the capacitive touch panel includes a surface type and a projection type, and a projection type is often used.
- a projected capacitive touch panel is configured by connecting a circuit to a basic configuration in which an X-axis electrode and a Y-axis electrode orthogonal to the X-axis electrode are arranged via an insulator.
- the basic configuration will be described more specifically.
- a mode in which X-axis electrodes and Y-axis electrodes are formed on separate surfaces on a single transparent substrate, and an X-axis electrode, an insulator layer, and a Y-axis electrode are formed on the transparent substrate. In this embodiment, as shown in FIG.
- an X-axis electrode 50 is formed on a transparent substrate 20
- a Y-axis electrode 60 is formed on another transparent substrate 20
- an insulator layer such as an adhesive layer
- stacks through 70, etc. are mentioned.
- stacks another transparent substrate in these basic aspects is mentioned.
- the writable member 10 of Embodiment A is used as the transparent substrate 20 on the front surface side, and the surface on the side satisfying the condition A1-1 of the writable member 10 faces the surface of the touch panel 100.
- the structure used is mentioned.
- the capacitive touch panel has a structure in which the writable member of Embodiment A is bonded onto the transparent substrate on the front side so that the surface satisfying the condition A1-1 faces the surface.
- the writable member of Embodiment A may be placed on the transparent substrate on the surface side so that the surface on the side satisfying the condition A1-1 faces the surface and fixed with a frame or the like. .
- An electromagnetic induction touch panel is a touch panel that uses a dedicated pen that generates a magnetic field.
- the electromagnetic induction touch panel has at least a sensor unit that detects electromagnetic energy generated from the pen, and further includes a transparent substrate on the sensor unit.
- the transparent substrate may have a multilayer structure.
- the writable member of Embodiment A is used as the outermost transparent substrate, and the side satisfying the condition A1-1 of the writable member is used.
- a configuration in which the surface faces the surface of the touch panel is used.
- the writable member of Embodiment A is placed on the outermost transparent substrate, and the surface satisfying the condition A1-1 faces the surface.
- the writable member of Embodiment A is placed on the outermost transparent substrate so that the surface satisfying the condition A1-1 faces the surface. It may be a fixed configuration.
- the in-cell touch panel incorporates a touch panel function such as a resistance film type, a capacitance type, and an optical type inside a liquid crystal element in which a liquid crystal is sandwiched between two glass substrates.
- a touch panel function such as a resistance film type, a capacitance type, and an optical type inside a liquid crystal element in which a liquid crystal is sandwiched between two glass substrates.
- the in-cell touch panel is used by being arranged on the surface side glass substrate so that the surface on the side satisfying the condition A1-1 of the writable member of Embodiment A faces the surface of the touch panel.
- the touch panel system of Embodiment A is a touch panel system including a touch panel having a writable member for a touch panel pen on the surface and a touch panel pen, and satisfies the following condition A1-1.
- the touch panel pen is fixed in a state where it is in contact with the surface of the writable member for touch panel pens at an angle of 60 degrees, and the writable member for touch panel pens is 14 mm / second while applying a vertical load of 100 gf to the touch panel pen.
- the moving frictional force in the moving direction applied to the touch panel pen when moving a length of 40 mm one way at a speed is measured at 0.001 second intervals, and the average of the dynamic frictional force every 0.001 second is calculated. Furthermore, after the movement of the length of the one-way 40 mm of the touch panel pen writing member is completed, a vertical load of 100 gf is applied to the touch panel pen, and the touch panel pen is held against the surface of the touch panel pen writing member. The contact is made at an angle of 60 degrees. In this state, the residual friction force in the moving direction applied to the touch panel pen is measured at intervals of 0.001 seconds, and the average of the residual friction forces every 0.001 seconds is calculated. The average of the dynamic friction force and the average of the residual friction force indicate a relationship of “0.45 ⁇ average of residual friction force / average of dynamic friction force”.
- Embodiments of the touch panel, touch panel pen writable member, and touch panel pen in the touch panel system of embodiment A include, for example, the above-described method for selecting a writable member for touch panel pen, and a writable member for touch panel pen And the thing similar to embodiment shown in the touch panel is mentioned. According to the touch panel system of the embodiment A, the writing feeling at the time of restart can be improved, and thus a high level writing feeling can be given.
- the display device with a touch panel of Embodiment A is a display device having a touch panel on a display element, and the touch panel is the touch panel of Embodiment A.
- Examples of the display element include a liquid crystal display element, an EL display element, a plasma display element, and an electronic paper element.
- the touch panel of Embodiment A is placed on these display elements.
- the display device with a touch panel of Embodiment A can improve the writing feeling at the time of restarting, and can give a high level writing feeling.
- the method for selecting a writable member for a touch panel pen according to Embodiment A can select a writable member that provides a high level of writing feeling without performing a writing test with a touch panel pen. , Quality control can be made efficient. Moreover, the touch panel system of Embodiment A, the writable member for touch panel pens, the touch panel, and the display device can impart a high level of writing feeling.
- Embodiment B> Selection method of writable material for touch panel pen
- the method for selecting a writable member for a touch panel pen according to Embodiment B is to select a writable member for a touch panel pen that satisfies the following conditions B1-1 and B1-2.
- ⁇ Condition B1-1> The touch panel pen is fixed in a state where it is in contact with the surface of the writable member for touch panel pens at an angle of 60 degrees, and the writable member for touch panel pens is 14 mm / second while applying a vertical load of 100 gf to the touch panel pen.
- the frictional force in the moving direction applied to the touch panel pen when moving the length of 40 mm one way at a speed is measured at 0.001 second intervals, and the dynamic frictional force is calculated every 0.001 second.
- the standard deviation of the dynamic friction force is calculated, the standard deviation is 2.0 gf or more and 15.0 gf or less.
- the time ratio in which the dynamic friction force is 3.0 gf or less is 15% or more and 90% or less.
- 60 degrees means that the direction parallel to the surface of the writable member for touch panel pen is inclined at 60 degrees with respect to the surface, with the direction parallel to the surface being 0 degrees.
- FIG. 1 and 2 are cross-sectional views illustrating an embodiment of the writable member 10 for a touch panel pen according to Embodiment B.
- 1 and 2 has a resin layer 2 on one surface of a substrate 1.
- one surface may satisfy the condition B1-1 and the condition B1-2, or both surfaces may satisfy the condition B1-1.
- a writable member for a touch panel pen may be referred to as a “writable member”
- a surface satisfying the conditions B1-1 and B1-2 may be referred to as a “writing surface B”.
- ⁇ Writing surface B> The method for selecting a writable member for a touch panel pen according to Embodiment B is to select a writable member for a touch panel pen having a surface that satisfies the above conditions B1-1 and B1-2.
- the technical concept of the design of the condition B1-1 and the condition B1-2 will be described.
- Condition B1-1 is a parameter relating to the dynamic friction force.
- the dynamic friction force When the dynamic friction force is small, it feels like slipping during writing, and a high level writing feeling cannot be obtained. That is, in order to obtain a high level of writing feeling, it is considered that a predetermined level of dynamic friction force is important.
- the present inventors have found that even if there is a predetermined level of dynamic friction force, if there is no change in dynamic friction force over time, humans are slipping I found that I received a sense. As a result of further study, the present inventors have found that humans feel a change in friction at surprisingly short intervals.
- FIGS. 8 and 9 are examples showing the dynamic friction force over time when writing on a paper with a pencil
- FIG. 8 is a diagram showing the dynamic friction force measured every 20 milliseconds
- FIG. 9 shows the dynamic friction force every 1 milliseconds.
- the vertical axis represents dynamic friction force
- the horizontal axis represents time (msec).
- the measurement conditions of the dynamic friction force in FIGS. 8 and 9 are a load of 100 gf and a writing speed of 14 mm / s. From the comparison between FIG. 8 and FIG. 9, it can be confirmed that the fluctuation width of the dynamic friction force varies greatly depending on the difference in measurement interval. The reason for this is thought to be the effect of the fiber pitch on the paper surface.
- the present inventors made various writable members, performed the same measurement, and compared it with sensory evaluation (writing feeling felt by humans). Surprisingly, humans have a very short interval of 1 msec. It was found that the variation in frictional force can be recognized as a writing feeling.
- Condition B1-1 requires that the frictional force at intervals of 0.001 seconds is measured under a predetermined condition, and the standard deviation ( ⁇ F k ) of the dynamic frictional force calculated from the measurement result is 2.0 gf or more and 15.0 gf or less. is doing.
- ⁇ F k is less than 2.0 gf, the change in dynamic friction force with time is small, and thus humans feel as if they slipped, and a high-level writing feeling cannot be obtained.
- ⁇ F k exceeds 15.0 gf
- the touch panel pen feels heavy, or the pen tip feels caught, and a high level writing feeling cannot be obtained.
- ⁇ F k exceeds 15.0 gf the nib of the touch panel pen tends to be heavily worn.
- ⁇ F k is preferably 2.0 gf or more and 10.0 gf or less, more preferably 2.1 gf or more and 7.0 gf or less, and 2.2 gf or more and 5.0 gf or less. Is more preferable.
- condition B1-2 By satisfying the condition B1-1, it is possible to easily obtain a writing feeling when writing on paper with a pencil. However, in order to obtain a “high level of writing feeling” that exceeds the writing feeling when writing with a pencil on paper, condition B1-1 alone is insufficient. The present inventors further examined the writing feeling. As a result, it was found that even when the condition B1-1 is satisfied, there are cases where hands are tired when writing for a long time. The inventors of the present invention found that there is a difference in the fluctuation pattern of the dynamic friction force for each time when comparing the writable member with which the hand is easily tired with the writable member with which the hand is not easily tired.
- the kinetic friction force of the writable member which is easily fatigued by the hand, repeatedly starts to increase before the kinetic friction force decreases to a value close to 0 gf. It has been found that the kinetic friction force of the writable member which is not easily fatigued repeats turning up after the kinetic friction force has dropped to a value close to 0 gf. Based on the above knowledge, the present inventors have realized that the kinetic friction force instantaneously drops to 3.0 gf or less, so that the hand does not get tired even when writing for a long time, and the writing feeling when writing with a pencil on paper. It has been found that a “high level of writing feeling” can be obtained.
- Condition B1-2 requires that the time ratio (T) in which the dynamic friction force is 3.0 gf or less is 15% or more and 90% or less in the entire measurement time of the dynamic friction force.
- T time ratio
- the time ratio at which friction is felt during writing increases, and the hand tends to get tired when writing for a long time.
- the time ratio is more than 90%, it becomes easy to feel like slipping during writing, and a high level writing feeling cannot be obtained.
- the time ratio when the dynamic friction force is 3.0 gf or less is preferably 20% or more and 85% or less, more preferably 30% or more and 80% or less, and 50% or more and 75% or less. More preferably.
- the average dynamic friction force (F k ) is more preferably 2.3 gf to 10.0 gf, and further preferably 2.5 gf to 7.5 gf.
- the maximum value (F kmax ) of the dynamic friction force is more preferably 25.0 gf or less, and further preferably 20.0 gf or less.
- the ⁇ F k , the time ratio, F k , F kmax and other parameters relating to friction are average values obtained from samples of 15 writable members.
- FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a method for measuring the frictional force.
- the touch panel pen 200 is fixed by the holder 84 in a state where the touch panel pen 200 is in contact with the writable member 10.
- a base 85 for placing a weight 83 is attached to the upper portion of the holder 84.
- a weight 83 is placed on the base 85, and a vertical load is applied to the touch panel pen by the weight.
- the writable member 10 is fixed on the movable table 82.
- the movable table 82 on which the writable member 10 is fixed in the state where the touch panel pen is fixed as described above is connected to the obtuse angle direction side of the angle formed by the writable member and the touch panel pen (see FIG. 3).
- a dynamic friction force is generated in the direction of movement of the writable member 10 in the touch panel pen 200, and the dynamic friction force for each time can be calculated.
- An apparatus capable of measurement shown in FIG. 3 is a trade name HEIDON-14DR manufactured by Shinto Kagaku Co., Ltd.
- parameters relating to the frictional force such as F k and ⁇ F k can be measured by the same method as that described in the embodiment A.
- the touch panel pen used for determination of the conditions B1-1 and B1-2 and other conditions is not particularly limited, and can be appropriately selected from commercially available touch panel pens.
- transforms with the pressure at the time of writing, and a pen
- the material of the tip area of the touch panel pen is too soft, the convex part of the writable member will sink into the pen tip, leading to wear of the pen tip, shortening the wear life, and the pen tip being a concave part of the writable member The time ratio at which the friction force is generated at the pen tip is increased and the condition B1-2 cannot be satisfied. Also, if the material of the tip area of the touch panel pen is too hard or too soft, the force applied to the pen tip during writing and the force applied to the pen tip when the pen tip leaves the surface irregularities of the writable member are greatly different, Invoke unintended writing.
- the touch panel pen is “(A) the main component of the material constituting the tip region of the touch panel pen has a predetermined hardness”, or “(B) the tip region of the touch panel pen is a region that imparts hardness ( It is preferable that “i) and a region (ii) for suppressing the hardness are mixed”.
- the tip region refers to a range within 1.5 mm from the pen tip of the touch panel pen.
- the material having the predetermined hardness (A) preferably has a Young's modulus of 0.5 to 5.0 GPa, more preferably 0.5 to 2.0 GPa, and 0.5 to 1.0 GPa. More preferably. Moreover, it is preferable that 80 volume% or more of the raw material of predetermined
- a porous configuration region (ii) in which air holes suppress hardness) A configuration in which a hard material and a soft material are mixed.
- the way of mixing may be regular or random.
- the Young's modulus of the material in the region (ii) to which hardness is imparted is preferably 1.0 GPa or more, and more preferably 1.5 GPa or more.
- the Young's modulus of the material for imparting hardness (ii) is preferably 5.0 GPa or less, more preferably 4.0 GPa or less, More preferably, it is 3.0 GPa or less.
- the volume ratio of the region (i) to the region (ii) is preferably 2:98 to 30:70, more preferably 5:95 to 25:75, and 10:90 to 20:80. More preferably it is.
- the surface shape of the pen tip of the touch panel pen also affects the conditions B1-1 and B1-2. Specifically, when the surface shape of the pen tip of the touch panel pen is rough, the frequency with which the pen tip of the touch panel pen contacts the convex portion of the writable member decreases, and ⁇ F k tends to decrease and time The ratio (T) tends to increase. On the other hand, when the surface shape of the pen tip of the touch panel pen is smooth, the frequency at which the pen tip of the touch panel pen contacts the convex portion of the writable member increases, ⁇ F k tends to increase, and the time ratio ( T) tends to be small.
- the degree of roughness of the pen tip can be measured, for example, as in the following (1) to (4).
- the surface shape of the nib is transferred to a rapid-curing silicone rubber (manufactured by Marumoto Struers, trade name: Represet).
- the silicon rubber surface to which the surface shape of the pen tip is transferred is imaged with a digital microscope.
- a digital microscope for example, trade name VHX-5000 manufactured by Keyence Corporation can be used.
- the captured contour of the silicon rubber surface is simulated as a cross-sectional curve of the pen tip surface, and a cross-sectional curve of a section having a width of 100 ⁇ m centered on the apex of the pen tip is extracted from the cross-sectional curve.
- Height data of a cross-sectional curve having a width of 100 ⁇ m is calculated every 1 ⁇ m, and 100 pieces of height data are obtained.
- the n-th height data is h n
- ” is shifted from before and after each height data.
- the standard deviation ( ⁇ h n ) of 98 ⁇ h n is calculated.
- the diameter of the pen tip is preferably 0.3 to 2.5 mm, more preferably 0.5 to 2.0 mm.
- the thickness is 0.7 to 1.7 mm.
- the haze is more preferably 35.0% or more, and further preferably 45.0% or more. Further, from the viewpoint of suppressing a decrease in resolution of the display element, the haze is preferably 90.0% or less, more preferably 70.0% or less, and 67.0% or less. More preferably, it is more preferably 60.0% or less.
- the light incident surface may be either surface.
- haze and a total light transmittance be the average value of the value obtained from the sample of 15 writable members.
- the selection method of the writable member of Embodiment B is selected as a writable member for a touch panel pen that satisfies the following condition B2-2.
- ⁇ Condition B2-2> The total light transmittance of JIS K7361-1: 1997 is 87.0% or more.
- the total light transmittance is more preferably 88.0% or more, and further preferably 89.0% or more. If the total light transmittance is too high, it tends to be difficult to satisfy the condition B1-1, the condition B1-2, and the like. For this reason, the total light transmittance is preferably 92.0% or less, more preferably 91.5% or less, and even more preferably 91.0% or less.
- the touch panel pen suitable for arbitrary writable members can also be selected.
- the writable member for a touch panel of Embodiment B has a surface that satisfies the following conditions B1-1 and B1-2.
- ⁇ Condition B1-1> The touch panel pen is fixed in a state where it is in contact with the surface of the writable member for touch panel pens at an angle of 60 degrees, and the writable member for touch panel pens is 14 mm / second while applying a vertical load of 100 gf to the touch panel pen.
- the frictional force in the moving direction applied to the touch panel pen when moving the length of 40 mm one way at a speed is measured at 0.001 second intervals, and the dynamic frictional force is calculated every 0.001 second.
- the standard deviation of the dynamic friction force is calculated, the standard deviation is 3.0 gf or more and 11.0 gf or less.
- the time ratio in which the dynamic friction force is 3.0 gf or less is 15% or more and 90% or less.
- the writable member of the embodiment B can be used even when the touch panel pen is contacted with the writing surface B at an angle other than 60 degrees (for example, any angle in the range of 30 to 75 degrees). It is preferable to satisfy B1-1 and condition B1-2.
- the conditions B1-1, B1-2, etc. are also in the above range when the moving speed is set to a speed other than 14 mm / sec (for example, any speed in the range of 0.1 to 100 mm / sec). It is preferable.
- the writable member of Embodiment B preferably further satisfies the following condition B1-3. Satisfying the condition B1-3 makes it easier to improve the writing feeling and to suppress wear of the pen tip.
- condition B1-3 The average dynamic friction force is 2.2 gf or more and 20.0 gf or less.
- the writable member of Embodiment B preferably further satisfies the following condition B1-4. Satisfying the condition B1-4 makes it easier to improve the writing feeling.
- condition B1-4 The maximum value of the dynamic friction force is 35.0 gf or less.
- the preferred range of the writable member conditions B1-1 to B1-4 of the embodiment B is the same as the preferred range of the above-described condition B1-1 to B1-4 of the method for selecting a writable member for a touch panel pen. .
- the writable member of Embodiment B is designed for writing on a touch panel pen in which the composition of the tip region of the pen is (A) or (B) so as to easily satisfy the conditions B1-1 and B1-2. It is preferable to use as a sex member. Furthermore, the writable member of Embodiment B is preferably used as a writable member for a touch panel pen in which the diameter of the pen tip is in the above-described range.
- the writable member of Embodiment B preferably satisfies the following condition B2-1.
- the writable member of Embodiment B preferably satisfies the following condition B2-2.
- condition B2-2 The total light transmittance of JIS K7361-1: 1997 is 87.0% or more.
- the preferable ranges of the condition B2-1 and B2-2 of the writable member of the embodiment B are the same as the preferable ranges of the conditions B2-1 and B2-2 of the above-described selection method of the writable member for the touch panel pen. .
- the structure of the writable member for a touch panel pen of Embodiment B is not particularly limited as long as at least one surface satisfies the conditions B1-1 and B1-2.
- the resin layer 2 is provided on the substrate 1, and one surface of the resin layer 2 has a condition B1. -1 and those satisfying the condition B1-2.
- the resin layer 2 may have a multilayer structure of a first resin layer 2a and a second resin layer 2b.
- the structure of the writable member 10 for touchscreen pens of Embodiment B may be a resin layer single layer without having a base material, or other layers other than a base material and a resin layer And the surface of the other layer may satisfy the conditions B1-1 and B1-2.
- other layers include an antistatic layer and an antifouling layer.
- the writing surface B can be formed by “physical or chemical treatment such as embossing, sandblasting, etching”, “molding with a mold”, “coating” or the like.
- “molding with a mold” is preferable from the viewpoint of reproducibility of the surface shape
- “coating” is preferable from the viewpoint of productivity and compatibility with various products.
- the writing surface B of the writable member satisfies the following physical properties (a) to (e).
- the physical properties (a) to (e) are average values when 15 samples are measured once.
- the cut-off values when calculating Rt, ⁇ a, and ⁇ a described later are all 0.8 mm.
- the diameter of the assumed nib is preferably 0.3 to 2.5 mm, more preferably 0.5 to 2.0 mm, and still more preferably 0.7 to 1.7 mm.
- the cutoff value covering the size of the diameter is selected from the cutoff values specified in JIS.
- the maximum cross-sectional height Rt of the roughness curve of JIS B0601: 2001 on the writing surface B is 2.5 ⁇ m or more and 8.0 ⁇ m or less.
- the average inclination angle ⁇ a of the writing surface B is 2.0 degrees or more and 10.0 degrees or less.
- the area ratio of the particles on the writing surface B is 15.0% or more and 35.0% or less.
- satisfying the above physical properties (a) to (e) (There are not many extremely high peaks or extremely low valleys in the unevenness of the writing surface B, there are unevenness of an appropriate size, and writing Since the convex portions of the surface B are moderately dense), it is possible to appropriately generate a moment when the pen tip does not cause sliding friction between the peaks of the concave and convex portions, and it is easy to satisfy the condition B1-2.
- satisfying the above physical properties (a) to (e) (There are not many extremely high peaks or extremely low valleys in the unevenness of the writing surface B, there are unevenness of an appropriate size, and writing It is preferable that the convex portions of the surface B are moderately dense) from the viewpoint of suppressing glare.
- the Rt of (a) should be 8.0 ⁇ m or less
- the ⁇ a of (b) should be 10.0 degrees or less
- the ⁇ a of (c) should be 75 ⁇ m or less
- the area ratio of (d) Setting it to 15.0% or more and setting the quotient of (e) to 1000 or less are preferable in that it leads to suppression of wear of the pen tip of the touch panel pen.
- wear of the pen tip of the touch panel pen can be significantly suppressed.
- Rt in the above (a) is more preferably 2.8 ⁇ m or more and 5.5 ⁇ m or less, and further preferably 3.0 ⁇ m or more and 4.5 ⁇ m or less.
- ⁇ a in the above (b) is more preferably 2.1 degrees or more and 6.0 degrees or less, and more preferably 2.2 degrees or more and 4.5 degrees or less.
- ⁇ a in the above (c) is more preferably 20 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, and further preferably 24 ⁇ m or more and 35 ⁇ m or less.
- the area ratio of (d) is more preferably 18.0% or more and 32.0% or less, and further preferably 20.0% or more and 30.0% or less.
- the quotient (e) is more preferably 16 or more and 200 or less, and further preferably 20 or more and 50 or less.
- the writable member of Embodiment B has a pencil hardness of 2H of JIS K5600-5-4: 1999 on the writing surface B from the viewpoint of suppressing the abrasion of the touch panel pen while improving the scratch resistance of the writing surface B. It is preferably 9H or less, more preferably 5H or more and 7H or less, and further preferably 5H or more and 6H or less.
- the resin layer is formed by coating by applying, drying and curing a resin layer-forming coating solution containing a resin component, particles and a solvent on a substrate by a known coating method such as gravure coating or bar coating. Can be formed.
- a resin layer-forming coating solution containing a resin component, particles and a solvent on a substrate by a known coating method such as gravure coating or bar coating. Can be formed.
- the average particle diameter of the particles, the content of the particles, the thickness of the resin layer, and the like should be within the ranges described below. preferable.
- the resin layer is formed of two or more layers as shown in FIG. 2, it is sufficient that at least one of the resin layers contains micron-order particles, but the conditions B1-1, B1-2, etc. From the viewpoint of making it easy to satisfy, it is preferable to have the following configuration (i) or (ii).
- the outermost resin layer is configured to contain micron order particles.
- the thickness of the upper layer of the resin layer is a thin film (0.3 ⁇ m or less).
- it can be made easy to improve the pencil hardness of the writing surface B by making the lower layer resin layer contain no particles softer than the resin layer.
- the refractive index can be controlled to suppress the reflectance.
- Both organic particles and inorganic particles can be used as the particles of the resin layer.
- the organic particles include particles made of polymethyl methacrylate, polyacryl-styrene copolymer, melamine resin, polycarbonate, polystyrene, polyvinyl chloride, benzoguanamine-melamine-formaldehyde condensate, silicone, fluorine resin, polyester resin, and the like.
- the inorganic particles include particles made of silica, alumina, antimony, zirconia, titania and the like. Among these particles, organic particles are preferable in that they can easily suppress the aggregation of the particles and easily satisfy the conditions B1-1 and B1-2.
- grain is a spherical particle from a viewpoint of the abrasion suppression of the nib of a touch-panel pen.
- the average particle diameter of the particles in the resin layer varies depending on the thickness of the resin layer, it cannot be generally stated. Specifically, the average particle diameter of the particles is preferably 1.0 to 10.0 ⁇ m, more preferably 2.0 to 5.0 ⁇ m, and even more preferably 2.5 to 3.5 ⁇ m. When the particles are aggregated, the average particle diameter of the aggregated particles preferably satisfies the above range.
- the average particle diameter of the particles of Embodiment B can be calculated by the same method as in Embodiment A.
- the particles have a wide particle size distribution (single particles with a wide particle size distribution, or mixed particles obtained by mixing two or more types of particles having different particle size distributions).
- the particle size distribution is narrow.
- the variation coefficient of the particle size distribution of the particles is preferably 25% or less, more preferably 20% or less, and further preferably 15% or less.
- the content of micron-order particles in the resin layer is preferably 10 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component from the viewpoint of easily satisfying the conditions B1-1 and B1-2.
- the amount is more preferably 12 to 28 parts by mass, and further preferably 15 to 25 parts by mass.
- the preferable range of the film thickness of the resin layer varies slightly depending on the embodiment of the resin layer.
- the thickness of the resin layer containing micron-order particles is selected from the viewpoint of easily satisfying the conditions B1-1 and B1-2, the viewpoint of improving the pencil hardness of the writing surface B, and the viewpoint of curling. 0 to 8.0 ⁇ m is preferable, 2.2 to 6.0 ⁇ m is more preferable, and 2.7 to 4.0 ⁇ m is more preferable.
- the ratio of [average particle diameter of micron order particles] / [film thickness of resin layer containing micron order particles] It is preferable to satisfy a predetermined range depending on the embodiment.
- the ratio is preferably 0.7 to 1.3, more preferably 0.8 to 1.2, More preferably, it is 0.9 to 1.1.
- the ratio is preferably 1.0 to 1.6, more preferably 1.0 to 1.5, and 1.1 to 1.5. More preferably, it is 1.4.
- the lower resin layer preferably contains no particles, and the thickness is 3.0 to 15.0 ⁇ m from the viewpoint of improving the pencil hardness of the writing surface B and suppressing curling.
- the thickness is 6.0 to 10.0 ⁇ m.
- the resin component of the resin layer preferably contains a cured product of a thermosetting resin composition or an ionizing radiation curable resin composition.
- the ionizing radiation curable resin composition More preferably, a cured product is included, and among them, a cured product of the ultraviolet curable resin composition is more preferably included.
- the thermosetting resin composition and ionizing radiation curable resin composition of Embodiment B include those similar to the thermosetting resin composition and ionizing radiation curable resin composition exemplified in Embodiment A.
- a solvent is usually used in order to adjust the viscosity and to dissolve or disperse each component. Since the surface state of the resin layer after the coating and drying process varies depending on the type of solvent, it is preferable to select the solvent in consideration of the saturated vapor pressure of the solvent, the permeability of the solvent into the transparent substrate, and the like. Examples of the solvent in the embodiment B include the same solvents as those exemplified in the embodiment A. When the solvent is dried too slowly, the leveling property of the resin layer becomes excessive, and it becomes difficult to form a surface shape that easily satisfies the conditions B1-1, B1-2, and the like.
- the solvent preferably contains 60% by mass or more of a solvent having an evaporation rate (relative evaporation rate when the evaporation rate of n-butyl acetate is 100) of 180 or more, and 75% by mass. More preferably included.
- An example of the solvent having a relative evaporation rate of 180 or more includes toluene.
- the relative evaporation rate of toluene is 195.
- examples of the solvent having a relative evaporation rate of less than 180 include methyl isobutyl ketone (MIBK), propylene glycol monomethyl ether acetate (PMA), isopropyl alcohol (IPA), and cyclohexanone.
- a leveling agent in the resin layer forming coating solution.
- the leveling agent include a fluorine-based leveling agent, a silicone-based leveling agent, and a fluorosilicone copolymer-based leveling agent.
- the amount of leveling agent added is preferably 0.01 to 0.50% by weight, more preferably 0.10 to 0.40% by weight, and more preferably 0.20 to 0% with respect to the total solid content of the resin layer forming coating solution. More preferably, it is 30% by mass.
- Plastic film is polyester, triacetyl cellulose (TAC), cellulose diacetate, cellulose acetate butyrate, polyamide, polyimide, polyether sulfone, polysulfone, polypropylene, polymethylpentene, polyvinyl chloride, polyvinyl acetal, polyether ketone, It can be formed from a resin such as polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyurethane, and amorphous olefin (Cyclo-Olefin-Polymer: COP).
- a stretched polyester film particularly a biaxially stretched polyester film is preferable.
- polyester films polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate are preferable.
- the thickness of the substrate is preferably 5 to 200 ⁇ m, more preferably 10 to 150 ⁇ m.
- the touch panel of Embodiment B is a touch panel having a writable member on the surface, and the surface on the side satisfying the conditions B1-1 and B1-2 of the writable member for touch panel pen of Embodiment B as the writable member Is arranged so as to face the surface of the touch panel.
- Examples of the touch panel include a resistive touch panel, a capacitive touch panel, an in-cell touch panel, an optical touch panel, an ultrasonic touch panel, and an electromagnetic induction touch panel.
- the resistive touch panel 100 is not shown in a basic configuration in which a conductive film 30 of a pair of upper and lower transparent substrates 20 having a conductive film 30 is disposed through a spacer 40 so as to face each other. A circuit is connected.
- the writable member 10 of Embodiment B is used as the upper transparent substrate 20, and the surface of the writable member 10 that satisfies the conditions B1-1 and B1-2 faces the surface of the touch panel 100.
- the upper transparent substrate 20 may have a configuration in which another base material is bonded to the writable member.
- the capacitive touch panel includes a surface type and a projection type, and a projection type is often used.
- a projected capacitive touch panel is configured by connecting a circuit to a basic configuration in which an X-axis electrode and a Y-axis electrode orthogonal to the X-axis electrode are arranged via an insulator.
- the basic configuration will be described more specifically.
- a mode in which X-axis electrodes and Y-axis electrodes are formed on separate surfaces on a single transparent substrate, and an X-axis electrode, an insulator layer, and a Y-axis electrode are formed on the transparent substrate. In this embodiment, as shown in FIG.
- an X-axis electrode 50 is formed on a transparent substrate 20
- a Y-axis electrode 60 is formed on another transparent substrate 20, and an insulator layer such as an adhesive layer
- an insulator layer such as an adhesive layer
- stacks through 70, etc. are mentioned.
- stacks another transparent substrate in these basic aspects is mentioned.
- the writable member 10 of Embodiment B is used as the transparent substrate 20 on the front surface side, and the surface on the side satisfying the conditions B1-1 and B1-2 of the writable member 10 is the touch panel 100. Use it facing the surface.
- the structure which bonded another base material to the writable member may be sufficient as the transparent substrate 20 of the surface side.
- the electromagnetic induction touch panel is a touch panel using a dedicated pen that generates a magnetic field.
- the electromagnetic induction touch panel has at least a sensor unit that detects electromagnetic energy generated from the pen, and further includes a transparent substrate on the sensor unit.
- the transparent substrate may have a multilayer structure.
- the writable member of Embodiment B is used as the outermost transparent substrate, and the conditions B1-1 and B1-2 of the writable member are It is used so that the surface on the filling side faces the surface of the touch panel.
- the in-cell touch panel incorporates a touch panel function such as a resistance film type, a capacitance type, and an optical type inside a liquid crystal element in which a liquid crystal is sandwiched between two glass substrates.
- a touch panel function such as a resistance film type, a capacitance type, and an optical type inside a liquid crystal element in which a liquid crystal is sandwiched between two glass substrates.
- the in-cell touch panel is used by being arranged on the surface side glass substrate so that the surface satisfying the condition B1-1 and the condition B1-2 of the writable member of Embodiment B faces the surface of the touch panel.
- the touch panel system of Embodiment B is a touch panel system including a touch panel having a writable member for a touch panel pen on the surface and a touch panel pen, and satisfies the following conditions B1-1 and B1-2.
- ⁇ Condition B1-1> The touch panel pen is fixed in a state where it is in contact with the surface of the writable member for touch panel pens at an angle of 60 degrees, and the writable member for touch panel pens is 14 mm / second while applying a vertical load of 100 gf to the touch panel pen.
- the frictional force in the moving direction applied to the touch panel pen when moving the length of 40 mm one way at a speed is measured at 0.001 second intervals, and the dynamic frictional force is calculated every 0.001 second.
- the standard deviation of the dynamic friction force is calculated, the standard deviation is 2.0 gf or more and 15.0 gf or less.
- the time ratio in which the dynamic friction force is 3.0 gf or less is 15% or more and 90% or less.
- Embodiments of the touch panel, touch panel pen writable member, and touch panel pen in the touch panel system of embodiment B include, for example, the above described method of selecting the writable member for touch panel pen, and the touch pen pen writable member And the thing similar to embodiment shown in the touch panel is mentioned. According to the touch panel system of Embodiment B, it is possible to impart a “high level writing feeling” that exceeds the writing feeling when writing on paper with a pencil.
- the display device with a touch panel of Embodiment B is a display device having a touch panel on a display element, and the touch panel is the touch panel of Embodiment B.
- Examples of the display element include a liquid crystal display element, an EL display element, a plasma display element, and an electronic paper element.
- the touch panel of Embodiment B is placed on these display elements.
- the display device with a touch panel of Embodiment B can provide a “high level writing feeling” that exceeds the writing feeling when writing with a pencil on paper.
- the method for selecting a writable member for a touch panel pen according to Embodiment B can select a writable member that can provide a “high-level writing feeling” that exceeds the writing feeling when writing with a pencil on paper.
- Product design and quality control can be made efficient.
- the touch panel system of Embodiment B, the writable member for touch panel pens, the touch panel, and the display device can impart a high level of writing feeling.
- Embodiment C [Selection method of writable material for touch panel pen]
- the method for selecting a writable member for a touch panel pen according to Embodiment C is to select a writable member for a touch panel pen that satisfies the following condition C1-1.
- ⁇ Condition C1-1> The touch panel pen is fixed in a state where it is in contact with the surface of the writable member for touch panel pens at an angle of 60 degrees, and the writable member for touch panel pens is 14 mm / second while applying a vertical load of 100 gf to the touch panel pen.
- the dynamic frictional force f [gf] in the moving direction applied to the touch panel pen when moving a length of 40 mm one way at a speed is measured at 1 msec intervals. 1001 msec to 2000 msec after the start of movement of the writable member for the touch panel pen is divided into 8 sections every 125 msec.
- the dynamic friction force is subjected to discrete Fourier transform for each section using a window function as a Hanning window to calculate a power spectral density [(gf) 2 / Hz] for each frequency.
- the M 100-200 is 0.030 [(gf) 2 ] over 0.400 [(gf) 2 ] and below.
- 60 degrees means that the direction parallel to the surface of the writable member for a touch panel pen is inclined at 60 degrees with respect to the surface, with the direction parallel to the surface being 0 degrees.
- the minimum resolution on the horizontal axis (frequency) after the discrete Fourier transform is 8 Hz (1 / 0.125).
- FIG.1 and FIG.2 is sectional drawing which shows one Embodiment of the writable member 10 for touchscreen pens of Embodiment C.
- FIG. 1 and 2 has a resin layer 2 on one surface of a substrate 1. 2 has a two-layer structure of a first resin layer 2a and a second resin layer 2b.
- the writable member for a touch panel pen of Embodiment C one surface may satisfy the condition C1-1, or both surfaces may satisfy the condition C1-1.
- the writable member for the touch panel pen may be referred to as “writable member”, and the surface satisfying the condition C1-1 may be referred to as “written surface C”.
- the method for selecting a writable member for a touch panel pen according to Embodiment C is to select a writable member for a touch panel pen having a surface that satisfies the above condition C1-1.
- the present inventors conducted various verifications by writing various character types using various touch panel pens and writing sheets. It has been found that it is not necessarily correlated with the absolute value of. The inventors focused on the frequency of the dynamic friction force, not the absolute value of the dynamic friction force. More specifically, the power spectral density for each frequency obtained by performing discrete Fourier transform on the dynamic friction force for each time was focused. And when the present inventors verified the relationship between hand fatigue and the power spectral density, the integrated value of the power spectral density of more than 100 Hz and less than 200 Hz is a feeling of hand fatigue when writing for a long time. I found that there was a related trend.
- the present inventors when writing a character type such as kanji with many stop-and-go operations (acceleration operations) for a long time, an integrated value of power spectral density of more than 100 Hz and 200 Hz or less, We found that there was a trend related to hand fatigue. From the above-mentioned tendency, the integrated value of the power spectral density of more than 100 Hz and not more than 200 Hz is considered to be related to the acceleration detection during writing.
- M 100-200 exceeds 0.400 [(gf) 2 ] under the condition C1-1, humans feel excessive acceleration during writing and cannot reduce hand fatigue when writing for a long time.
- M 100-200 is 0.030 [(gf) 2 ] or less in condition C1-1, there is almost no hand fatigue, but it becomes difficult to feel the acceleration during writing, and the writing feeling is improved.
- M 100-200 is 0.100 [(gf) 2] or 0.350 [(gf) 2] is preferably not more than, 0.150 [(gf) 2] or 0.300 [(gf) 2] The following is more preferable.
- M 100-200 and M 8-100 are calculated except for data of 1000 milliseconds or less after the start of the movement of the writable member in the condition C1-1 and the condition C1-2 described later is as follows. This is because the numerical value tends to become unstable immediately after the start of writing.
- the reason why the discrete Fourier transform is performed by dividing into a plurality of sections is that the noise is better divided into a plurality of sections and averaged after the discrete Fourier transform. This is because it is not easily affected.
- the method for selecting a writable member according to Embodiment C preferably selects a material that satisfies the following condition C1-2. By satisfying the condition C1-2, it is possible to further reduce hand fatigue when writing for a long time.
- ⁇ Condition C1-2> Using the power spectral density for each frequency calculated in the condition C1-1, an integrated value of power spectral density of more than 8 Hz and not more than 100 Hz is calculated for each section. When the average value M 8-100 of the integrated values in 8 sections is calculated, the M 8-100 indicates 0.100 [(gf) 2 ] or more and 0.230 [(gf) 2 ] or less.
- the present inventors wrote various character types using various touch panel pens and writing sheets for verification, and found that the integrated value of power spectral density of more than 8 Hz and not more than 100 Hz was a long time writing. It was found that there is a tendency related to fatigue. Further, the integrated value of the power spectral density of more than 8 Hz and not more than 100 Hz and the feeling of fatigue of the hand tend not to be related to the character type to be written. From the above-described tendency, the integrated value of the power spectral density of more than 8 Hz and not more than 100 Hz is considered to be related to the detection of the force received during writing (resistance during writing). Note that in the condition C1-2, data of 8 Hz or less is excluded, 8 Hz is a periodic component of the Hanning window, and the frequency component of 8 Hz or less is considered to be significantly different from the original signal. Because.
- M 8-100 By reducing M 8-100 to 0.230 [(gf) 2 ] or less under condition C1-2, excessive resistance is not felt during writing, and hand fatigue when writing for a long time is reduced. Can do. Further, when M 8-100 is set to 0.100 [(gf) 2 ] or more under the condition C1-2, the resistance during writing can be moderately felt, and the writing feeling can be improved. M 8-100 is more preferably 0.150 [(gf) 2 ] or more and 0.230 [(gf) 2 ] or less, and 0.170 [(gf) 2 ] or more and 0.225 [(gf) 2 It is further preferable that
- the method for selecting a writable member according to Embodiment C preferably selects a material that satisfies the following condition C1-3.
- the average of the dynamic frictional force (hereinafter sometimes referred to as “F k ”) 15.0 gf or more, the feeling of slipping during writing can be suppressed and the writing feeling can be improved. Moreover, by setting the average of the dynamic frictional force to 45.0 gf or less, it is possible to easily suppress wear of the pen tip of the touch panel pen. Note that the average of the dynamic friction force is an average of the dynamic friction force of 1001 msec to 2000 msec after the start of the movement of the writable member.
- F k is more preferably 20.0 gf or more and 43.0 gf or less, and further preferably 25.0 gf or more and 40.0 gf or less.
- the method for selecting a writable member according to embodiment C preferably selects a material that satisfies the following condition C1-4.
- ⁇ Condition C1-4> In the condition C1-1, after the movement of the one-way 40 mm length of the writing member for a touch panel pen is completed, a vertical load 100 gf applied to the touch panel pen is held, and the surface of the writing member for the touch panel pen is held. The touch panel pen is kept in contact at an angle of 60 degrees.
- the average of the residual friction forces is 10.0 gf or more and 45.0 gf or less are shown.
- the average of the residual frictional force refers to the ease with which the pen tip stops when the writing is stopped for a moment and the critical force required to restart the touch panel pen. It is thought that it shows.
- the writing direction can be changed to the direction of, and the writing feeling can be improved.
- 45.0gf the average of F re writing a reduced load at the time of restart by stopping, as well as reduce the fatigue of the hand at the time of long time writing, we wanted direction
- the writing direction can be easily changed, and the writing feeling can be improved.
- F re is more preferably less than 15.0gf 35.0gf, and more preferably less than 20.0gf 30.0gf.
- the measurement time of the residual friction force is defined as the measurement start time after 500 msec from the completion of the movement of the 40 mm length of the writable member, and the measurement end time after 400 msec. From the residual friction force at each time, an average (F re ) of the residual friction force is calculated.
- M 100-200 , M 8-100 , F k, and F re are average values when 15 samples are measured once each.
- FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a method for measuring dynamic friction force and residual friction force.
- the touch panel pen 200 is fixed by the holder 84 in a state where the touch panel pen 200 is in contact with the writable member 10.
- a base 85 for placing a weight 83 is attached to the upper portion of the holder 84.
- a weight 83 is placed on the base 85, and a vertical load is applied to the touch panel pen by the weight.
- the writable member 10 is fixed on the movable table 82.
- the movable table 82 to which the writable member 10 is fixed is placed on the acute angle direction side (in FIG.
- the touch panel pen is set in the apparatus shown in FIG. 3 and balanced (at this time, the vertical load is 0 gf). Is corrected by the apparatus so that the value becomes 0 gf.
- the following (C) to (E) are calculated based on the frictional force corrected by zero point.
- B) Actual measurement time The start button of the device is pressed to start the movement of the writable member, and the time when the measurement is started is set as the “measurement start” time.
- the window function is a Hanning window and is defined by the following formula (ii).
- the power spectral density P (k ⁇ h) for each frequency is defined by the following formula (iii).
- the integral value of the power spectral density below A [Hz] and above B [Hz] can be calculated by the following equation (iv).
- k satisfies A ⁇ k ⁇ h ⁇ B.
- D Dynamic friction force After starting the measurement, the average value of the dynamic friction force in 1001 to 2000 milliseconds is defined as the average dynamic friction force (Fk).
- (E) Residual friction force After completing the movement of the 40 mm length of the writable member, the vertical load 100 gf applied to the touch panel pen is held, and the touch panel pen is held at 60 degrees with respect to the surface of the writable member for the touch panel pen. Keep in contact at an angle. In this state, the frictional force (residual frictional force) in the acute angle direction applied to the touch panel pen is measured.
- the measurement time of the residual friction force is defined as the measurement start time after 500 msec from the completion of the movement of the 40 mm length of the writable member, and the measurement end time after 400 msec. From the residual friction force at each time, an average (F re ) of the residual friction force is calculated.
- the touch panel pen used for the determination of the conditions C1-1 to C1 to C4 is not particularly limited, and can be appropriately selected from commercially available touch panel pens.
- the diameter of the pen tip is preferably 0.3 to 2.5 mm, and more preferably 0.5 to 2.0 mm. More preferably, the thickness is 0.7 to 1.7 mm.
- the haze is more preferably 25.0% or more, further preferably 30.0% or more, and further preferably 35.0% or more. Further, from the viewpoint of suppressing a decrease in resolution of the display element, the haze is preferably 80.0% or less, more preferably 70.0% or less, and 60.0% or less. More preferably, it is more preferably 50.0% or less.
- the haze and the total light transmittance are average values when 15 samples are measured once each.
- the total light transmittance is more preferably 88.0% or more, and further preferably 89.0% or more.
- a touch panel pen suitable for any writable member can be selected.
- the writable member for a touch panel of Embodiment C has a surface that satisfies the following condition C1-1.
- ⁇ Condition C1-1> The touch panel pen is fixed in a state where it is in contact with the surface of the writable member for touch panel pens at an angle of 60 degrees, and the writable member for touch panel pens is 14 mm / second while applying a vertical load of 100 gf to the touch panel pen.
- the dynamic frictional force f [gf] in the moving direction applied to the touch panel pen when moving a length of 40 mm one way at a speed is measured at 1 msec intervals.
- the writable member of the embodiment C can be used even when the touch panel pen is fixed to the writing surface C in a state where the touch panel pen is contacted at an angle other than 60 degrees (for example, any angle in the range of 30 to 75 degrees). It is preferable to satisfy C1-1 to C1-4. Conditions C1-1 to C1-4 are also in the above range when the moving speed is set to a speed other than 14 mm / sec (for example, any speed in the range of 0.1 to 100 mm / sec). Is preferred.
- the writable member of Embodiment C preferably further satisfies the following condition C1-2.
- ⁇ Condition C1-2> Using the power spectral density for each frequency calculated in the condition C1-1, an integral value of power spectral density of more than 8 Hz and not more than 100 Hz is calculated for each section.
- the M 8-100 indicates 0.100 [(gf) 2 ] or more and 0.230 [(gf) 2 ] or less.
- the writable member of Embodiment C preferably further satisfies the following condition C1-3.
- C1-3 The average of the dynamic friction force per 1 ms is 15.0 gf or more and 45.0 gf or less.
- the writable member of Embodiment C preferably further satisfies the following condition C1-4.
- condition C1-1 after the movement of the one-way 40 mm length of the writing member for a touch panel pen is completed, a vertical load 100 gf applied to the touch panel pen is held, and the surface of the writing member for the touch panel pen is held. The touch panel pen is kept in contact at an angle of 60 degrees. In this state, when the residual friction force in the moving direction applied to the touch panel pen is measured at intervals of 0.001 seconds, and the average of the residual friction forces every 0.001 seconds is calculated, the average of the residual friction forces is 10.0 gf or more and 45.0 gf or less are shown.
- the preferred range of the writable member conditions C1-1 to C1-4 of the embodiment C is the same as the preferred range of the above-described condition C1-1 to C1-4 of the method for selecting a writable member for a touch panel pen. .
- the writable member of Embodiment C is preferably used as a writable member for a touch panel pen in which the diameter of the pen tip is in the above-described range.
- the writable member of Embodiment C preferably satisfies the following condition C2-1.
- the writable member of Embodiment C preferably satisfies the following condition C2-2.
- condition C2-2 The total light transmittance of JIS K7361-1: 1997 is 87.0% or more.
- the preferable range of the conditions C2-1 and C2-2 of the writable member of the embodiment C is the same as the preferable range of the conditions C2-1 and C2-2 of the method for selecting the writable member for touch panel pen described above. .
- the structure of the writable member for the touch panel pen of Embodiment C is not particularly limited as long as at least one surface satisfies the condition C1-1.
- the resin layer 2 is provided on the substrate 1, and one surface of the resin layer 2 has a condition C1. Those satisfying -1.
- the resin layer 2 may have a multilayer structure of a first resin layer 2a and a second resin layer 2b.
- the structure of the writable member 10 for touchscreen pens of Embodiment C may be a resin layer single layer which does not have a base material, or other layers other than a base material and a resin layer are included. And the surface of the other layer may satisfy the condition C1-1.
- other layers include an antistatic layer and an antifouling layer.
- the writing surface C can be formed by “physical or chemical treatment such as embossing, sandblasting, etching”, “molding with a mold”, “coating” or the like.
- “molding with a mold” is preferable from the viewpoint of reproducibility of the surface shape
- “coating” is preferable from the viewpoint of productivity and compatibility with various products.
- the writing surface C of the writable member satisfies the following physical properties (a) to (d).
- the cut-off values when measuring Rt, ⁇ a, and Ra described later are all 0.8 mm.
- the diameter of the assumed nib is preferably 0.3 to 2.5 mm, more preferably 0.5 to 2.0 mm, and still more preferably 0.7 to 1.7 mm.
- the cutoff value covering the size of the diameter is selected from the cutoff values specified in JIS.
- the maximum cross-sectional height Rt is the peak height in the evaluation length of the roughness curve calculated based on JISB0601: 1994 with a cut-off value of 0.8 mm (from the average line to the peak (the highest elevation at the peak of the roughness curve). It means the sum of the maximum value of the height) up to the point) and the maximum value of the valley depth (the depth from the average line to the bottom of the valley (the lowest elevation point in the valley of the roughness curve)).
- the maximum cross-sectional height Rt of the writing surface C is 0.7 ⁇ m or more and 7.0 ⁇ m or less.
- the average inclination angle ⁇ a of the writing surface C is 1.0 degree or more and 10.0 degrees or less.
- C [Average inclination angle ⁇ a (degree) / arithmetic average roughness Ra ( ⁇ m)], which is a ratio of the average inclination angle ⁇ a and the arithmetic average roughness Ra, is 8.0 or more and 20.0 or less.
- Arithmetic average roughness Ra is 0.10 ⁇ m or more and 1.00 ⁇ m or less.
- the above (a) to (d) are average values of values obtained from samples of 15 writable members.
- Satisfying the above physical properties (a) to (d) means that the unevenness of the writing surface C does not have many extremely high peaks and extremely low valleys, there are unevenness of an appropriate size, and the writing surface It means that the convex parts of C are moderately dense.
- the condition C1-1 and the condition C1-2 can be easily satisfied.
- satisfying the physical property (c) is considered to be an important factor for satisfying the conditions C1-1 and C1-2.
- the writing surface C satisfies the physical properties (b) and (d)
- the balance between the dynamic friction force and the residual friction force becomes appropriate, and the conditions C1-3 and C1-4 can be easily satisfied.
- Rt in the above (a) is more preferably 1.0 ⁇ m or more and 6.0 ⁇ m or less, and further preferably 1.2 ⁇ m or more and 5.0 ⁇ m or less.
- ⁇ a in the above (b) is more preferably 1.2 degrees or more and 8.0 degrees or less, and more preferably 1.5 degrees or more and 6.0 degrees or less.
- [ ⁇ a (degree) / Ra ( ⁇ m)] in (c) is more preferably 9.0 or more and 17.0 or less, and further preferably 10.0 or more and 15.0 or less.
- Ra of (d) is more preferably 0.12 ⁇ m or more and 0.80 ⁇ m or less, and further preferably 0.13 ⁇ m or more and 0.60 ⁇ m or less.
- the writing member of embodiment C has a pencil hardness of 2H of JIS K5600-5-4: 1999 on the writing surface C from the viewpoint of suppressing wear of the touch panel pen while improving the scratch resistance of the writing surface C. It is preferably 9H or less, more preferably 3H or more and 7H or less, and further preferably 5H or more and 6H or less.
- the resin layer is formed by coating by applying, drying and curing a resin layer-forming coating solution containing a resin component, particles and a solvent on a substrate by a known coating method such as gravure coating or bar coating. Can be formed.
- a resin layer-forming coating solution containing a resin component, particles and a solvent on a substrate by a known coating method such as gravure coating or bar coating. Can be formed.
- the resin layer is formed of two or more layers as shown in FIG. 2, it is sufficient that at least one of the resin layers contains particles, but the conditions C1-1 to C1-4 are easily satisfied. From this viewpoint, it is preferable that the outermost resin layer contains particles.
- the pencil hardness of the writing surface C can be easily improved by setting the outermost resin layer to contain particles and the lower resin layer to contain no particles.
- Both organic particles and inorganic particles can be used as the particles of the resin layer.
- the organic particles include particles made of polymethyl methacrylate, polyacryl-styrene copolymer, melamine resin, polycarbonate, polystyrene, polyvinyl chloride, benzoguanamine-melamine-formaldehyde condensate, silicone, fluorine resin, polyester resin, and the like.
- the inorganic particles include particles made of silica, alumina, antimony, zirconia, titania and the like. Among these particles, organic particles are preferable because they can easily suppress aggregation of the particles and easily satisfy the conditions C1-1 to C1-4.
- grain is a spherical particle from a viewpoint of the abrasion suppression of the nib of a touch-panel pen.
- the average particle size of the particles in the resin layer varies depending on the thickness of the resin layer, and thus cannot be generally stated. 2.0 to 8.0 ⁇ m is more preferable, and 3.0 to 6.0 ⁇ m is even more preferable.
- the average particle diameter of the aggregated particles preferably satisfies the above range.
- the average particle diameter of the particles of Embodiment C can be calculated by the same method as in Embodiment A.
- the particles have a wide particle size distribution (single particles with a wide particle size distribution, or mixed particles obtained by mixing two or more types of particles having different particle size distributions).
- the particle size distribution is narrow.
- the variation coefficient of the particle size distribution of the particles is preferably 25% or less, more preferably 20% or less, and further preferably 15% or less.
- the content of the particles in the resin layer is preferably 10 to 30 parts by mass, and 12 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin component, from the viewpoint of easily satisfying the conditions C1-1 to C1-4. More preferably, the amount is 15 to 20 parts by mass.
- the preferable range of the film thickness of the resin layer varies slightly depending on the embodiment of the resin layer.
- the thickness of the resin layer containing the particles is 2.0 to 12 in terms of making it easy to satisfy the conditions C1-1 to C1-4, improving the pencil hardness of the writing surface C, and suppressing curling.
- 0 ⁇ m is preferable, 3.0 to 10.0 ⁇ m is more preferable, and 4.0 to 9.0 ⁇ m is further preferable.
- the ratio of [average particle diameter of particles] / [film thickness of resin layer containing particles] is 0.3 to 1.3. Is more preferable, 0.4 to 1.2 is more preferable, and 0.5 to 1.0 is still more preferable.
- the resin layer not containing particles is preferably located closer to the substrate than the resin layer containing particles, and the thickness is 3.0 from the viewpoint of improving the pencil hardness of the writing surface C and suppressing curling. It is preferably ⁇ 15.0 ⁇ m, and more preferably 6.0 to 10.0 ⁇ m.
- the resin component of the resin layer preferably contains a cured product of a thermosetting resin composition or an ionizing radiation curable resin composition.
- the ionizing radiation curable resin composition More preferably, a cured product is included, and among them, a cured product of the ultraviolet curable resin composition is more preferably included.
- the thermosetting resin composition and ionizing radiation curable resin composition of Embodiment C include those similar to the thermosetting resin composition and ionizing radiation curable resin composition exemplified in Embodiment A.
- a solvent is usually used in order to adjust the viscosity and to dissolve or disperse each component. Since the surface state of the resin layer after the coating and drying process varies depending on the type of solvent, it is preferable to select the solvent in consideration of the saturated vapor pressure of the solvent, the permeability of the solvent into the transparent substrate, and the like. Examples of the solvent in the embodiment C include the same solvents as those exemplified in the embodiment A. If the solvent is dried too slowly, the leveling property of the resin layer becomes excessive, and it becomes difficult to form a surface shape that easily satisfies the conditions C1-1 to C1-4.
- the solvent preferably contains 60% by mass or more of a solvent having an evaporation rate (relative evaporation rate when the evaporation rate of n-butyl acetate is 100) of 180 or more, and 70% by mass. More preferably included. Further, from the viewpoint of appropriately leveling the resin layer, the proportion of the solvent having an evaporation rate of 180 or more is preferably 90% by mass or less, and more preferably 85% by mass or less in the total solvent.
- An example of the solvent having a relative evaporation rate of 180 or more includes toluene. The relative evaporation rate of toluene is 195.
- examples of the solvent having a relative evaporation rate of less than 180 include methyl isobutyl ketone (MIBK), propylene glycol monomethyl ether acetate (PMA), and isopropyl alcohol (IPA).
- MIBK methyl isobutyl ketone
- PMA propylene glycol monomethyl ether acetate
- IPA isopropyl alcohol
- the leveling agent include a fluorine-based leveling agent, a silicone-based leveling agent, and a fluorosilicone copolymer-based leveling agent.
- the addition amount of the leveling agent is preferably 0.01 to 0.50% by weight, more preferably 0.05 to 0.40% by weight, more preferably 0.07 to 0% with respect to the total solid content of the resin layer forming coating solution. More preferably, it is 30% by mass.
- the base material which has a light transmittance is preferable, A plastic film, glass, etc. are mentioned, A plastic film is suitable.
- Plastic film is polyester, triacetyl cellulose (TAC), cellulose diacetate, cellulose acetate butyrate, polyamide, polyimide, polyether sulfone, polysulfone, polypropylene, polymethylpentene, polyvinyl chloride, polyvinyl acetal, polyether ketone, It can be formed from a resin such as polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyurethane, and amorphous olefin (Cyclo-Olefin-Polymer: COP).
- a stretched polyester film particularly a biaxially stretched polyester film is preferable.
- polyester films polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate are preferable.
- the thickness of the substrate is preferably 5 to 200 ⁇ m, more preferably 10 to 150 ⁇ m.
- the touch panel of Embodiment C is a touch panel having a writable member on the surface, and the surface on the side satisfying the condition C1-1 of the writable member for touch panel pen of Embodiment C is the surface of the touch panel as the writable member. It is arranged so as to face.
- Examples of the touch panel include a resistive touch panel, a capacitive touch panel, an in-cell touch panel, an optical touch panel, an ultrasonic touch panel, and an electromagnetic induction touch panel.
- the resistive touch panel 100 is not shown in a basic configuration in which a conductive film 30 of a pair of upper and lower transparent substrates 20 having a conductive film 30 is disposed through a spacer 40 so as to face each other. A circuit is connected.
- the writable member 10 of Embodiment C is used as the upper transparent substrate 20 so that the surface of the writable member 10 that satisfies the condition C1-1 faces the surface of the touch panel 100.
- the structure used is mentioned.
- the resistive touch panel has a configuration in which the writable member of Embodiment C is bonded onto the upper transparent substrate so that the surface satisfying the condition C1-1 faces the surface,
- the writable member of Embodiment C may be placed on a transparent substrate such that the surface satisfying the condition C1-1 faces the surface and fixed with a frame or the like.
- the capacitive touch panel includes a surface type and a projection type, and a projection type is often used.
- a projected capacitive touch panel is configured by connecting a circuit to a basic configuration in which an X-axis electrode and a Y-axis electrode orthogonal to the X-axis electrode are arranged via an insulator.
- the basic configuration will be described more specifically.
- a mode in which X-axis electrodes and Y-axis electrodes are formed on separate surfaces on a single transparent substrate, and an X-axis electrode, an insulator layer, and a Y-axis electrode are formed on the transparent substrate. In this embodiment, as shown in FIG.
- an X-axis electrode 50 is formed on a transparent substrate 20
- a Y-axis electrode 60 is formed on another transparent substrate 20
- an insulator layer such as an adhesive layer
- stacks through 70, etc. are mentioned.
- stacks another transparent substrate in these basic aspects is mentioned.
- the writable member 10 of Embodiment C is used as the transparent substrate 20 on the front side, and the surface on the side satisfying the condition C1-1 of the writable member 10 faces the surface of the touch panel 100.
- the structure used is mentioned.
- the capacitive touch panel has a structure in which the writable member of Embodiment C is bonded onto a transparent substrate on the front side so that the surface satisfying the condition C1-1 faces the surface.
- the writable member of Embodiment C may be placed on the transparent substrate on the front side so that the surface on the side satisfying the condition C1-1 faces the surface and fixed with a frame or the like. .
- An electromagnetic induction touch panel is a touch panel that uses a dedicated pen that generates a magnetic field.
- the electromagnetic induction touch panel has at least a sensor unit that detects electromagnetic energy generated from the pen, and further includes a transparent substrate on the sensor unit.
- the transparent substrate may have a multilayer structure.
- the writable member of Embodiment C is used as the outermost transparent substrate, and the side satisfying the condition C1-1 of the writable member is used.
- a configuration in which the surface faces the surface of the touch panel is used.
- the writable member of Embodiment C is directed so that the surface satisfying the condition C1-1 faces the surface.
- the writable member of Embodiment C is placed on the outermost transparent substrate with the surface on the side satisfying the condition C1-1 facing the surface, It may be a fixed configuration.
- the in-cell touch panel incorporates a touch panel function such as a resistance film type, a capacitance type, and an optical type inside a liquid crystal element in which a liquid crystal is sandwiched between two glass substrates.
- a touch panel function such as a resistance film type, a capacitance type, and an optical type inside a liquid crystal element in which a liquid crystal is sandwiched between two glass substrates.
- the in-cell touch panel is used by being arranged on the front glass substrate so that the surface satisfying the condition C1-1 of the writable member of Embodiment C faces the surface of the touch panel.
- the touch panel system of Embodiment C is a touch panel system including a touch panel having a writable member for a touch panel pen on the surface and a touch panel pen, and satisfies the following condition C1-1.
- the touch panel pen is fixed in a state where it is in contact with the surface of the writable member for touch panel pens at an angle of 60 degrees, and the writable member for touch panel pens is 14 mm / second while applying a vertical load of 100 gf to the touch panel pen.
- the dynamic frictional force f [gf] in the moving direction applied to the touch panel pen when moving a length of 40 mm one way at a speed is measured at 1 msec intervals. 1001 msec to 2000 msec after the start of movement of the writable member for the touch panel pen is divided into 8 sections every 125 msec.
- the dynamic friction force is subjected to discrete Fourier transform for each section using a window function as a Hanning window to calculate a power spectral density [(gf) 2 / Hz] for each frequency.
- the M 100-200 is 0.030 [(gf) 2 ] over 0.400 [(gf) 2 ] and below.
- the touch panel system of Embodiment C further satisfies the above conditions C1-2 to 1-4.
- Embodiments of the touch panel, touch panel pen writable member, and touch panel pen in the touch panel system of embodiment C include, for example, the above-described method for selecting the writable member for touch panel pen, and the touch pen pen writable member And the thing similar to embodiment shown in the touch panel is mentioned. According to the touch panel system of Embodiment C, it is possible to make the hand less susceptible to fatigue even for a long time operation.
- the display device with a touch panel of Embodiment C is a display device having a touch panel on a display element, and the touch panel is the touch panel of Embodiment C.
- Examples of the display element include a liquid crystal display element, an EL display element, a plasma display element, and an electronic paper element.
- the display element is a liquid crystal display element, an EL display element, a plasma display element, or an electronic paper element
- the touch panel of Embodiment C is placed on these display elements.
- the display device with a touch panel of Embodiment C can make the hand less susceptible to fatigue even for a long time operation.
- the method for selecting a writable member for a touch panel pen according to Embodiment C can select a writable member that does not easily feel fatigue even in a long-time operation without performing a writing test with a touch panel pen.
- Product design and quality control of members can be made efficient.
- the touch panel system, the writable member for a touch panel pen, the touch panel, and the display device of Embodiment C can be made less susceptible to hand fatigue even for a long time operation.
- Part is based on mass.
- A1-1 Using the product name “HEIDON-14DR” manufactured by Shinto Kagaku as a frictional force measuring device, as shown in FIG.
- the contact was made at an angle of 60 degrees and fixed with a holding tool.
- a weight of 100 g was placed on the base at the top of the holder so that a vertical load of 100 gf was applied to the touch panel pen.
- the movable base on which the writable member was fixed was moved at a speed of 14 mm / second to the acute angle direction side (right side in FIG. 3) formed by the movable base and the touch panel pen.
- the frictional force in the moving direction of the movable base (the acute angle direction of the pen) when moving the length of 40 mm on one way was measured.
- the vertical load applied to the touch panel pen is released while the touch panel pen is kept in contact with the surface of the writable member at an angle of 60 degrees.
- the residual friction force F re in the moving direction was measured.
- the sampling time was 0.001 second, and the atmosphere during the measurement was a temperature of 23 ° C. ⁇ 5 ° C. and a humidity of 40 to 65%.
- each sample was left in an atmosphere of 23 ° C. ⁇ 5 ° C. and humidity of 40 to 65% for 10 minutes or more.
- Other analysis conditions are shown below.
- F re / F k of each experimental example was obtained by measuring 15 samples once, calculating F re / F k of each sample, and obtaining the average value of F re / F k of 15 samples. .
- the results are shown in Table 1.
- ⁇ Touch panel pen A1> Touch panel pen attached to the product name “Dynabook Tab S68” manufactured by Toshiba Corporation ⁇ Configuration of tip region: Air holes (acceleration of deformation) in an aggregate of polyester fibers (region (ii) to which hardness is imparted) Young's modulus of complex / region (ii) in which region (i)) is mixed: 3.0 GPa -Volume ratio of region (i) to region (ii) is about 95: 5 ⁇ Pen tip diameter: 1.5mm ⁇ Touch panel pen A2> -BB-2 pen attached to the product name "Boogie Board” manufactured by King Jim Co., Ltd.-Composition of tip region: Bulk of polyester acetate resin-Diameter of nib: 1.6 mm
- the surface opposite the resin layer side of the writable member for touch panel pens is bonded to a glass plate via an optical transparent adhesive sheet (thickness: 100 ⁇ m) manufactured by Toray, and the touch panel pens A1 to A2 are attached. Used to evaluate the writing feeling.
- the action at the time of evaluating the writing feeling was set to an action including many actions to change direction after stopping writing for a moment. Twenty people evaluated 20 points with overall good writing feeling, 1 point with normal writing feeling as a whole, and 0 points with poor writing feeling as a whole.
- the average score of 20 people is AA when the score is 1.8 points or more, A when the score is 1.6 points or more and less than 1.8 points, B when the average score is 1.2 points or more and less than 1.6 points, 1.0 point Those with less than 1.2 points were designated as C, and those with less than 1.0 points were designated as D.
- the atmosphere during the evaluation was a temperature of 23 ° C. ⁇ 5 ° C. and a humidity of 40 to 65%. Before starting the evaluation, each sample was left in an atmosphere of 23 ° C. ⁇ 5 ° C. and humidity of 40 to 65% for 10 minutes or more.
- A1-3 Using the trade name “HEIDON-14DR” manufactured by Shinto Kagaku as a nib wear measurement device, as shown in FIG. The contact was made at an angle of 60 degrees and fixed with a holding tool. A 200 g weight was placed on the base on the upper part of the holder so that a vertical load of 200 gf was applied to the touch panel pen. The operation of reciprocating the length of 40 mm one way at a speed of 14 mm / second was repeated 200 times while the load was applied. The temperature during the evaluation was 23 ⁇ 5 ° C. The relative humidity was 40 to 65%.
- the evaluation criteria are (i) that the change in dynamic friction force during measurement is 40% or less with respect to the initial dynamic friction force, and (ii) that the wear of the pen tip of the touch panel pen cannot be easily confirmed visually. Those satisfying (i) and (ii) are “A”, those not satisfying any of (i) and (ii) are “B”, and those not satisfying any of (i) and (ii) are “C” " The results are shown in Table 1.
- the writable member for the touch panel of the experimental example was cut into a 10 cm square. The cut part was selected from random parts after visually confirming that there were no abnormal points such as dust and scratches.
- the cut writable member was passed through an optically transparent adhesive sheet (refractive index: 1.47, thickness 100 ⁇ m) manufactured by Toray Industries Inc., and a black plate (made by Kuraray Co., Ltd., trade name: Comomo Glass) 15 samples prepared by bonding DFA502K, thickness 2.0 mm) were prepared.
- a surface roughness measuring instrument model number: SE-3400 / manufactured by Kosaka Laboratories
- writable member for touch panel pen A polyethylene terephthalate film (thickness 100 ⁇ m, manufactured by Toyobo Co., Ltd., trade name A4300) is used as the base material, and the first resin layer coating liquid A1 having the following formulation is applied on the base material so that the thickness after drying is 8 ⁇ m. Dry and irradiate with ultraviolet rays to form a first resin layer, and then apply a second resin layer coating liquid A2 having the following formulation onto the first resin layer so that the thickness after drying is 3 ⁇ m, and then dried and ultraviolet rays. Irradiated to form a second resin layer to obtain a writable member for a touch panel pen.
- Example A2 A triacetyl cellulose resin film (thickness 80 ⁇ m, manufactured by FUJIFILM Corporation, TD80UL) is used as a base material, and a resin layer coating solution A3 having the following formulation is applied onto the base material so that the thickness after drying is 2.5 ⁇ m. Then, drying and ultraviolet irradiation were performed to form a resin layer, and a writable member for a touch panel pen was obtained.
- Example A4 As a writable member for touch panel pen of Experimental Example A4, a surface film of a commercially available touch panel having a resin layer containing particles (particle diameter: about 7 to 13 ⁇ m) on a polyethylene terephthalate film (product name: Friction Sheet DPTA, manufactured by Sony Corporation) -OSF1) was prepared.
- the writing performance of the writable member satisfying the condition A1-1 is A or higher. This indicates that selecting a writable member satisfying the condition A1-1 leads to selection of a writable member having good writing feeling.
- the pen A1 has a gap while the pen 2 is a bulk without a gap, and the pen A1 and the pen A2 are completely different in type. Therefore, the results in Table 1 indicate that selecting a writable member satisfying the condition A1-1 leads to selection of a writable member having good writing feeling even when the types of touch panel pens are different. Show.
- the pen tip region has a touch panel pen (pen A1) having a region (i) for promoting deformation and a region (ii) for imparting hardness, and various physical properties such as ⁇ a. It can be confirmed that the combination with the writable member which is a preferred range in the specification is an effective combination for improving the writing feeling.
- a conductive film of ITO having a thickness of 20 nm was formed on the surface of the base material side of the writing member for touch panel pens of Experimental Examples A1 to A4 by a sputtering method to obtain an upper electrode plate.
- an ITO conductive film having a thickness of about 20 nm was formed by sputtering on one surface of a 1 mm thick tempered glass plate to obtain a lower electrode plate.
- ionizing radiation curable resin Dot Cure TR5903: Taiyo Ink Co., Ltd.
- Embodiment B ⁇ Example of Embodiment B> B1. Measurement and Evaluation The following measurement and evaluation were performed on the writable member for a touch panel pen prepared or prepared in the experimental example.
- the frictional force in the moving direction of the movable base (the acute angle direction of the pen) when moving the length of 40 mm on one way was measured.
- the sampling time (measurement interval) was 0.001 seconds
- the temperature during measurement was 23 ⁇ 5 ° C.
- the relative humidity was 40 to 65%.
- Other analysis conditions are shown below.
- the standard deviation of dynamic friction force ( ⁇ F k ), the average of dynamic friction force (F k ), the maximum value of dynamic friction force (F kmax ), according to the procedure of (A) to (D) described above, And the time ratio (T) whose dynamic friction force is 3.0 gf or less was calculated. The results are shown in Table 3.
- ⁇ Touch panel pen B1> -Configuration of pen tip area using felt core (DPTA-PTF1) for stylus pen of Sony digital paper (trade name: DPT-S1): Polyester fiber (area for imparting hardness (i )) Young's modulus of the composite / region (i) in which air holes (region (ii) that promotes deformation are mixed) are included in the aggregate of 2) GPa ⁇ Needle diameter: 1.3mm ⁇ Roughness of pen nib: ⁇ h n 0.014 ⁇ m ⁇ Touch panel pen B2> ⁇ Touch panel pen attached to the product name “SurfacePro3” manufactured by Microsoft Corporation ⁇ Configuration of tip region: Bulk of polyacetal resin (POM) ⁇ Young modulus of pen tip composition (POM):> 1 GPa ⁇ Diameter of pen tip: 2.
- the average score of 20 people is AA when the score is 1.8 or more, A when the score is 1.6 or more and less than 1.8, B when 1.0 or less and less than 1.6, and less than 1.0 Was designated C.
- the average score of 20 people is AA when the score is 1.8 or more, A when the score is 1.6 or more and less than 1.8, B when 1.0 or less and less than 1.6, and less than 1.0 Was designated C.
- the writable member for the touch panel of the experimental example was cut into a 10 cm square. The cut part was selected from random parts after visually confirming that there were no abnormal points such as dust and scratches.
- the cut writable member was passed through an optically transparent adhesive sheet (refractive index: 1.47, thickness 100 ⁇ m) manufactured by Toray Industries Inc., and a black plate (made by Kuraray Co., Ltd., trade name: Comomo Glass) 15 samples prepared by bonding DFA502K, thickness 2.0 mm) were prepared.
- a surface roughness measuring instrument model number: SE-3400 / manufactured by Kosaka Laboratory Co., Ltd.
- the touch panel pens B1 to B3 are placed on the surface of the writing layer for the touch panel pen on the resin layer side as shown in FIG. They were contacted at an angle of 60 degrees and fixed with a holder. A 200 g weight was placed on the base on the upper part of the holder so that a vertical load of 200 gf was applied to the touch panel pen. The operation of reciprocating the length of 40 mm one way at a speed of 14 mm / second was repeated 200 times while the load was applied. The temperature during the evaluation was 23 ⁇ 5 ° C. The relative humidity was 40 to 65%.
- the evaluation criteria are (i) that the change in dynamic friction force during measurement is 40% or less with respect to the initial dynamic friction force, and (ii) that the wear of the pen tip of the touch panel pen cannot be easily confirmed visually. Those satisfying (i) and (ii) are “A”, those not satisfying any of (i) and (ii) are “B”, and those not satisfying any of (i) and (ii) are “C” " The results are shown in Table 3.
- Example B1 A polyethylene terephthalate film (thickness 100 ⁇ m, manufactured by Toyobo Co., Ltd., trade name A4300) is used as a substrate, and the first resin layer coating solution B1 having the following formulation is applied on the substrate so that the thickness after drying is 8 ⁇ m. Dry and irradiate with ultraviolet rays to form a first resin layer, and then apply a second resin layer coating liquid B2 having the following formulation on the first resin layer so that the thickness after drying is 3 ⁇ m, and then drying and ultraviolet rays Irradiated to form a second resin layer to obtain a writable member for a touch panel pen.
- the first resin layer coating liquid B3 having the following formulation was applied onto the base material so that the thickness after drying was 4 ⁇ m, dried, and then irradiated with ultraviolet rays, to form a first resin. A layer was formed.
- the second resin layer coating liquid B4 having the following formulation is applied, dried, and irradiated with ultraviolet rays so that the thickness after drying is 200 nm, to form a second resin layer, and for touch panel pens A writable member was obtained.
- the ionizing radiation curable resin composition of the first resin layer is in a semi-cured state, and then in the step of forming the second resin layer, the first resin layer and the second resin The ionizing radiation curable resin composition of the layer was completely cured.
- Example B3 Using a triacetyl cellulose resin film having a thickness of 40 ⁇ m as a base material, a resin layer coating solution B5 having the following formulation was applied onto the base material so that the thickness after drying was 7 ⁇ m, dried, and then irradiated with ultraviolet rays to form a resin layer And a writable member for a touch panel pen was obtained.
- Example B4 As a writable member for the touch panel pen of Experimental Example B4, a commercially available touch panel surface film having a resin layer containing particles (particle size: about 7 to 13 ⁇ m) on a polyethylene terephthalate film (product name: Friction Sheet DPTA, manufactured by Sony Corporation) -OSF1) was prepared.
- the writable member satisfying the conditions B1-1 and B1-2 can improve the writing feeling. This indicates that selecting a writable member that satisfies the conditions B1-1 and B1-2 leads to selection of a writable member that provides a high level of writing feeling.
- the results in Table 3 indicate that the writing property member satisfying the conditions B1-1 and B1-2 is satisfied regardless of the touch panel pen used. The selection indicates that it leads to selection of a writable member that provides a high level of writing feeling.
- ITO conductive film with a thickness of 20 nm was formed on the surface of the base material side of the writing member for touch panel pens of Experimental Examples B1 to B4 by a sputtering method to obtain an upper electrode plate.
- an ITO conductive film having a thickness of about 20 nm was formed by sputtering on one surface of a 1 mm thick tempered glass plate to obtain a lower electrode plate.
- ionizing radiation curable resin Dot Cure TR5903: Taiyo Ink Co., Ltd.
- the touch panel pen C1 was contacted at an angle of 60 degrees and fixed with a holder. A weight of 100 g was placed on the base at the top of the holder so that a vertical load of 100 gf was applied to the touch panel pen. While the load was applied, the movable base on which the writable member was fixed was moved at a speed of 14 mm / second to the acute angle direction side (right side in FIG. 3) formed by the movable base and the touch panel pen.
- the frictional force in the moving direction of the movable base (the acute angle direction of the pen) when moving the length of 40 mm on one way was measured. Further, after the movement of the movable table, the vertical load applied to the touch panel pen is released while the touch panel pen is kept in contact with the surface of the writable member at an angle of 60 degrees. the residual friction force F re in the moving direction (the pen acute angle direction) was measured.
- the sampling time (measurement interval) was 0.001 second, and the atmosphere during the measurement was a temperature of 23 ° C. ⁇ 5 ° C. and a relative humidity of 40 to 65%. Before starting the measurement, each sample was left in an atmosphere of 23 ° C. ⁇ 5 ° C.
- ⁇ Touch panel pen C1> ⁇ Touch panel pen (pen tip: HB) attached to the product name "Surface Pro 4" manufactured by Microsoft ⁇ Composition of the nib: A composite in which a mixture of urethane resin binder and polyester fiber and air holes are mixed. Diameter of nib: 1.2 mm
- the touch panel pen C1 is placed at 60 degrees on the surface of the writable member for the touch panel pen as shown in FIG. Were contacted at an angle of and fixed with a holder. A 200 g weight was placed on the base on the upper part of the holder so that a vertical load of 200 gf was applied to the touch panel pen. The operation of reciprocating the length of 40 mm one way at a speed of 14 mm / second was repeated 200 times while the load was applied. The temperature during the evaluation was 23 ⁇ 5 ° C. The relative humidity was 40 to 65%.
- the evaluation criteria are (i) that the change in dynamic friction force during measurement is 40% or less with respect to the initial dynamic friction force, and (ii) that the wear of the pen tip of the touch panel pen cannot be easily confirmed visually. Those satisfying (i) and (ii) are “A”, those not satisfying any of (i) and (ii) are “B”, and those not satisfying any of (i) and (ii) are “C” " The results are shown in Table 6.
- the writable members for touch panels of Examples and Comparative Examples were cut into 10 cm squares. The cut part was selected from random parts after visually confirming that there were no abnormal points such as dust and scratches.
- the cut writable member is passed through an optically transparent adhesive sheet (refractive index: 1.47, thickness 100 ⁇ m) manufactured by Toray Industries, Inc., and a black plate (Kuraray Co., Ltd., trade name: Comoglass) 15 samples B each having DFA502K and a thickness of 2.0 mm) were prepared.
- Example C1 Preparation of writable member for touch panel pen [Example C1] A polyethylene terephthalate film (thickness: 100 ⁇ m, product name: A4300, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) is used as a base material. The resin layer was formed by irradiating with ultraviolet rays to obtain a writable member for touch panel pen of Example C1.
- Example C2 A polyethylene terephthalate film (thickness: 100 ⁇ m, product name: A4300, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) is used as a base material.
- the resin layer was formed by irradiating with ultraviolet rays to obtain a writable member for a touch panel pen of Example C2.
- Comparative Example C1 A polyethylene terephthalate film (thickness: 100 ⁇ m, manufactured by Toyobo Co., Ltd., trade name: A4300) is used as a base material. The resin layer was formed by irradiating with ultraviolet rays to obtain a writable member for touch panel pen of Comparative Example C1.
- Comparative Example C2 A polyethylene terephthalate film (thickness 100 ⁇ m, manufactured by Toyobo Co., Ltd., trade name A4300) is used as a base material, and the resin layer coating liquid C4 having the following formulation is applied onto the base material and dried so that the thickness after drying is 5 ⁇ m. The resin layer was formed by irradiating with ultraviolet rays to obtain a writable member for touch panel pen of Comparative Example C2.
- Comparative Example C3 A polyethylene terephthalate film (thickness: 100 ⁇ m, product name: A4300, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) is used as a base material. The resin layer was formed by irradiating with ultraviolet rays to obtain a writable member for touch panel pen of Comparative Example C3.
- the writability member of the example satisfying the condition C1-1 has a fatigue evaluation of A or more. This indicates that selecting a writable member that satisfies the condition C1-1 leads to selection of a writable member that is less susceptible to fatigue even in long-time writing. Further, from the results of Table 6, it can be confirmed that when the physical properties ( ⁇ a / Ra, etc.) of the writable member are within a suitable range in the specification, they are extremely excellent in suppressing the wear of the nib. Furthermore, from the results of Table 6, it can be confirmed that the writable member of the example in which ⁇ a / Ra and haze are in the preferable ranges in the specification are excellent in suppressing glare.
- ITO conductive film having a thickness of 20 nm was formed by sputtering on the base-side surface of the writable member for touch panel pens of Examples and Comparative Examples to obtain an upper electrode plate.
- an ITO conductive film having a thickness of about 20 nm was formed by sputtering on one surface of a 1 mm thick tempered glass plate to obtain a lower electrode plate.
- ionizing radiation curable resin Dot Cure TR5903: Taiyo Ink Co., Ltd.
- Dot Cure TR5903 Taiyo Ink Co., Ltd.
- Base material 2 Resin layer 10: Writable member for touch panel pen 20: Transparent substrate 30: Conductive film 40: Spacer 50: X-axis electrode 60: Y-axis electrode 70: Insulator layer 82: Movable table 83: Weight 84 : Holding tool 85: Base 100: Touch panel 200: Touch panel pen
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Abstract
筆記性部材の製品設計、品質管理を効率良くできるタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法を提供する。 下記条件A1-1を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別する、タッチパネルペン用筆記性部材の選別方法。 <条件A1-1> タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力の平均を算出する。 さらに、前記タッチパネルペン用筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了した後に、前記タッチパネルペンにかかる垂直荷重100gfを保持し、前記タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対して前記タッチパネルペンを60度の角度で接触させたままの状態とする。この状態において、前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の残留摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの残留摩擦力の平均を算出する。 前記動摩擦力の平均と前記残留摩擦力の平均とが「0.45<残留摩擦力の平均/動摩擦力の平均」の関係を示す。
Description
本発明は、タッチパネルペン用筆記性部材の選別方法、タッチパネルシステム、タッチパネルペン用筆記性部材、タッチパネル及び表示装置に関する。
近年、タッチパネルは多くの携帯情報端末に搭載されるようになったこともあり、流通量が増加している。タッチパネルの表面には、種々の目的のために表面保護シートが貼着される場合がある。
従来主流であった抵抗膜式タッチパネルは、指やペンで繰り返し打点するような操作を行うことから、表面保護シートには高度な耐擦傷性が求められていた。
一方、現在の主流である静電容量式タッチパネルの表面保護シートには、指で操作する際の滑り性が求められている。従来の抵抗膜式は、複数個所を同時に検知できないため、画面上で指を動かすことはなかったものの、静電容量式タッチパネルは、複数個所を同時に検知可能であり、画面上で指を動かす操作が多いためである。
また、抵抗膜式及び静電容量式に共通して、タッチパネル用の表面保護シートには、指で操作した際の指紋の付着を抑制したり、付着した指紋を拭取りやすくする性能が求められている。
一方、現在の主流である静電容量式タッチパネルの表面保護シートには、指で操作する際の滑り性が求められている。従来の抵抗膜式は、複数個所を同時に検知できないため、画面上で指を動かすことはなかったものの、静電容量式タッチパネルは、複数個所を同時に検知可能であり、画面上で指を動かす操作が多いためである。
また、抵抗膜式及び静電容量式に共通して、タッチパネル用の表面保護シートには、指で操作した際の指紋の付着を抑制したり、付着した指紋を拭取りやすくする性能が求められている。
上記のようなタッチパネル用の表面保護シートとしては、例えば、特許文献1~2が提案されている。
静電容量式タッチパネルは、静電容量の変化を計測して触れた箇所を認識することから、接触物には一定の導電性が必要である。このため、静電容量式タッチパネルの出現当初は、指での操作性のみが検討されており、タッチパネルペンにより文字や絵を描くなどの筆記性は検討されていなかった。抵抗膜式タッチパネルにおいても、タッチパネルペンを用いた際の操作は打点が主流であり、文字や絵を描く際の筆記性は重視されていなかった。
しかし、近年、静電容量式タッチパネルや電磁誘導型タッチパネルに入力可能なタッチパネルペンが提案され始めたこと、タッチパネルペンによる文字入力や描画に対応したアプリケーションが増加してきたことから、タッチパネル用の表面保護シートには、タッチパネルペンでの良好な筆記感が求められている。
しかしながら、従来提案された特許文献1~2のタッチパネル用の表面保護シートは、タッチパネルペンでの筆記感について何ら検討していない。
しかし、近年、静電容量式タッチパネルや電磁誘導型タッチパネルに入力可能なタッチパネルペンが提案され始めたこと、タッチパネルペンによる文字入力や描画に対応したアプリケーションが増加してきたことから、タッチパネル用の表面保護シートには、タッチパネルペンでの良好な筆記感が求められている。
しかしながら、従来提案された特許文献1~2のタッチパネル用の表面保護シートは、タッチパネルペンでの筆記感について何ら検討していない。
本発明は、高レベルの筆記感を得ることができるタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法、タッチパネルシステム、タッチパネルペン用筆記性部材、タッチパネル及び表示装置を提供することを課題とする。
本発明者らは上記課題を解決すべく、本発明は、以下[1]~[15]のタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法、タッチパネルシステム、タッチパネルペン用筆記性部材、タッチパネル及び表示装置を提供する。
[1]下記条件A1-1を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別する、タッチパネルペン用筆記性部材の選別方法。
<条件A1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力の平均を算出する。
さらに、前記タッチパネルペン用筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了した後に、前記タッチパネルペンにかかる垂直荷重100gfを保持し、前記タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対して前記タッチパネルペンを60度の角度で接触させたままの状態とする。この状態において、前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の残留摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの残留摩擦力の平均を算出する。
前記動摩擦力の平均と前記残留摩擦力の平均とが「0.45<残留摩擦力の平均/動摩擦力の平均」の関係を示す。
[2]表面にタッチパネルペン用筆記性部材を有するタッチパネルと、タッチパネルペンとからなるタッチパネルシステムであって、上記条件A1-1を満たすタッチパネルシステム。
[3]上記条件A1-1を満たす表面を有するタッチパネルペン用筆記性部材。
[4]表面に筆記性部材を有するタッチパネルであって、前記筆記性部材として、上記[3]に記載のタッチパネルペン用筆記性部材の上記条件A1-1を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くように配置してなるタッチパネル。
[5]表示素子上にタッチパネルを有する表示装置であって、前記タッチパネルが上記[4]に記載のタッチパネルである、タッチパネル付きの表示装置。
<条件A1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力の平均を算出する。
さらに、前記タッチパネルペン用筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了した後に、前記タッチパネルペンにかかる垂直荷重100gfを保持し、前記タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対して前記タッチパネルペンを60度の角度で接触させたままの状態とする。この状態において、前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の残留摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの残留摩擦力の平均を算出する。
前記動摩擦力の平均と前記残留摩擦力の平均とが「0.45<残留摩擦力の平均/動摩擦力の平均」の関係を示す。
[2]表面にタッチパネルペン用筆記性部材を有するタッチパネルと、タッチパネルペンとからなるタッチパネルシステムであって、上記条件A1-1を満たすタッチパネルシステム。
[3]上記条件A1-1を満たす表面を有するタッチパネルペン用筆記性部材。
[4]表面に筆記性部材を有するタッチパネルであって、前記筆記性部材として、上記[3]に記載のタッチパネルペン用筆記性部材の上記条件A1-1を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くように配置してなるタッチパネル。
[5]表示素子上にタッチパネルを有する表示装置であって、前記タッチパネルが上記[4]に記載のタッチパネルである、タッチパネル付きの表示装置。
[6]下記条件B1-1及び条件B1-2を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別する、タッチパネルペン用筆記性部材の選別方法。
<条件B1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力を算出する。前記動摩擦力の標準偏差を算出した際に、前記標準偏差が2.0gf以上15.0gf以下。
<条件B1-2>
動摩擦力の全測定時間において、動摩擦力が3.0gf以下である時間割合が15%以上90%以下。
[7]表面にタッチパネルペン用筆記性部材を有するタッチパネルと、タッチパネルペンとからなるタッチパネルシステムであって、上記条件B1-1及び条件B1-2を満たすタッチパネルシステム。
[8]上記条件B1-1及び条件B1-2を満たす表面を有するタッチパネルペン用筆記性部材。
[9]表面に筆記性部材を有するタッチパネルであって、前記筆記性部材として、上記[8]に記載のタッチパネルペン用筆記性部材の上記条件B1-1及び条件B1-2を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くように配置してなるタッチパネル。
[10]表示素子上にタッチパネルを有する表示装置であって、前記タッチパネルが上記[9]に記載のタッチパネルである、タッチパネル付きの表示装置。
<条件B1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力を算出する。前記動摩擦力の標準偏差を算出した際に、前記標準偏差が2.0gf以上15.0gf以下。
<条件B1-2>
動摩擦力の全測定時間において、動摩擦力が3.0gf以下である時間割合が15%以上90%以下。
[7]表面にタッチパネルペン用筆記性部材を有するタッチパネルと、タッチパネルペンとからなるタッチパネルシステムであって、上記条件B1-1及び条件B1-2を満たすタッチパネルシステム。
[8]上記条件B1-1及び条件B1-2を満たす表面を有するタッチパネルペン用筆記性部材。
[9]表面に筆記性部材を有するタッチパネルであって、前記筆記性部材として、上記[8]に記載のタッチパネルペン用筆記性部材の上記条件B1-1及び条件B1-2を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くように配置してなるタッチパネル。
[10]表示素子上にタッチパネルを有する表示装置であって、前記タッチパネルが上記[9]に記載のタッチパネルである、タッチパネル付きの表示装置。
[11]下記条件C1-1を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別する、タッチパネルペン用筆記性部材の選別方法。
<条件C1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力f[gf]を1m秒間隔で測定する。
前記タッチパネルペン用筆記性部材の移動が開始した後の1001m秒~2000m秒を125m秒ごとの8区間に分割する。前記動摩擦力を、区間ごとに、窓関数をハニング窓として離散フーリエ変換して、周波数ごとのパワースペクトル密度[(gf)2/Hz]を算出する。
区間ごとに100Hz超200Hz以下のパワースペクトル密度の積分値を算出し、8区間の前記積分値の平均値M100-200を算出した際に、前記M100-200が0.030[(gf)2]超0.400[(gf)2]以下を示す。
[12]表面にタッチパネルペン用筆記性部材を有するタッチパネルと、タッチパネルペンとからなるタッチパネルシステムであって、上記条件C1-1を満たすタッチパネルシステム。
[13]上記条件C1-1を満たす表面を有するタッチパネルペン用筆記性部材。
[14]表面に筆記性部材を有するタッチパネルであって、前記筆記性部材として、上記[13]に記載のタッチパネルペン用筆記性部材の上記条件C1-1を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くように配置してなるタッチパネル。
[15]表示素子上にタッチパネルを有する表示装置であって、前記タッチパネルが上記[14]に記載のタッチパネルである、タッチパネル付きの表示装置。
<条件C1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力f[gf]を1m秒間隔で測定する。
前記タッチパネルペン用筆記性部材の移動が開始した後の1001m秒~2000m秒を125m秒ごとの8区間に分割する。前記動摩擦力を、区間ごとに、窓関数をハニング窓として離散フーリエ変換して、周波数ごとのパワースペクトル密度[(gf)2/Hz]を算出する。
区間ごとに100Hz超200Hz以下のパワースペクトル密度の積分値を算出し、8区間の前記積分値の平均値M100-200を算出した際に、前記M100-200が0.030[(gf)2]超0.400[(gf)2]以下を示す。
[12]表面にタッチパネルペン用筆記性部材を有するタッチパネルと、タッチパネルペンとからなるタッチパネルシステムであって、上記条件C1-1を満たすタッチパネルシステム。
[13]上記条件C1-1を満たす表面を有するタッチパネルペン用筆記性部材。
[14]表面に筆記性部材を有するタッチパネルであって、前記筆記性部材として、上記[13]に記載のタッチパネルペン用筆記性部材の上記条件C1-1を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くように配置してなるタッチパネル。
[15]表示素子上にタッチパネルを有する表示装置であって、前記タッチパネルが上記[14]に記載のタッチパネルである、タッチパネル付きの表示装置。
本発明のタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法は、タッチパネルペンによる筆記試験を行わなくても、高レベルな筆記感が得られる筆記性部材を選別することができ、筆記性部材の製品設計、品質管理を効率よくすることができる。また、本発明のタッチパネルシステム、タッチパネルペン用筆記性部材、タッチパネル及び表示装置は、高レベルな筆記感を付与することができる。
以下、本発明のタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法、タッチパネルシステム、タッチパネルペン用筆記性部材、タッチパネル及び表示装置に関して、実施形態A、実施形態B及び実施形態Cを例として説明する。
<実施形態A>
[タッチパネルペン用筆記性部材の選別方法]
実施形態Aのタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法は、下記条件A1-1を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別するものである。
<条件A1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力の平均を算出する。
さらに、前記タッチパネルペン用筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了した後に、前記タッチパネルペンにかかる垂直荷重100gfを保持し、前記タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対して前記タッチパネルペンを60度の角度で接触させたままの状態とする。この状態において、前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の残留摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの残留摩擦力の平均を算出する。
前記動摩擦力の平均と前記残留摩擦力の平均とが「0.45<残留摩擦力の平均/動摩擦力の平均」の関係を示す。
[タッチパネルペン用筆記性部材の選別方法]
実施形態Aのタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法は、下記条件A1-1を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別するものである。
<条件A1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力の平均を算出する。
さらに、前記タッチパネルペン用筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了した後に、前記タッチパネルペンにかかる垂直荷重100gfを保持し、前記タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対して前記タッチパネルペンを60度の角度で接触させたままの状態とする。この状態において、前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の残留摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの残留摩擦力の平均を算出する。
前記動摩擦力の平均と前記残留摩擦力の平均とが「0.45<残留摩擦力の平均/動摩擦力の平均」の関係を示す。
なお、60度とは、タッチパネルペン用筆記性部材の表面と平行な方向を0度として、表面に対して60度傾いていることを意味する。
図1及び図2は、実施形態Aのタッチパネルペン用筆記性部材10の一実施形態を示す断面図である。図1及び図2のタッチパネルペン用筆記性部材10は、基材1の一方の面に樹脂層2を有している。
実施形態Aのタッチパネルペン用筆記性部材は、一方の表面が条件A1-1を満たしていてもよいし、両方の表面が条件A1-1を満たしていてもよい。
以下、タッチパネルペン用筆記性部材のことを「筆記性部材」、条件A1-1を満たす表面のことを「筆記面A」と称する場合がある。
実施形態Aのタッチパネルペン用筆記性部材は、一方の表面が条件A1-1を満たしていてもよいし、両方の表面が条件A1-1を満たしていてもよい。
以下、タッチパネルペン用筆記性部材のことを「筆記性部材」、条件A1-1を満たす表面のことを「筆記面A」と称する場合がある。
<筆記面A>
実施形態Aのタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法は、上記条件A1-1を満たす表面を有するものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別するものである。以下、条件A1-1の設計の技術思想について説明する。
実施形態Aのタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法は、上記条件A1-1を満たす表面を有するものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別するものである。以下、条件A1-1の設計の技術思想について説明する。
文字を書いたり、図形を描いたりする際には、一瞬筆記を停止した後に再始動する場合が多い。例えば、筆記方向を転換する際には、通常は一瞬筆記を停止してから筆記方向を転換する。筆記を一瞬停止した後に再始動する際の筆記感には静摩擦力が大きく関連していると考えられるが、本発明者らの検討では、両者に十分な相関関係が見られない場合が散見された。
条件A1-1の「残留摩擦力の平均(以下、「Fre」と称する場合がある。)」は、筆記性部材の移動が完了した後に、タッチパネルペンの荷重条件及び筆記性部材へのタッチパネルへの接触条件を保持した状態において、タッチパネルペンにかかる前記移動方向の摩擦力を示している。Freは、一瞬筆記を停止する際のペン先の止まりやすさや、タッチパネルペンを再始動する際に要する臨界的な力を示していると考えられる。つまり、Freは、一瞬筆記を停止する動作及び再始動する動作における筆記感(以下、「再始動時の筆記感」と称する場合がある。)に大きく影響すると考えられる。しかし、Freを調整したのみでは、再始動時の筆記感を十分にできない場合があった。
本発明者らは鋭意検討した結果、人間は一連の動作の際に直前の感覚を残しており、それ故、一瞬筆記を停止して再始動する際の筆記感には直前の動摩擦力が大きく影響していることを見出した。そして、Freと動摩擦力とを関連付けることにより、再始動時の筆記感を良好にすることができ、ひいては高レベルの筆記感を付与し得ることを見出した。
本発明者らは鋭意検討した結果、人間は一連の動作の際に直前の感覚を残しており、それ故、一瞬筆記を停止して再始動する際の筆記感には直前の動摩擦力が大きく影響していることを見出した。そして、Freと動摩擦力とを関連付けることにより、再始動時の筆記感を良好にすることができ、ひいては高レベルの筆記感を付与し得ることを見出した。
条件A1-1では、Freと、動摩擦力の平均(以下、「Fk」と称する場合がある。)の関係式「Fre/Fk」が0.45超であることを要求している。
Fre/Fkが0.45以下であることは、Fkに比べてFreが小さ過ぎることを意味する。この場合、筆記を停止する際にペンの駆動力を0近傍に調整する動作が非常に困難となり、ペン先が止まり難くなったり、ペンが滑ると感じられるようになり、思い通りの位置と方向に筆記方向を転換しにくくなる。したがって、Fre/Fkが0.45以下の場合、再始動時の筆記感を良好にすることができず、高レベルの筆記感を付与できない。
Fre/Fkが0.45以下であることは、Fkに比べてFreが小さ過ぎることを意味する。この場合、筆記を停止する際にペンの駆動力を0近傍に調整する動作が非常に困難となり、ペン先が止まり難くなったり、ペンが滑ると感じられるようになり、思い通りの位置と方向に筆記方向を転換しにくくなる。したがって、Fre/Fkが0.45以下の場合、再始動時の筆記感を良好にすることができず、高レベルの筆記感を付与できない。
なお、Fre/Fkが大き過ぎると、筆記を一瞬停止して再始動する際の負荷が重く感じられることがある。このため、再始動時の筆記感をより良好にする観点から、条件A1-1において、Fre/Fkは、0.60以上1.50以下であることが好ましく、0.65以上1.40以下であることがより好ましく、0.90以上1.35以下であることがさらに好ましい。
実施形態Aの筆記性部材の選別方法は、下記条件A1-2を満たすものを選別することが好ましい。条件A1-2を満たすことにより、条件A1-1を満たすことにより得られる再始動時の筆記感をより良好にすることができる。
<条件A1-2>
残留摩擦力の平均が1.0gf以上25.0gf以下。
<条件A1-2>
残留摩擦力の平均が1.0gf以上25.0gf以下。
残留摩擦力の平均(Fre)は、1.5gf以上23.0gf以下であることがより好ましく、2.0gf以上20.0gf以下であることがさらに好ましい。
実施形態Aの筆記性部材の選別方法は、下記条件A1-3を満たすものを選別することが好ましい。条件A1-3を満たすことにより、連続して筆記する際の筆記感を良好にしやすくできるとともに、ペン先の摩耗を抑制しやすくできる。
<条件A1-3>
動摩擦力の平均が1.0gf以上32.0gf以下。
<条件A1-3>
動摩擦力の平均が1.0gf以上32.0gf以下。
動摩擦力の平均(Fk)は、2.0gf以上25.0gf以下であることがより好ましく、2.5gf以上15.0gf以下であることがさらに好ましい。
実施形態Aの筆記性部材の選別方法は、下記条件A1-4を満たすものを選別することが好ましい。条件A1-4を満たすことにより、連続して筆記する際の筆記感を良好にしやすくできるとともに、ペン先の摩耗を抑制しやすくできる。
<条件A1-4>
動摩擦力の標準偏差が0.5gf以上18.0gf以下。
<条件A1-4>
動摩擦力の標準偏差が0.5gf以上18.0gf以下。
動摩擦力の標準偏差(以下、「σFk」と称する場合がある。)は、0.001秒ごとに測定した動摩擦力から算出したものである。σFkは、0.7gf以上10.0gf以下とすることがより好ましく、1.0gf以上5.0gf以下とすることがさらに好ましい。
実施形態Aにおいて、Fk及びFreは、15個のサンプルを各1回ずつ測定した際の平均値とする。また、実施形態Aにおいて、Fre/Fkは、15個のサンプルを各1回ずつ測定して各サンプルのFre/Fkを算出し、20サンプルのFre/Fkを平均した値とする。また、実施形態Aにおいて、σFkは、60個のサンプルのFkを各1回ずつ測定した際の標準偏差とする。
図3は、動摩擦力及び残留摩擦力の測定方法を説明する概略図である。
図3では、タッチパネルペン200は筆記性部材10に接触した状態で保持具84によって固定されている。また、保持具84の上部には重り83を乗せるための土台85が付属されている。土台85上には重り83が乗せられており、該重りによってタッチパネルペンに垂直荷重がかけられている。筆記性部材10は可動台82上に固定されている。
摩擦力の測定時には、タッチパネルペンが上記のように固定された状態で、筆記性部材10が固定された可動台82を、筆記性部材とタッチパネルペンとの成す角の鋭角方向側(図3の右側)に所定の速度で移動する。この際、タッチパネルペン200には、可動台82の移動方向に動摩擦力が生じ、各時間の動摩擦力を算出できる。また、筆記性部材10の移動を完了した後の摩擦力である残留摩擦力を測定できる。
図3に示す測定が可能な装置としては、新東科学社製の商品名HEIDON-18L、HEIDON-14DRが挙げられる。
図3では、タッチパネルペン200は筆記性部材10に接触した状態で保持具84によって固定されている。また、保持具84の上部には重り83を乗せるための土台85が付属されている。土台85上には重り83が乗せられており、該重りによってタッチパネルペンに垂直荷重がかけられている。筆記性部材10は可動台82上に固定されている。
摩擦力の測定時には、タッチパネルペンが上記のように固定された状態で、筆記性部材10が固定された可動台82を、筆記性部材とタッチパネルペンとの成す角の鋭角方向側(図3の右側)に所定の速度で移動する。この際、タッチパネルペン200には、可動台82の移動方向に動摩擦力が生じ、各時間の動摩擦力を算出できる。また、筆記性部材10の移動を完了した後の摩擦力である残留摩擦力を測定できる。
図3に示す測定が可能な装置としては、新東科学社製の商品名HEIDON-18L、HEIDON-14DRが挙げられる。
なお、実施形態A及び後述する実施形態Bにおいて、Fk、σFk、Fre等の摩擦力に関するパラメータは、下記(A)~(E)のように測定することが好ましい。
(A)0点補正
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかける。この状態のまま(筆記性部材は動かさない)、100m秒静置し、タッチパネルペンの鋭角方向に生じた摩擦力を0.001秒間隔で測定する。計測時間1m秒~100m秒の間の摩擦力の最大値を、摩擦力の全計測値(1m秒の摩擦力~残留摩擦力の測定終了の摩擦力までの全ての摩擦力の測定値)から引いた値を各時間の摩擦力として、0点補正する。後述の(C)~(E)は0点補正した摩擦力に基づいて算出している。
(B)実測時間
0点補正する前の計測時間1m秒~100m秒の摩擦力の標準偏差の3倍を「閾値」とする。上記(A)の100m秒静置の後、さらに500m秒静置した後に、筆記性部材を固定した可動台を14mm/秒の速度で、筆記性部材とタッチパネルペンとの成す角の鋭角方向側に移動させ、タッチパネルペンの鈍角方向の摩擦力を0.001秒間隔で測定する。筆記性部材の移動開始後に閾値を最初に超えた時間を「実測開始」の時間とする。
(C)最大摩擦力Fmax
実測開始から1500m秒以内の最大摩擦力から最大摩擦力Fmaxを算出する。
(D)動摩擦力
最大摩擦力Fmaxが発生した時間を第1ピーク時間とする。
実測を開始した時間から、筆記性部材の40mmの長さの移動が完了する時間までの摩擦力の平均を暫定平均摩擦力とする。第1ピーク時間から30m秒経過後に、[暫定平均摩擦力+(最大摩擦力×0.1)]を超える摩擦力が最初に発生した時間を第2ピーク時間とする。
第2ピーク時間から500m秒経過した時間を動摩擦力の測定開始時間、筆記性部材の40mmの長さの移動が完了する時間を動摩擦力の測定終了時間として、各時間の動摩擦力を測定し、動摩擦力の平均(Fk)、動摩擦力の標準偏差(σFk)を算出できる。
(E)残留摩擦力
筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了した後に、タッチパネルペンにかかる垂直荷重100gfを保持し、タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させたままの状態とする。この状態において、タッチパネルペンにかかる鋭角方向の摩擦力(残留摩擦力)を測定する。残留摩擦力の測定時間は、筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了してから500m秒経過後を測定開始時間として、そこから400m秒後を測定終了時間とする。各時間の残留摩擦力から、残留摩擦力の平均(Fre)を算出する。
(A)0点補正
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかける。この状態のまま(筆記性部材は動かさない)、100m秒静置し、タッチパネルペンの鋭角方向に生じた摩擦力を0.001秒間隔で測定する。計測時間1m秒~100m秒の間の摩擦力の最大値を、摩擦力の全計測値(1m秒の摩擦力~残留摩擦力の測定終了の摩擦力までの全ての摩擦力の測定値)から引いた値を各時間の摩擦力として、0点補正する。後述の(C)~(E)は0点補正した摩擦力に基づいて算出している。
(B)実測時間
0点補正する前の計測時間1m秒~100m秒の摩擦力の標準偏差の3倍を「閾値」とする。上記(A)の100m秒静置の後、さらに500m秒静置した後に、筆記性部材を固定した可動台を14mm/秒の速度で、筆記性部材とタッチパネルペンとの成す角の鋭角方向側に移動させ、タッチパネルペンの鈍角方向の摩擦力を0.001秒間隔で測定する。筆記性部材の移動開始後に閾値を最初に超えた時間を「実測開始」の時間とする。
(C)最大摩擦力Fmax
実測開始から1500m秒以内の最大摩擦力から最大摩擦力Fmaxを算出する。
(D)動摩擦力
最大摩擦力Fmaxが発生した時間を第1ピーク時間とする。
実測を開始した時間から、筆記性部材の40mmの長さの移動が完了する時間までの摩擦力の平均を暫定平均摩擦力とする。第1ピーク時間から30m秒経過後に、[暫定平均摩擦力+(最大摩擦力×0.1)]を超える摩擦力が最初に発生した時間を第2ピーク時間とする。
第2ピーク時間から500m秒経過した時間を動摩擦力の測定開始時間、筆記性部材の40mmの長さの移動が完了する時間を動摩擦力の測定終了時間として、各時間の動摩擦力を測定し、動摩擦力の平均(Fk)、動摩擦力の標準偏差(σFk)を算出できる。
(E)残留摩擦力
筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了した後に、タッチパネルペンにかかる垂直荷重100gfを保持し、タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させたままの状態とする。この状態において、タッチパネルペンにかかる鋭角方向の摩擦力(残留摩擦力)を測定する。残留摩擦力の測定時間は、筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了してから500m秒経過後を測定開始時間として、そこから400m秒後を測定終了時間とする。各時間の残留摩擦力から、残留摩擦力の平均(Fre)を算出する。
なお、筆記性部材の表面及びタッチパネルペンのペン先に油脂(例えば、人間の指から筆記性部材の表面に転写した指紋成分)が付着していると、摩擦力に影響を与える可能性がある。このため、実施形態A~Cにおける摩擦力の測定は、筆記性部材の表面及びタッチパネルペンのペン先に油脂が付着しないようにして実施することが好ましい。また、実施形態A~Cにおいて、筆記性部材の表面及びタッチパネルペンのペン先に油脂が付着した場合には、筆記性部材の表面及びタッチパネルペンのペン先の形状、物性に影響を与えない範囲で脱脂処理を行った後に摩擦力を測定することが好ましい。
条件A1-1及びその他の条件の判定に用いるタッチパネルペンは特に限定されず、市販のタッチパネルペンの中から適宜選択できる。
なお、タッチパネルペンのペン先の材料が筆記性部材の表面凹凸に嵌まり込まない場合、条件A1-1を満たす筆記性部材が設計しにくくなる。このため、条件A1-1等の判定に用いるタッチパネルペンは、ペン先が一定の柔軟性を有することが好ましい。しかし、ペン先に柔軟性を有する材料のみから形成した場合、フィルムの凸形状部の食い込み部分でペン先が摩耗するため寿命が短くなったり、ペン先が筆記性部材の表面凹凸から離れにくくなる場合がある。したがって、条件A1-1等の判定に用いるタッチパネルペンは、ペンの先端領域が、少なくとも2つの領域を有することが好ましい。具体的には、ペンの先端領域が、少なくとも、変形を促進する領域(i)と、硬さを付与する領域(ii)とを有することが好ましい。また、変形を促進する領域(i)と、硬さを付与する領域(ii)とは、規則的又はランダムに混在していることが好ましい。領域(i)と、領域(ii)とが混在した構成としては、例えば、多孔質の構成(空気孔が変形を促進する領域(i)となる)、硬い素材の中に柔らかい素材が混在している構成等が挙げられる。
変形を促進する領域(i)としては、例えば、空気孔、空洞部、柔らかい素材等が挙げられる。柔らかい素材のヤング率は1.0GPa以下であることが好ましく、0.6GPa以下であることがより好ましい。
硬さを付与する領域(ii)としては、ヤング率1.2GPa以上の素材が挙げられる。硬さを付与する領域(ii)の素材のヤング率は2.0GPa以上であることが好ましく、2.5GPa以上であることがより好ましい。なお、筆記性部材の摩耗を抑制する観点からは、硬さを付与する領域(ii)の素材のヤング率は5.0GPa以下であることが好ましく、4.0GPa以下であることがより好ましく、3.5GPa以下であることがさらに好ましい。
領域(i)と領域(ii)との体積比は、98:2~70:30であることが好ましく、95:5~75:25であることがより好ましく、90:10~80:20であることがさらに好ましい。
ヤング率Eの測定時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、湿度40~65%とする。また、ヤング率Eの測定開始前に、測定サンプルを23℃±5℃、湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置するものとする。
先端領域とは、タッチパネルペンのペン先から1.5mm以内の範囲をいうものとする。
なお、タッチパネルペンのペン先の材料が筆記性部材の表面凹凸に嵌まり込まない場合、条件A1-1を満たす筆記性部材が設計しにくくなる。このため、条件A1-1等の判定に用いるタッチパネルペンは、ペン先が一定の柔軟性を有することが好ましい。しかし、ペン先に柔軟性を有する材料のみから形成した場合、フィルムの凸形状部の食い込み部分でペン先が摩耗するため寿命が短くなったり、ペン先が筆記性部材の表面凹凸から離れにくくなる場合がある。したがって、条件A1-1等の判定に用いるタッチパネルペンは、ペンの先端領域が、少なくとも2つの領域を有することが好ましい。具体的には、ペンの先端領域が、少なくとも、変形を促進する領域(i)と、硬さを付与する領域(ii)とを有することが好ましい。また、変形を促進する領域(i)と、硬さを付与する領域(ii)とは、規則的又はランダムに混在していることが好ましい。領域(i)と、領域(ii)とが混在した構成としては、例えば、多孔質の構成(空気孔が変形を促進する領域(i)となる)、硬い素材の中に柔らかい素材が混在している構成等が挙げられる。
変形を促進する領域(i)としては、例えば、空気孔、空洞部、柔らかい素材等が挙げられる。柔らかい素材のヤング率は1.0GPa以下であることが好ましく、0.6GPa以下であることがより好ましい。
硬さを付与する領域(ii)としては、ヤング率1.2GPa以上の素材が挙げられる。硬さを付与する領域(ii)の素材のヤング率は2.0GPa以上であることが好ましく、2.5GPa以上であることがより好ましい。なお、筆記性部材の摩耗を抑制する観点からは、硬さを付与する領域(ii)の素材のヤング率は5.0GPa以下であることが好ましく、4.0GPa以下であることがより好ましく、3.5GPa以下であることがさらに好ましい。
領域(i)と領域(ii)との体積比は、98:2~70:30であることが好ましく、95:5~75:25であることがより好ましく、90:10~80:20であることがさらに好ましい。
ヤング率Eの測定時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、湿度40~65%とする。また、ヤング率Eの測定開始前に、測定サンプルを23℃±5℃、湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置するものとする。
先端領域とは、タッチパネルペンのペン先から1.5mm以内の範囲をいうものとする。
また、条件A1-1等の判定に用いるタッチパネルペンは、ペン先の直径が0.3~2.5mmであることが好ましく、0.5~2.0mmであることがより好ましく、0.7~1.7mmであることがさらに好ましい。
実施形態A~Cにおいてペン先の直径Dは、ペン軸に対して垂直方向側からタッチパネルペンを撮像した写真を基準として算出する。図4は、ペン軸に対して垂直方向側からタッチパネルペンを撮像した際のタッチパネルペンの外形を点線で表示したものである。図4(a)に示すように、該写真に対して、該写真の頂点を通り、かつ該写真からはみ出ない円を重ね合わせた際に、最大となる円の直径をペン先の直径Dとする。ただし、図4(b)に示すように、該写真が斜面を有し、かつ該斜面のペン軸に対する角度が40~90度であれば、該斜面をはみ出して該円を重ね合わせてもよい。
実施形態A~Cにおいてペン先の直径Dは、ペン軸に対して垂直方向側からタッチパネルペンを撮像した写真を基準として算出する。図4は、ペン軸に対して垂直方向側からタッチパネルペンを撮像した際のタッチパネルペンの外形を点線で表示したものである。図4(a)に示すように、該写真に対して、該写真の頂点を通り、かつ該写真からはみ出ない円を重ね合わせた際に、最大となる円の直径をペン先の直径Dとする。ただし、図4(b)に示すように、該写真が斜面を有し、かつ該斜面のペン軸に対する角度が40~90度であれば、該斜面をはみ出して該円を重ね合わせてもよい。
また、実施形態Aの筆記性部材の選別方法は、下記条件A2-1を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別することが好ましい。
<条件A2-1>
ヘイズが25.0%以上
<条件A2-1>
ヘイズが25.0%以上
ヘイズを25.0%以上とすることにより、ギラツキ(映像光に微細な輝度のばらつきが見える現象)を抑制しやすくできる。
ギラツキ抑制の観点から、ヘイズは35.0%以上であることがより好ましく、45.0%以上であることがさらに好ましい。また、表示素子の解像性の低下の抑制の観点から、ヘイズは90.0%以下であることが好ましく、70.0%以下であることがより好ましく、67.0%以下であることがさらに好ましく、60.0%以下であることがよりさらに好ましい。
ヘイズ及び後述の全光線透過率を測定する際は、筆記性部材の筆記面A(上記条件A1-1を満たす面)とは反対側の表面から光を入射するものとする。筆記性部材の両面が筆記面Aの場合、光入射面はどちらの面であってもよい。なお、本明細書において、ヘイズ及び全光線透過率は、15個のサンプルを各1回ずつ測定した際の平均値とする。
ギラツキ抑制の観点から、ヘイズは35.0%以上であることがより好ましく、45.0%以上であることがさらに好ましい。また、表示素子の解像性の低下の抑制の観点から、ヘイズは90.0%以下であることが好ましく、70.0%以下であることがより好ましく、67.0%以下であることがさらに好ましく、60.0%以下であることがよりさらに好ましい。
ヘイズ及び後述の全光線透過率を測定する際は、筆記性部材の筆記面A(上記条件A1-1を満たす面)とは反対側の表面から光を入射するものとする。筆記性部材の両面が筆記面Aの場合、光入射面はどちらの面であってもよい。なお、本明細書において、ヘイズ及び全光線透過率は、15個のサンプルを各1回ずつ測定した際の平均値とする。
また、実施形態Aの筆記性部材の選別方法は、下記条件A2-2を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別することが好ましい。
<条件A2-2>
JIS K7361-1:1997の全光線透過率が87.0%以上
<条件A2-2>
JIS K7361-1:1997の全光線透過率が87.0%以上
全光線透過率を87.0%以上とすることにより、表示素子の輝度の低下を抑制できる。
全光線透過率は88.0%以上であることがより好ましく、89.0%以上であることがさらに好ましい。なお、全光線透過率が高すぎると、条件A1-1を満たしにくい傾向がある。このため、全光線透過率は92.0%以下であることが好ましく、91.5%以下であることがより好ましく、91.0%以下であることがさらに好ましい。
全光線透過率は88.0%以上であることがより好ましく、89.0%以上であることがさらに好ましい。なお、全光線透過率が高すぎると、条件A1-1を満たしにくい傾向がある。このため、全光線透過率は92.0%以下であることが好ましく、91.5%以下であることがより好ましく、91.0%以下であることがさらに好ましい。
なお、実施形態Aのタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法を応用すれば、任意の筆記性部材に適したタッチパネルペンを選定することもできる。
[タッチパネルペン用筆記性部材]
実施形態Aのタッチパネル用筆記性部材は、下記条件A1-1を満たす表面を有するものである。
<条件A1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力の平均を算出する。
さらに、前記タッチパネルペン用筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了した後に、前記タッチパネルペンにかかる垂直荷重100gfを保持し、前記タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対して前記タッチパネルペンを60度の角度で接触させたままの状態とする。この状態において、前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の残留摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの残留摩擦力の平均を算出する。
前記動摩擦力の平均と前記残留摩擦力の平均とが「0.45<残留摩擦力の平均/動摩擦力の平均」の関係を示す。
実施形態Aのタッチパネル用筆記性部材は、下記条件A1-1を満たす表面を有するものである。
<条件A1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力の平均を算出する。
さらに、前記タッチパネルペン用筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了した後に、前記タッチパネルペンにかかる垂直荷重100gfを保持し、前記タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対して前記タッチパネルペンを60度の角度で接触させたままの状態とする。この状態において、前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の残留摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの残留摩擦力の平均を算出する。
前記動摩擦力の平均と前記残留摩擦力の平均とが「0.45<残留摩擦力の平均/動摩擦力の平均」の関係を示す。
実施形態Aの筆記性部材は、筆記面Aに対してタッチパネルペンを60度以外の角度(例えば30~75度の範囲の何れかの角度)で接触させた状態で固定した際にも、条件A1-1等を満たすことが好ましい。また、条件A1-1等は、移動速度を14mm/秒以外の速度(例えば0.1~100mm/秒の範囲の何れかの速度)とした際にも、上記範囲であることが好ましい。
実施形態Aの筆記性部材は、下記条件A1-2を満たすことが好ましい。条件A1-2を満たすことにより、条件A1-1を満たすことにより得られる再始動時の筆記感をより良好にすることができる。
<条件A1-2>
残留摩擦力の平均が1.0gf以上25.0gf以下。
<条件A1-2>
残留摩擦力の平均が1.0gf以上25.0gf以下。
実施形態Aの筆記性部材は、下記条件A1-3を満たすことが好ましい。条件A1-3を満たすことにより、連続して筆記する際の筆記感を良好にしやすくできるとともに、ペン先の摩耗を抑制しやすくできる。
<条件A1-3>
動摩擦力の平均が1.0gf以上32.0gf以下。
<条件A1-3>
動摩擦力の平均が1.0gf以上32.0gf以下。
実施形態Aの筆記性部材は、下記条件A1-4を満たすことが好ましい。条件A1-4を満たすことにより、連続して筆記する際の筆記感を良好にしやすくできるとともに、ペン先の摩耗を抑制しやすくできる。
<条件A1-4>
動摩擦力の標準偏差が0.5gf以上15.0gf以下。
<条件A1-4>
動摩擦力の標準偏差が0.5gf以上15.0gf以下。
実施形態Aの筆記性部材の条件A1-1~A1-4の好適な範囲は、上述したタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法の条件A1-1~A1-4の好適な範囲と同様である。
また、実施形態Aの筆記性部材は、条件A1-1等を満たしやすくするため、ペンの先端領域が、少なくとも、変形を促進する領域(i)と、硬さを付与する領域(ii)とを有するタッチパネルペン用の筆記性部材として用いることが好ましい。変形を促進する領域(i)及び硬さを付与する領域(ii)の具体的な実施形態は上述の通りである。
また、実施形態Aの筆記性部材は、ペン先の直径が上述した範囲のタッチパネルペン用の筆記性部材として用いることが好ましい。
また、実施形態Aの筆記性部材は、ペン先の直径が上述した範囲のタッチパネルペン用の筆記性部材として用いることが好ましい。
また、実施形態Aの筆記性部材は、下記条件A2-1を満たすことが好ましい。
<条件A2-1>
筆記性部材のJIS K7136:2000のヘイズが25.0%以上
<条件A2-1>
筆記性部材のJIS K7136:2000のヘイズが25.0%以上
また、実施形態Aの筆記性部材は、下記条件A2-2を満たすことが好ましい。
<条件A2-2>
JIS K7361-1:1997の全光線透過率が87.0%以上
<条件A2-2>
JIS K7361-1:1997の全光線透過率が87.0%以上
実施形態Aの筆記性部材の条件A2-1及びA2-2の好適な範囲は、上述したタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法の条件A2-1及びA2-2の好適な範囲と同様である。
<筆記性部材全体の構成>
実施形態Aのタッチパネルペン用筆記性部材は、少なくとも一方の表面が条件A1-1を満たしていれば、その構成は特に限定されない。
例えば、実施形態Aのタッチパネルペン用筆記性部材10の構成としては、図1及び図2のように、基材1上に樹脂層2を有し、該樹脂層2の一方の表面が条件A1-1を満たすものが挙げられる。樹脂層2は、図2のように、第一樹脂層2a、第二樹脂層2bの多層構造であってもよい。
なお、図示しないが、実施形態Aのタッチパネルペン用筆記性部材10の構成は、基材を有さない樹脂層単層であってもよく、あるいは、基材及び樹脂層以外の他の層を有し、該他の層の表面が条件A1-1を満たしていてもよい。他の層としては、帯電防止層、防汚層等が挙げられる。
実施形態Aのタッチパネルペン用筆記性部材並びに後述する実施形態B及びCのタッチパネルペン用筆記性部材は、枚葉状の形態でもよいし、長尺シートをロール状に巻き取ったロール状の形態であってもよい。また、枚葉の大きさは特に限定されないが、一般的には、大きさは対角で2~500インチ程度である。ロール状の幅及び長さは特に限定されないが、一般的には、幅は500~3000mm、長さは500~5000m程度である。
また、枚葉の形状も特に限定されず、例えば、多角形(三角形、四角形、五角形等)や円形であってもよいし、ランダムな不定形であってもよい。
実施形態Aのタッチパネルペン用筆記性部材は、少なくとも一方の表面が条件A1-1を満たしていれば、その構成は特に限定されない。
例えば、実施形態Aのタッチパネルペン用筆記性部材10の構成としては、図1及び図2のように、基材1上に樹脂層2を有し、該樹脂層2の一方の表面が条件A1-1を満たすものが挙げられる。樹脂層2は、図2のように、第一樹脂層2a、第二樹脂層2bの多層構造であってもよい。
なお、図示しないが、実施形態Aのタッチパネルペン用筆記性部材10の構成は、基材を有さない樹脂層単層であってもよく、あるいは、基材及び樹脂層以外の他の層を有し、該他の層の表面が条件A1-1を満たしていてもよい。他の層としては、帯電防止層、防汚層等が挙げられる。
実施形態Aのタッチパネルペン用筆記性部材並びに後述する実施形態B及びCのタッチパネルペン用筆記性部材は、枚葉状の形態でもよいし、長尺シートをロール状に巻き取ったロール状の形態であってもよい。また、枚葉の大きさは特に限定されないが、一般的には、大きさは対角で2~500インチ程度である。ロール状の幅及び長さは特に限定されないが、一般的には、幅は500~3000mm、長さは500~5000m程度である。
また、枚葉の形状も特に限定されず、例えば、多角形(三角形、四角形、五角形等)や円形であってもよいし、ランダムな不定形であってもよい。
筆記面Aは、「エンボス、サンドブラスト、エッチング等の物理的又は化学的処理」、「型による成型」、「コーティング」等により形成することができる。これら方法の中では、表面形状の再現性の観点からは「型による成型」が好適であり、生産性及び多品種対応の観点からは「コーティング」が好適である。
筆記性部材が条件A1-1等を満たすためには、筆記性部材の筆記面Aが以下の物性(a)~(f)を満たすことが好ましい。
なお、後述するRt、θa、λaを算出する際のカットオフ値は何れも0.8mmである。カットオフの値は、想定するペン先の直径が、好ましくは0.3~2.5mm、より好ましくは0.5~2.0mm、さらに好ましくは0.7~1.7mmであることに鑑み、JISに規定されているカットオフ値の中から、前記直径のサイズを網羅するカットオフ値を選択したものである。
なお、後述するRt、θa、λaを算出する際のカットオフ値は何れも0.8mmである。カットオフの値は、想定するペン先の直径が、好ましくは0.3~2.5mm、より好ましくは0.5~2.0mm、さらに好ましくは0.7~1.7mmであることに鑑み、JISに規定されているカットオフ値の中から、前記直径のサイズを網羅するカットオフ値を選択したものである。
(a)筆記面AのJIS B0601:2001の粗さ曲線の最大断面高さRtが2.5μm以上8.0μm以下。
(b)筆記面Aの平均傾斜角θaが2.0度以上10.0度以下。
(c)平均傾斜角θa及びJIS B0601:2001の算術平均粗さRaから、式[λa=2π×(Ra/tan(θa))]に基づき算出される平均波長λaが、10μm以上75μm以下。
(d)筆記面Aの粒子の面積比率が15.0%以上35.0%以下。
(e)前記λa(μm)と、筆記面Aの100μm平方の粒子密度(個/100μm平方)との商[λa(μm)÷粒子密度(個/100μm平方)]が、14以上1000以下。
なお、本明細書において、上記(a)~(e)は、15個の筆記性部材のサンプルから得られた値の平均値とする。
(b)筆記面Aの平均傾斜角θaが2.0度以上10.0度以下。
(c)平均傾斜角θa及びJIS B0601:2001の算術平均粗さRaから、式[λa=2π×(Ra/tan(θa))]に基づき算出される平均波長λaが、10μm以上75μm以下。
(d)筆記面Aの粒子の面積比率が15.0%以上35.0%以下。
(e)前記λa(μm)と、筆記面Aの100μm平方の粒子密度(個/100μm平方)との商[λa(μm)÷粒子密度(個/100μm平方)]が、14以上1000以下。
なお、本明細書において、上記(a)~(e)は、15個の筆記性部材のサンプルから得られた値の平均値とする。
上記物性(a)~(e)は、筆記面Aの凹凸に極端に高い山や極端に低い谷が数多く存在せず、適度な大きさの凹凸が存在すること、及び、筆記面Aの凸部が適度に密集していることを意味している。筆記面Aが上記物性(a)~(e)を満たすことにより、動摩擦力及び残留摩擦力のバランスが適切となり、条件A1-1等を満たしやすくすることができる。
また、上記物性(a)~(e)を満たすこと(筆記面Aの凹凸に極端に高い山や極端に低い谷が数多く存在せず、適度な大きさの凹凸が存在すること、及び、筆記面Aの凸部が適度に密集していること)は、ギラツキの抑制につながる点で好ましい。
また、(a)のRtを8.0μm以下とすること、(b)のθaを10.0度以下とすること、(c)のλaを75μm以下とすること、(d)の面積比率を15.0%以上とすること、(e)の商を1000以下とすることは、タッチパネルペンのペン先の摩耗の抑制にもつながる点で好ましい。特に、(c)のλaを75μm以下とすること、(e)の商を1000以下とすることにより、タッチパネルペンのペン先の摩耗を大幅に抑制できる。
また、上記物性(a)~(e)を満たすこと(筆記面Aの凹凸に極端に高い山や極端に低い谷が数多く存在せず、適度な大きさの凹凸が存在すること、及び、筆記面Aの凸部が適度に密集していること)は、ギラツキの抑制につながる点で好ましい。
また、(a)のRtを8.0μm以下とすること、(b)のθaを10.0度以下とすること、(c)のλaを75μm以下とすること、(d)の面積比率を15.0%以上とすること、(e)の商を1000以下とすることは、タッチパネルペンのペン先の摩耗の抑制にもつながる点で好ましい。特に、(c)のλaを75μm以下とすること、(e)の商を1000以下とすることにより、タッチパネルペンのペン先の摩耗を大幅に抑制できる。
上記(a)のRtは、2.8μm以上6.0μm以下であることがより好ましく、3.0μm以上4.5μm以下であることがさらに好ましい。
上記(b)のθaは、3.0度以上8.0度以下であることがより好ましく、4.0度以上7.0度以下であることがより好ましい。
上記(c)のλaは、15μm以上50μm以下であることがより好ましく、20μm以上35μm以下であることがさらに好ましい。
上記(d)の面積比率は、18.0%以上32.0%以下であることがより好ましく、20.0%以上30.0%以下であることがさらに好ましい。
上記(e)の商は、16以上200以下であることがより好ましく、20以上50以下であることがさらに好ましい。
上記(b)のθaは、3.0度以上8.0度以下であることがより好ましく、4.0度以上7.0度以下であることがより好ましい。
上記(c)のλaは、15μm以上50μm以下であることがより好ましく、20μm以上35μm以下であることがさらに好ましい。
上記(d)の面積比率は、18.0%以上32.0%以下であることがより好ましく、20.0%以上30.0%以下であることがさらに好ましい。
上記(e)の商は、16以上200以下であることがより好ましく、20以上50以下であることがさらに好ましい。
実施形態A~Cにおいて、「平均傾斜角θa」は、小坂研究所社製の表面粗さ測定器(商品名:SE-3400)の取り扱い説明書(1995.07.20改訂)に定義されている値であり、図5に示すように、基準長さL内での高さ方向の変化量の総和(h1+h2+h3+・・・+hn)を基準長さLで割ったもののアークタンジェントθa=tan-1{(h1+h2+h3+・・・+hn)/L}で求めることができる。なお、本明細書では、基準長さを1500分割し、1500点の高さデータを得て、該1500点の高さデータを元に平均傾斜角θaを算出するものとする。
上記(d)の粒子の面積比率は、走査型電子顕微鏡(SEM)による筆記面Aの平面写真から、画像解析ソフトによってグレースケール化した画像を2値化し、粒子部分を選択することにより算出することができる。また、上記(e)を算出する元となる筆記面Aの100μm平方の粒子密度(個/100μm平方)は、前述のように2値化した画像の粒子部分が独立している領域の数をカウントすることにより算出できる。画像解析ソフトとしては、例えば、三谷商事株式会社製の商品名WinRoofが挙げられる。
実施形態Bの「粒子の面積比率」及び「筆記面Bの100μm平方の粒子密度(個/100μm平方)」も同様の手法により算出できる。
実施形態Bの「粒子の面積比率」及び「筆記面Bの100μm平方の粒子密度(個/100μm平方)」も同様の手法により算出できる。
また、実施形態Aの筆記性部材は、筆記面Aの耐擦傷性を向上しつつ、タッチパネルペンの摩耗を抑制する観点から、筆記面AのJIS K5600-5-4:1999の鉛筆硬度が2H以上9H以下であることが好ましく、3H以上7H以下であることがより好ましく、5H以上6H以下であることがさらに好ましい。
コーティングによる樹脂層の形成は、樹脂成分、粒子及び溶剤を含有してなる樹脂層形成塗布液を、グラビアコーティング、バーコーティング等の公知の塗布方法により基材上に塗布、乾燥、硬化することにより形成できる。コーティングにより形成した樹脂層が条件A1-1等を満たしやすくするためには、粒子の平均粒子径、粒子の含有量、及び樹脂層の厚み等を後述の範囲とすることが好ましい。
なお、図2のように、樹脂層が2層以上から形成される場合は、少なくとも何れかの樹脂層に粒子を含有していればよいが、条件A1-1等を満たしやすくする観点からは、最表面の樹脂層に粒子を含むことが好ましい。また、最表面の樹脂層が粒子を含み、下層の樹脂層が粒子を含まない構成とすることにより、筆記面Aの鉛筆硬度を向上しやすくできる。
なお、図2のように、樹脂層が2層以上から形成される場合は、少なくとも何れかの樹脂層に粒子を含有していればよいが、条件A1-1等を満たしやすくする観点からは、最表面の樹脂層に粒子を含むことが好ましい。また、最表面の樹脂層が粒子を含み、下層の樹脂層が粒子を含まない構成とすることにより、筆記面Aの鉛筆硬度を向上しやすくできる。
樹脂層の粒子は、有機粒子及び無機粒子の何れも用いることができる。有機粒子としては、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリル-スチレン共重合体、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ベンゾグアナミン-メラミン-ホルムアルデヒド縮合物、シリコーン、フッ素系樹脂及びポリエステル系樹脂等からなる粒子が挙げられる。無機粒子としては、シリカ、アルミナ、アンチモン、ジルコニア及びチタニア等からなる粒子が挙げられる。これら粒子の中でも、有機粒子は、粒子の凝集を抑制しやすく、条件A1-1等を満たしやすい点で好適である。
また、粒子は、タッチパネルペンのペン先の摩耗抑制の観点から、球形粒子であることが好ましい。
また、粒子は、タッチパネルペンのペン先の摩耗抑制の観点から、球形粒子であることが好ましい。
樹脂層中の粒子の平均粒子径は、樹脂層の厚みにより異なるため一概には言えないが、条件A1-1等を満たしやすくする観点から、1.0~10.0μmが好ましく、1.5~5.0μmであることがより好ましく、1.8~3.5μmであることがさらに好ましい。粒子が凝集している場合、凝集粒子の平均粒子径が前記範囲を満たすことが好ましい。
粒子の平均粒子径は、以下の(y1)~(y3)の作業により算出できる。
(y1)筆記性部材を光学顕微鏡にて透過観察画像を撮像する。倍率は500~2000倍が好ましい。
(y2)観察画像から任意の10個の粒子を抽出し、個々の粒子の粒子径を算出する。粒子径は、粒子の断面を任意の平行な2本の直線で挟んだとき、該2本の直線間距離が最大となるような2本の直線の組み合わせにおける直線間距離として測定される。
(y3)同じサンプルの別画面の観察画像において同様の作業を5回行って、合計50個分の粒子径の数平均から得られる値を 樹脂層中の粒子の平均粒子径とする。
粒子の平均粒子径は、以下の(y1)~(y3)の作業により算出できる。
(y1)筆記性部材を光学顕微鏡にて透過観察画像を撮像する。倍率は500~2000倍が好ましい。
(y2)観察画像から任意の10個の粒子を抽出し、個々の粒子の粒子径を算出する。粒子径は、粒子の断面を任意の平行な2本の直線で挟んだとき、該2本の直線間距離が最大となるような2本の直線の組み合わせにおける直線間距離として測定される。
(y3)同じサンプルの別画面の観察画像において同様の作業を5回行って、合計50個分の粒子径の数平均から得られる値を 樹脂層中の粒子の平均粒子径とする。
粒子は、粒子径分布が広いもの(単一粒子で粒子径分布が広いもの、あるいは、粒子径分布が異なる2種類以上の粒子を混合した混合粒子の粒子径分布が広いもの)であってもよいが、ギラツキを抑制する観点から、粒子径分布が狭い方が好ましい。具体的には、粒子の粒子径分布の変動係数は、25%以下であることが好ましく、20%以下であることがより好ましく、15%以下であることがさらに好ましい。
樹脂層中の粒子の含有量は、条件A1-1等を満たしやすくする観点から、樹脂成分100質量部に対して、10~30質量部であることが好ましく、12~25質量部であることがより好ましく、15~20質量部であることがさらに好ましい。
樹脂層の膜厚の好適な範囲は、樹脂層の実施形態によって若干異なる。例えば、粒子を含む樹脂層の厚みは、条件A1-1等を満たしやすくする観点、筆記面Aの鉛筆硬度を向上させる観点及びカールを抑制する観点から、2.0~8.0μmが好ましく、2.2~6.0μmがより好ましく、2.5~4.0μmがさらに好ましい。
また、条件A1-1等を満たしやすくする観点から、[粒子の平均粒子径]/[粒子を含む樹脂層の膜厚]の比は、0.7~1.3であることが好ましく、0.8~1.2であることがより好ましく、0.8~1.0であることがさらに好ましい。
粒子を含まない樹脂層は、粒子を含む樹脂層よりも基材側に位置することが好ましく、その厚みは、筆記面Aの鉛筆硬度を向上させる観点及びカールを抑制する観点から、3.0~15.0μmとすることが好ましく、6.0~10.0μmとすることがより好ましい。
実施形態A~Cにおいて、樹脂層の膜厚は、例えば、樹脂層の膜厚は、走査型透過電子顕微鏡(STEM)を用いて撮影した断面の画像から20箇所の厚みを測定し、20箇所の値の平均値から算出できる。STEMの加速電圧は10kv~30kV、STEMの倍率は1000~7000倍とすることが好ましい。
また、条件A1-1等を満たしやすくする観点から、[粒子の平均粒子径]/[粒子を含む樹脂層の膜厚]の比は、0.7~1.3であることが好ましく、0.8~1.2であることがより好ましく、0.8~1.0であることがさらに好ましい。
粒子を含まない樹脂層は、粒子を含む樹脂層よりも基材側に位置することが好ましく、その厚みは、筆記面Aの鉛筆硬度を向上させる観点及びカールを抑制する観点から、3.0~15.0μmとすることが好ましく、6.0~10.0μmとすることがより好ましい。
実施形態A~Cにおいて、樹脂層の膜厚は、例えば、樹脂層の膜厚は、走査型透過電子顕微鏡(STEM)を用いて撮影した断面の画像から20箇所の厚みを測定し、20箇所の値の平均値から算出できる。STEMの加速電圧は10kv~30kV、STEMの倍率は1000~7000倍とすることが好ましい。
樹脂層の樹脂成分は、熱硬化性樹脂組成物又は電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化物を含むことが好ましく、筆記面Aの鉛筆硬度を向上する観点から、電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化物を含むことがより好ましく、その中でも紫外線硬化性樹脂組成物の硬化物を含むことがさらに好ましい。
熱硬化性樹脂組成物は、少なくとも熱硬化性樹脂を含む組成物であり、加熱により、硬化する樹脂組成物である。
熱硬化性樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂組成物には、これら硬化性樹脂に、必要に応じて硬化剤が添加される。
熱硬化性樹脂としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。熱硬化性樹脂組成物には、これら硬化性樹脂に、必要に応じて硬化剤が添加される。
電離放射線硬化性樹脂組成物は、電離放射線硬化性官能基を有する化合物(以下、「電離放射線硬化性化合物」ともいう)を含む組成物である。電離放射線硬化性官能基としては、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基等のエチレン性不飽和結合基、及びエポキシ基、オキセタニル基等が挙げられる。電離放射線硬化性化合物としては、エチレン性不飽和結合基を有する化合物が好ましく、エチレン性不飽和結合基を2つ以上有する化合物がより好ましく、中でも、エチレン性不飽和結合基を2つ以上有する、多官能性(メタ)アクリレート系化合物が更に好ましい。多官能性(メタ)アクリレート系化合物としては、モノマー及びオリゴマーのいずれも用いることができる。
なお、電離放射線とは、電磁波又は荷電粒子線のうち、分子を重合あるいは架橋し得るエネルギー量子を有するものを意味し、通常、紫外線(UV)又は電子線(EB)が用いられるが、その他、X線、γ線などの電磁波、α線、イオン線などの荷電粒子線も使用可能である。
なお、電離放射線とは、電磁波又は荷電粒子線のうち、分子を重合あるいは架橋し得るエネルギー量子を有するものを意味し、通常、紫外線(UV)又は電子線(EB)が用いられるが、その他、X線、γ線などの電磁波、α線、イオン線などの荷電粒子線も使用可能である。
多官能性(メタ)アクリレート系化合物のうち、2官能(メタ)アクリレート系モノマーとしては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAテトラエトキシジアクリレート、ビスフェノールAテトラプロポキシジアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート等が挙げられる。
3官能以上の(メタ)アクリレート系モノマーとしては、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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸変性トリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、上記(メタ)アクリレート系モノマーは、分子骨格の一部を変性しているものでもよく、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、カプロラクトン、イソシアヌル酸、アルキル、環状アルキル、芳香族、ビスフェノール等による変性がなされたものも使用することができる。
3官能以上の(メタ)アクリレート系モノマーとしては、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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸変性トリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
また、上記(メタ)アクリレート系モノマーは、分子骨格の一部を変性しているものでもよく、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、カプロラクトン、イソシアヌル酸、アルキル、環状アルキル、芳香族、ビスフェノール等による変性がなされたものも使用することができる。
また、多官能性(メタ)アクリレート系オリゴマーとしては、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ポリエーテル(メタ)アクリレート等のアクリレート系重合体等が挙げられる。
ウレタン(メタ)アクリレートは、例えば、多価アルコール及び有機ジイソシアネートとヒドロキシ(メタ)アクリレートとの反応によって得られる。
また、好ましいエポキシ(メタ)アクリレートは、3官能以上の芳香族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる(メタ)アクリレート、2官能以上の芳香族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等と多塩基酸と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる(メタ)アクリレート、及び2官能以上の芳香族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等とフェノール類と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる(メタ)アクリレートである。
上記電離放射線硬化性化合物は1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
ウレタン(メタ)アクリレートは、例えば、多価アルコール及び有機ジイソシアネートとヒドロキシ(メタ)アクリレートとの反応によって得られる。
また、好ましいエポキシ(メタ)アクリレートは、3官能以上の芳香族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる(メタ)アクリレート、2官能以上の芳香族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等と多塩基酸と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる(メタ)アクリレート、及び2官能以上の芳香族エポキシ樹脂、脂環族エポキシ樹脂、脂肪族エポキシ樹脂等とフェノール類と(メタ)アクリル酸とを反応させて得られる(メタ)アクリレートである。
上記電離放射線硬化性化合物は1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
電離放射線硬化性化合物が紫外線硬化性化合物である場合には、電離放射線硬化性組成物は、光重合開始剤や光重合促進剤等の添加剤を含むことが好ましい。
光重合開始剤としては、アセトフェノン、ベンゾフェノン、α-ヒドロキシアルキルフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾイン、ベンジルメチルケタール、ベンゾイルベンゾエート、α-アシルオキシムエステル、チオキサンソン類等から選ばれる1種以上が挙げられる。
これら光重合開始剤は、融点が100℃以上であることが好ましい。光重合開始剤の融点を100℃以上とすることにより、筆記性部材の製造過程や、タッチパネルの透明導電膜の形成過程で、残留した光重合開始剤が昇華して、製造装置や透明導電膜の汚染を防止することができる。
また、光重合促進剤は、硬化時の空気による重合阻害を軽減させ硬化速度を速めることができるものであり、例えば、p-ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、p-ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル等から選ばれる1種以上が挙げられる。
光重合開始剤としては、アセトフェノン、ベンゾフェノン、α-ヒドロキシアルキルフェノン、ミヒラーケトン、ベンゾイン、ベンジルメチルケタール、ベンゾイルベンゾエート、α-アシルオキシムエステル、チオキサンソン類等から選ばれる1種以上が挙げられる。
これら光重合開始剤は、融点が100℃以上であることが好ましい。光重合開始剤の融点を100℃以上とすることにより、筆記性部材の製造過程や、タッチパネルの透明導電膜の形成過程で、残留した光重合開始剤が昇華して、製造装置や透明導電膜の汚染を防止することができる。
また、光重合促進剤は、硬化時の空気による重合阻害を軽減させ硬化速度を速めることができるものであり、例えば、p-ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、p-ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル等から選ばれる1種以上が挙げられる。
樹脂層形成塗布液には、通常、粘度を調節したり、各成分を溶解または分散可能とするために溶剤を用いる。溶剤の種類によって、塗布、乾燥過程した後の樹脂層の表面状態が異なるため、溶剤の飽和蒸気圧、透明基材への溶剤の浸透性等を考慮して溶剤を選定することが好ましい。具体的には、溶剤は、例えば、ケトン類(アセトン、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)、エーテル類(ジオキサン、テトラヒドロフラン等)、脂肪族炭化水素類(ヘキサン等)、脂環式炭化水素類(シクロヘキサン等)、芳香族炭化水素類(トルエン、キシレン等)、ハロゲン化炭素類(ジクロロメタン、ジクロロエタン等)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等)、アルコール類(ブタノール、シクロヘキサノール等)、セロソルブ類(メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等)、セロソルブアセテート類、スルホキシド類(ジメチルスルホキシド等)、アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等)等が例示でき、これらの混合物であってもよい。
溶剤の乾燥が遅すぎる場合、樹脂層のレベリング性が過度になることにより、条件A1-1等を満たしやすい表面形状を形成しづらくなる。したがって、溶剤としては、蒸発速度(n-酢酸ブチルの蒸発速度を100としたときの相対蒸発速度)が180以上である溶剤を、全溶剤中の70質量%以上含むことが好ましく、80質量%以上含むことがより好ましい。相対蒸発速度が180以上の溶剤としては、トルエンが挙げられる。トルエンの相対蒸発速度は195である。一方、相対蒸発速度が180未満の溶剤としては、メチルイソブチルケトン(MIBK)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PMA)、イソプロピルアルコール(IPA)等が挙げられる。
溶剤の乾燥が遅すぎる場合、樹脂層のレベリング性が過度になることにより、条件A1-1等を満たしやすい表面形状を形成しづらくなる。したがって、溶剤としては、蒸発速度(n-酢酸ブチルの蒸発速度を100としたときの相対蒸発速度)が180以上である溶剤を、全溶剤中の70質量%以上含むことが好ましく、80質量%以上含むことがより好ましい。相対蒸発速度が180以上の溶剤としては、トルエンが挙げられる。トルエンの相対蒸発速度は195である。一方、相対蒸発速度が180未満の溶剤としては、メチルイソブチルケトン(MIBK)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PMA)、イソプロピルアルコール(IPA)等が挙げられる。
また、表面形状を適度に滑らかにして、筆記性部材の表面形状を上述した範囲にしやすくする観点からは、樹脂層形成塗布液には、レベリング剤を含有させることが好ましい。レベリング剤は、フッ素系レベリング剤、シリコーン系レベリング剤、フッ素シリコーン共重合体系レベリング剤等が挙げられる。レベリング剤の添加量としては、樹脂層形成塗布液の全固形分に対して0.01~0.50重量%が好ましく、0.10~0.40重量%がより好ましく、0.20~0.30質量%がさらに好ましい。
基材としては、光透過性を有する基材が好ましく、プラスチックフィルム、ガラス等が挙げられ、プラスチックフィルムが好適である。
プラスチックフィルムは、ポリエステル、トリアセチルセルロース(TAC)、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリウレタン及び非晶質オレフィン(Cyclo-Olefin-Polymer:COP)等の樹脂から形成することができる。
これらプラスチックフィルムの中でも、機械的強度、寸法安定性及び上記物性(f)を満たしやすくする観点からは、延伸加工、特に二軸延伸加工されたポリエステルフィルムが好ましい。ポリエステルフィルムの中では、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが好ましい。
基材の厚みは、5~200μmであることが好ましく、10~150μmであることがより好ましい。
プラスチックフィルムは、ポリエステル、トリアセチルセルロース(TAC)、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリウレタン及び非晶質オレフィン(Cyclo-Olefin-Polymer:COP)等の樹脂から形成することができる。
これらプラスチックフィルムの中でも、機械的強度、寸法安定性及び上記物性(f)を満たしやすくする観点からは、延伸加工、特に二軸延伸加工されたポリエステルフィルムが好ましい。ポリエステルフィルムの中では、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが好ましい。
基材の厚みは、5~200μmであることが好ましく、10~150μmであることがより好ましい。
[タッチパネル]
実施形態Aのタッチパネルは、表面に筆記性部材を有するタッチパネルであって、前記筆記性部材として、実施形態Aのタッチパネルペン用筆記性部材の条件A1-1を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くように配置してなるものである。
実施形態Aのタッチパネルは、表面に筆記性部材を有するタッチパネルであって、前記筆記性部材として、実施形態Aのタッチパネルペン用筆記性部材の条件A1-1を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くように配置してなるものである。
タッチパネルとしては、抵抗膜式タッチパネル、静電容量式タッチパネル、インセルタッチパネル、光学式タッチパネル、超音波式タッチパネル及び電磁誘導式タッチパネル等が挙げられる。
抵抗膜式タッチパネル100は、図6に示すように、導電膜30を有する上下一対の透明基板20の導電膜30同士が対向するようにスペーサー40を介して配置されてなる基本構成に、図示しない回路が接続されてなるものである。
抵抗膜式タッチパネルの場合、例えば、上部透明基板20として実施形態Aの筆記性部材10を用い、該筆記性部材10の条件A1-1を満たす側の面がタッチパネル100の表面を向くようにして用いる構成が挙げられる。また、図示しないが、抵抗膜式タッチパネルは、上部透明基板上に、実施形態Aの筆記性部材を、条件A1-1を満たす側の面が表面を向くようにして貼り合わせた構成や、上部透明基板上に、実施形態Aの筆記性部材を、条件A1-1を満たす側の面が表面を向くようにして載置し、フレーム等で固定した構成であってもよい。
抵抗膜式タッチパネルの場合、例えば、上部透明基板20として実施形態Aの筆記性部材10を用い、該筆記性部材10の条件A1-1を満たす側の面がタッチパネル100の表面を向くようにして用いる構成が挙げられる。また、図示しないが、抵抗膜式タッチパネルは、上部透明基板上に、実施形態Aの筆記性部材を、条件A1-1を満たす側の面が表面を向くようにして貼り合わせた構成や、上部透明基板上に、実施形態Aの筆記性部材を、条件A1-1を満たす側の面が表面を向くようにして載置し、フレーム等で固定した構成であってもよい。
静電容量式タッチパネルは、表面型及び投影型等が挙げられ、投影型が多く用いられている。投影型の静電容量式タッチパネルは、X軸電極と、該X軸電極と直交するY軸電極とを絶縁体を介して配置した基本構成に、回路が接続されてなるものである。該基本構成をより具体的に説明すると、1枚の透明基板上の別々の面にX軸電極及びY軸電極を形成する態様、透明基板上にX軸電極、絶縁体層、Y軸電極をこの順で形成する態様、図7に示すように、透明基板20上にX軸電極50を形成し、別の透明基板20上にY軸電極60を形成し、接着剤層等の絶縁体層70を介して積層する態様等が挙げられる。また、これら基本態様に、さらに別の透明基板を積層する態様が挙げられる。
静電容量式タッチパネルの場合、例えば、表面側の透明基板20として実施形態Aの筆記性部材10を用い、該筆記性部材10の条件A1-1を満たす側の面がタッチパネル100の表面を向くようにして用いる構成が挙げられる。また、図示しないが、静電容量式タッチパネルは、表面側の透明基板上に、実施形態Aの筆記性部材を、条件A1-1を満たす側の面が表面を向くようにして貼り合わせた構成や、表面側の透明基板上に、実施形態Aの筆記性部材を、条件A1-1を満たす側の面が表面を向くようにして載置し、フレーム等で固定した構成であってもよい。
静電容量式タッチパネルの場合、例えば、表面側の透明基板20として実施形態Aの筆記性部材10を用い、該筆記性部材10の条件A1-1を満たす側の面がタッチパネル100の表面を向くようにして用いる構成が挙げられる。また、図示しないが、静電容量式タッチパネルは、表面側の透明基板上に、実施形態Aの筆記性部材を、条件A1-1を満たす側の面が表面を向くようにして貼り合わせた構成や、表面側の透明基板上に、実施形態Aの筆記性部材を、条件A1-1を満たす側の面が表面を向くようにして載置し、フレーム等で固定した構成であってもよい。
電磁誘導式タッチパネルは、磁界を発生する専用ペンを用いるタッチパネルである。電磁誘導式タッチパネルは、ペンから生じる電磁エネルギーを検出するセンサー部を少なくとも有し、さらにセンサー部上に透明基板を有する。該透明基板は多層構成であってもよい。
電磁誘導式タッチパネルの場合、例えば、センサー部上に位置する透明基板のうち、最表面の透明基板として、実施形態Aの筆記性部材を用い、該筆記性部材の条件A1-1を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くようにして用いる構成が挙げられる。あるいは、電磁誘導式タッチパネルの場合、センサー部上に位置する透明基板のうち、最表面の透明基板上に、実施形態Aの筆記性部材を、条件A1-1を満たす側の面が表面を向くようにして貼り合わせた構成や、該最表面の透明基板上に、実施形態Aの筆記性部材を、条件A1-1を満たす側の面が表面を向くようにして載置し、フレーム等で固定した構成であってもよい。
電磁誘導式タッチパネルの場合、例えば、センサー部上に位置する透明基板のうち、最表面の透明基板として、実施形態Aの筆記性部材を用い、該筆記性部材の条件A1-1を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くようにして用いる構成が挙げられる。あるいは、電磁誘導式タッチパネルの場合、センサー部上に位置する透明基板のうち、最表面の透明基板上に、実施形態Aの筆記性部材を、条件A1-1を満たす側の面が表面を向くようにして貼り合わせた構成や、該最表面の透明基板上に、実施形態Aの筆記性部材を、条件A1-1を満たす側の面が表面を向くようにして載置し、フレーム等で固定した構成であってもよい。
インセルタッチパネルは、2枚のガラス基板に液晶を挟んでなる液晶素子の内部に、抵抗膜式、静電容量式、光学式等のタッチパネル機能を組み込んだものである。
インセルタッチパネルの場合、表面側のガラス基板上に、実施形態Aの筆記性部材の条件A1-1を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くように配置して用いる。なお、インセルタッチパネルの表面側のガラス基板と、実施形態Aの筆記性部材との間には、偏光板等の他の層を有していてもよい。
インセルタッチパネルの場合、表面側のガラス基板上に、実施形態Aの筆記性部材の条件A1-1を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くように配置して用いる。なお、インセルタッチパネルの表面側のガラス基板と、実施形態Aの筆記性部材との間には、偏光板等の他の層を有していてもよい。
[タッチパネルシステム]
実施形態Aのタッチパネルシステムは、表面にタッチパネルペン用筆記性部材を有するタッチパネルと、タッチパネルペンとからなるタッチパネルシステムであって、下記条件A1-1を満たすものである。
<条件A1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力の平均を算出する。
さらに、前記タッチパネルペン用筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了した後に、前記タッチパネルペンにかかる垂直荷重100gfを保持し、前記タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対して前記タッチパネルペンを60度の角度で接触させたままの状態とする。この状態において、前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の残留摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの残留摩擦力の平均を算出する。
前記動摩擦力の平均と前記残留摩擦力の平均とが「0.45<残留摩擦力の平均/動摩擦力の平均」の関係を示す。
実施形態Aのタッチパネルシステムは、表面にタッチパネルペン用筆記性部材を有するタッチパネルと、タッチパネルペンとからなるタッチパネルシステムであって、下記条件A1-1を満たすものである。
<条件A1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力の平均を算出する。
さらに、前記タッチパネルペン用筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了した後に、前記タッチパネルペンにかかる垂直荷重100gfを保持し、前記タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対して前記タッチパネルペンを60度の角度で接触させたままの状態とする。この状態において、前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の残留摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの残留摩擦力の平均を算出する。
前記動摩擦力の平均と前記残留摩擦力の平均とが「0.45<残留摩擦力の平均/動摩擦力の平均」の関係を示す。
実施形態Aのタッチパネルシステムにおける、タッチパネル、タッチパネルペン用筆記性部材、及びタッチパネルペンの実施の形態は、例えば、上述の実施形態Aのタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法、タッチパネルペン用筆記性部材、及びタッチパネルにおいて示した実施の形態と同様のものが挙げられる。
実施形態Aのタッチパネルシステムによれば、再始動時の筆記感を良好にすることができ、ひいては高レベルの筆記感を付与することができる。
実施形態Aのタッチパネルシステムによれば、再始動時の筆記感を良好にすることができ、ひいては高レベルの筆記感を付与することができる。
[タッチパネル付きの表示装置]
実施形態Aのタッチパネル付きの表示装置は、表示素子上にタッチパネルを有する表示装置であって、前記タッチパネルが実施形態Aのタッチパネルであるものである。
実施形態Aのタッチパネル付きの表示装置は、表示素子上にタッチパネルを有する表示装置であって、前記タッチパネルが実施形態Aのタッチパネルであるものである。
表示素子としては、液晶表示素子、EL表示素子、プラズマ表示素子、電子ペーパー素子等が挙げられる。表示素子が液晶表示素子、EL表示素子、プラズマ表示素子、電子ペーパー素子の場合、これらの表示素子上に実施形態Aのタッチパネルを載置する。
実施形態Aのタッチパネル付きの表示装置は、再始動時の筆記感を良好にすることができ、ひいては高レベルの筆記感を付与することができる。
実施形態Aのタッチパネル付きの表示装置は、再始動時の筆記感を良好にすることができ、ひいては高レベルの筆記感を付与することができる。
実施形態Aのタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法は、タッチパネルペンによる筆記試験を行わなくても、高レベルな筆記感が得られる筆記性部材を選別することができ、筆記性部材の製品設計、品質管理を効率よくすることができる。また、実施形態Aのタッチパネルシステム、タッチパネルペン用筆記性部材、タッチパネル及び表示装置は、高レベルな筆記感を付与することができる。
<実施形態B>
[タッチパネルペン用筆記性部材の選別方法]
実施形態Bのタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法は、下記条件B1-1及び条件B1-2を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別するものである。
<条件B1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力を算出する。前記動摩擦力の標準偏差を算出した際に、前記標準偏差が2.0gf以上15.0gf以下。
<条件B1-2>
動摩擦力の全測定時間において、動摩擦力が3.0gf以下である時間割合が15%以上90%以下。
[タッチパネルペン用筆記性部材の選別方法]
実施形態Bのタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法は、下記条件B1-1及び条件B1-2を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別するものである。
<条件B1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力を算出する。前記動摩擦力の標準偏差を算出した際に、前記標準偏差が2.0gf以上15.0gf以下。
<条件B1-2>
動摩擦力の全測定時間において、動摩擦力が3.0gf以下である時間割合が15%以上90%以下。
なお、60度とは、タッチパネルペン用筆記性部材の表面と平行な方向を0度として、表面に対して60度傾いていることを意味する。
図1及び図2は、実施形態Bのタッチパネルペン用筆記性部材10の一実施形態を示す断面図である。図1及び図2のタッチパネルペン用筆記性部材10は、基材1の一方の面に樹脂層2を有している。
実施形態Bのタッチパネルペン用筆記性部材は、一方の表面が条件B1-1及び条件B1-2を満たしていてもよいし、両方の表面が条件B1-1を満たしていてもよい。
以下、タッチパネルペン用筆記性部材のことを「筆記性部材」、条件B1-1及び条件B1-2を満たす表面のことを「筆記面B」と称する場合がある。
実施形態Bのタッチパネルペン用筆記性部材は、一方の表面が条件B1-1及び条件B1-2を満たしていてもよいし、両方の表面が条件B1-1を満たしていてもよい。
以下、タッチパネルペン用筆記性部材のことを「筆記性部材」、条件B1-1及び条件B1-2を満たす表面のことを「筆記面B」と称する場合がある。
<筆記面B>
実施形態Bのタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法は、上記条件B1-1及び条件B1-2を満たす表面を有するものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別するものである。以下、条件B1-1及び条件B1-2の設計の技術思想について説明する。
実施形態Bのタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法は、上記条件B1-1及び条件B1-2を満たす表面を有するものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別するものである。以下、条件B1-1及び条件B1-2の設計の技術思想について説明する。
まず、条件B1-1の設計の技術思想について説明する。
条件B1-1は、動摩擦力に関するパラメータである。動摩擦力が小さい場合、筆記時に滑ったような感触となり、高レベルな筆記感を得ることができない。つまり、高レベルの筆記感を得るためには、所定のレベルの動摩擦力が重要になると考えられる。
本発明者らは、筆記感と動摩擦力との関係についてさらに検討した結果、所定のレベルの動摩擦力があったとしても、時間ごとの動摩擦力の変化がない場合、人間は滑っているような感覚を受けることを見出した。そして、本発明者らはさらに検討した結果、人間は、驚くほど短い間隔において摩擦の変化を感じることを見出した。
条件B1-1は、動摩擦力に関するパラメータである。動摩擦力が小さい場合、筆記時に滑ったような感触となり、高レベルな筆記感を得ることができない。つまり、高レベルの筆記感を得るためには、所定のレベルの動摩擦力が重要になると考えられる。
本発明者らは、筆記感と動摩擦力との関係についてさらに検討した結果、所定のレベルの動摩擦力があったとしても、時間ごとの動摩擦力の変化がない場合、人間は滑っているような感覚を受けることを見出した。そして、本発明者らはさらに検討した結果、人間は、驚くほど短い間隔において摩擦の変化を感じることを見出した。
図8及び図9は紙に鉛筆で筆記した際の時間ごとの動摩擦力を示した一例であり、図8は動摩擦力を20m秒ごとに測定した図、図9は動摩擦力を1m秒ごとに測定した図である。図8及び図9の縦軸は動摩擦力、横軸は時間(m秒)を示す。また、図8及び図9の動摩擦力の測定条件は、荷重100gfであり、筆記速度14mm/sである。
図8と図9との比較から、測定間隔の違いにより、動摩擦力の振れ幅が大きく異なることが確認できる。この理由は、紙の表面の繊維のピッチが影響していると考えられる。具体的には、1m秒(0.001秒)間隔では、測定回ごとに鉛筆が紙の繊維を乗り越える回数のバラツキが大きい一方で、20m秒(0.02秒)間隔では、測定回ごとに鉛筆が紙の繊維を乗り越える回数のバラツキが小さくなるためと考えられる。言い換えると、1m秒間隔は平均化された値ではないためバラツキが大きい一方で、20m秒間隔は平均化された値のためバラツキが小さくなると考えられる。
本発明者らは、様々な筆記性部材を作製して同様の測定を行い、官能評価(人間が感じる筆記感)と対比したところ、驚くべきことに、人間は1m秒間隔という極めて短い間隔の摩擦力のバラツキを筆記感として認識できることを見出した。
図8と図9との比較から、測定間隔の違いにより、動摩擦力の振れ幅が大きく異なることが確認できる。この理由は、紙の表面の繊維のピッチが影響していると考えられる。具体的には、1m秒(0.001秒)間隔では、測定回ごとに鉛筆が紙の繊維を乗り越える回数のバラツキが大きい一方で、20m秒(0.02秒)間隔では、測定回ごとに鉛筆が紙の繊維を乗り越える回数のバラツキが小さくなるためと考えられる。言い換えると、1m秒間隔は平均化された値ではないためバラツキが大きい一方で、20m秒間隔は平均化された値のためバラツキが小さくなると考えられる。
本発明者らは、様々な筆記性部材を作製して同様の測定を行い、官能評価(人間が感じる筆記感)と対比したところ、驚くべきことに、人間は1m秒間隔という極めて短い間隔の摩擦力のバラツキを筆記感として認識できることを見出した。
条件B1-1は、所定の条件で0.001秒間隔の摩擦力を測定し、測定結果から算出した動摩擦力の標準偏差(σFk)が2.0gf以上15.0gf以下であることを要求している。
σFkが2.0gf未満の場合、時間ごとの動摩擦力の変化が小さいため人間は滑ったような感触を受けてしまい、高レベルな筆記感を得ることができない。
また、σFkが15.0gfを超える場合、タッチパネルペンの動きが重く感じられたり、ペン先が引っかかるように感じられ、高レベルな筆記感を得ることができない。さらに、σFkが15.0gfを超える場合、タッチパネルペンのペン先の摩耗が激しくなる傾向にある。
σFkが2.0gf未満の場合、時間ごとの動摩擦力の変化が小さいため人間は滑ったような感触を受けてしまい、高レベルな筆記感を得ることができない。
また、σFkが15.0gfを超える場合、タッチパネルペンの動きが重く感じられたり、ペン先が引っかかるように感じられ、高レベルな筆記感を得ることができない。さらに、σFkが15.0gfを超える場合、タッチパネルペンのペン先の摩耗が激しくなる傾向にある。
条件B1-1において、σFkは、2.0gf以上10.0gf以下であることが好ましく、2.1gf以上7.0gf以下であることがより好ましく、2.2gf以上5.0gf以下であることがさらに好ましい。
次に、条件B1-2の設計の技術思想について説明する。
上記条件B1-1を満たすことにより、紙に鉛筆で筆記する際の筆記感を得やすくできる。しかし、紙に鉛筆で筆記する際の筆記感を越える「高レベルの筆記感」を得るためには、条件B1-1のみでは不十分であった。
本発明者らは、筆記感についてさらに検討を行った。その結果、条件B1-1を満たす場合でも、長時間筆記した際に手が疲れてしまう事例が散見されることを見出した。そして、本発明者らは、手が疲れやすい筆記性部材と、手が疲れにくい筆記性部材とを対比したところ、両者の時間ごとの動摩擦力の変動パターンに違いがあることを見出した。具体的には、手が疲れやすい筆記性部材の時間ごとの動摩擦力は、図9のように、動摩擦力が0gfに近い値まで下がる前に上昇に転じることを繰り返している一方で、手が疲れにくい筆記性部材の時間ごとの動摩擦力は、動摩擦力が0gfに近い値まで下がった後に上昇に転じることを繰り返していることを見出した。
以上の知見により、本発明者らは、動摩擦力が瞬間的に3.0gf以下まで下がることによって、長時間筆記した際にも手が疲れることがなく、紙に鉛筆で筆記する際の筆記感を越える「高レベルの筆記感」を得ることができることを見出した。
上記条件B1-1を満たすことにより、紙に鉛筆で筆記する際の筆記感を得やすくできる。しかし、紙に鉛筆で筆記する際の筆記感を越える「高レベルの筆記感」を得るためには、条件B1-1のみでは不十分であった。
本発明者らは、筆記感についてさらに検討を行った。その結果、条件B1-1を満たす場合でも、長時間筆記した際に手が疲れてしまう事例が散見されることを見出した。そして、本発明者らは、手が疲れやすい筆記性部材と、手が疲れにくい筆記性部材とを対比したところ、両者の時間ごとの動摩擦力の変動パターンに違いがあることを見出した。具体的には、手が疲れやすい筆記性部材の時間ごとの動摩擦力は、図9のように、動摩擦力が0gfに近い値まで下がる前に上昇に転じることを繰り返している一方で、手が疲れにくい筆記性部材の時間ごとの動摩擦力は、動摩擦力が0gfに近い値まで下がった後に上昇に転じることを繰り返していることを見出した。
以上の知見により、本発明者らは、動摩擦力が瞬間的に3.0gf以下まで下がることによって、長時間筆記した際にも手が疲れることがなく、紙に鉛筆で筆記する際の筆記感を越える「高レベルの筆記感」を得ることができることを見出した。
条件B1-2は、動摩擦力の全測定時間において、動摩擦力が3.0gf以下である時間割合(T)が15%以上90%以下であることを要求している。
前記時間割合が15%未満であると、筆記中に摩擦を感じる時間割合が多くなり、長時間筆記した際に手が疲れやすくなってしまう。また、前記時間割合が90%超であると、筆記中に滑ったような感触を受けやすくなり、高レベルの筆記感を得ることができない。
前記時間割合が15%未満であると、筆記中に摩擦を感じる時間割合が多くなり、長時間筆記した際に手が疲れやすくなってしまう。また、前記時間割合が90%超であると、筆記中に滑ったような感触を受けやすくなり、高レベルの筆記感を得ることができない。
条件B1-2において、動摩擦力が3.0gf以下である時間割合は、20%以上85%以下であることが好ましく、30%以上80%以下であることがより好ましく、50%以上75%以下であることがさらに好ましい。
実施形態Bの筆記性部材の選別方法は、下記条件B1-3を満たすものを選別することが好ましい。条件B1-3を満たすことにより、筆記感をより良好にしやすくできるとともに、ペン先の摩耗を抑制しやすくできる。
<条件B1-3>
動摩擦力の平均が2.2gf以上20.0gf以下。
<条件B1-3>
動摩擦力の平均が2.2gf以上20.0gf以下。
動摩擦力の平均(Fk)は、2.3gf以上10.0gf以下であることがより好ましく、2.5gf以上7.5gf以下であることがさらに好ましい。
実施形態Bの筆記性部材の選別方法は、下記条件B1-4を満たすものを選別することが好ましい。条件B1-3を満たすことにより、筆記感をより良好にしやすくできる。
<条件B1-4>
動摩擦力の最大値が35.0gf以下。
<条件B1-4>
動摩擦力の最大値が35.0gf以下。
動摩擦力の最大値(Fkmax)は、25.0gf以下であることがより好ましく、20.0gf以下であることがさらに好ましい。
実施形態Bにおいて、前記σFk、前記時間割合、Fk、Fkmax及びその他の摩擦に関するパラメータは、15個の筆記性部材のサンプルから得られた値の平均値とする。
図3は、摩擦力の測定方法を説明する概略図である。
図3では、タッチパネルペン200は筆記性部材10に接触した状態で保持具84によって固定されている。また、保持具84の上部には重り83を乗せるための土台85が付属されている。土台85上には重り83が乗せられており、該重りによってタッチパネルペンに垂直荷重がかけられている。筆記性部材10は可動台82上に固定されている。
摩擦力の測定時には、タッチパネルペンが上記のように固定された状態で、筆記性部材10が固定された可動台82を、筆記性部材とタッチパネルペンとの成す角の鈍角方向側(図3の左側)に所定の速度で移動する。この際、タッチパネルペン200には、筆記性部材10の移動方向に動摩擦力が生じ、各時間の動摩擦力を算出できる。
図3に示す測定が可能な装置としては、新東科学社製の商品名HEIDON-14DRが挙げられる。
図3では、タッチパネルペン200は筆記性部材10に接触した状態で保持具84によって固定されている。また、保持具84の上部には重り83を乗せるための土台85が付属されている。土台85上には重り83が乗せられており、該重りによってタッチパネルペンに垂直荷重がかけられている。筆記性部材10は可動台82上に固定されている。
摩擦力の測定時には、タッチパネルペンが上記のように固定された状態で、筆記性部材10が固定された可動台82を、筆記性部材とタッチパネルペンとの成す角の鈍角方向側(図3の左側)に所定の速度で移動する。この際、タッチパネルペン200には、筆記性部材10の移動方向に動摩擦力が生じ、各時間の動摩擦力を算出できる。
図3に示す測定が可能な装置としては、新東科学社製の商品名HEIDON-14DRが挙げられる。
なお、実施形態Bにおいて、Fk、σFk等の摩擦力に関するパラメータは、実施形態Aで説明した手法と同様の手法で測定することができる。
条件B1-1及び条件B1-2、並びにその他の条件の判定に用いるタッチパネルペンは特に限定されず、市販のタッチパネルペンの中から適宜選択できる。
なお、タッチパネルペンの先端領域の材料が硬すぎる場合、筆記時の圧力によって筆記性部材が変形し、より広い範囲のペン先が筆記性部材の凸部に接触しやすくなる。その為、ペンの移動に際して、筆記性部材の変形エネルギー及び、接触する凸部の数の増加により、ペン先に摩擦力が生じる時間割合が増加し、上記条件B1-2を満たしにくくなる。一方、タッチパネルペンの先端領域の材料が柔らかすぎる場合、筆記性部材の凸部がペン先に潜りこみ、ペン先の摩耗を誘発し、摩耗寿命が短くなるとともに、ペン先が筆記性部材の凹部に接触し、ペン先に摩擦力が生じる時間割合を増加させ条件B1-2を満たせなくなる。
また、タッチパネルペンの先端領域の材料が硬すぎる場合又は柔らかすぎる場合、筆記時にペン先にかかる力と、ペン先が筆記性部材の表面凹凸から離れる際にペン先にかかる力とが大きく異なり、意図しない筆記を誘発する。何よりもこれら一連の現象によりペンの摩擦力が大きく変動し、安定した筆記感とは成り得ない。
このため、タッチパネルペンは、「(A)タッチパネルペンの先端領域を構成する素材の主成分を所定の硬さとする」、あるいは「(B)タッチパネルペンの先端領域を、硬さを付与する領域(i)と、硬さを抑制する領域(ii)とが混在した構成とする」ことが好ましい。
先端領域とは、タッチパネルペンのペン先から1.5mm以内の範囲をいうものとする。
なお、タッチパネルペンの先端領域の材料が硬すぎる場合、筆記時の圧力によって筆記性部材が変形し、より広い範囲のペン先が筆記性部材の凸部に接触しやすくなる。その為、ペンの移動に際して、筆記性部材の変形エネルギー及び、接触する凸部の数の増加により、ペン先に摩擦力が生じる時間割合が増加し、上記条件B1-2を満たしにくくなる。一方、タッチパネルペンの先端領域の材料が柔らかすぎる場合、筆記性部材の凸部がペン先に潜りこみ、ペン先の摩耗を誘発し、摩耗寿命が短くなるとともに、ペン先が筆記性部材の凹部に接触し、ペン先に摩擦力が生じる時間割合を増加させ条件B1-2を満たせなくなる。
また、タッチパネルペンの先端領域の材料が硬すぎる場合又は柔らかすぎる場合、筆記時にペン先にかかる力と、ペン先が筆記性部材の表面凹凸から離れる際にペン先にかかる力とが大きく異なり、意図しない筆記を誘発する。何よりもこれら一連の現象によりペンの摩擦力が大きく変動し、安定した筆記感とは成り得ない。
このため、タッチパネルペンは、「(A)タッチパネルペンの先端領域を構成する素材の主成分を所定の硬さとする」、あるいは「(B)タッチパネルペンの先端領域を、硬さを付与する領域(i)と、硬さを抑制する領域(ii)とが混在した構成とする」ことが好ましい。
先端領域とは、タッチパネルペンのペン先から1.5mm以内の範囲をいうものとする。
(A)の所定の硬さの素材は、ヤング率が、0.5~5.0GPaであることが好ましく、0.5~2.0GPaであることがより好ましく、0.5~1.0GPaであることがさらに好ましい。また、先端領域を構成する全体積中に、所定の硬さの素材を80体積%以上含むことが好ましく、90体積%以上含むことがより好ましい。
(B)の硬さを付与する領域(i)と、硬さを抑制する領域(ii)とが混在した構成としては、多孔質の構成(空気孔が硬さを抑制する領域(ii)となる)、硬い素材と柔らかい素材とが混在している構成が挙げられる。混在の仕方は、規則的であってもよいし、ランダムであってもよい。
硬さを付与する領域(ii)の素材のヤング率は1.0GPa以上であることが好ましく、1.5GPa以上であることがより好ましい。なお、筆記性部材の摩耗を抑制する観点からは、硬さを付与する領域(ii)の素材のヤング率は5.0GPa以下であることが好ましく、4.0GPa以下であることがより好ましく、3.0GPa以下であることがさらに好ましい。
領域(i)と領域(ii)との体積比は、2:98~30:70であることが好ましく、5:95~25:75であることがより好ましく、10:90~20:80であることがさらに好ましい。
(B)の硬さを付与する領域(i)と、硬さを抑制する領域(ii)とが混在した構成としては、多孔質の構成(空気孔が硬さを抑制する領域(ii)となる)、硬い素材と柔らかい素材とが混在している構成が挙げられる。混在の仕方は、規則的であってもよいし、ランダムであってもよい。
硬さを付与する領域(ii)の素材のヤング率は1.0GPa以上であることが好ましく、1.5GPa以上であることがより好ましい。なお、筆記性部材の摩耗を抑制する観点からは、硬さを付与する領域(ii)の素材のヤング率は5.0GPa以下であることが好ましく、4.0GPa以下であることがより好ましく、3.0GPa以下であることがさらに好ましい。
領域(i)と領域(ii)との体積比は、2:98~30:70であることが好ましく、5:95~25:75であることがより好ましく、10:90~20:80であることがさらに好ましい。
また、タッチパネルペンのペン先の表面形状も条件B1-1及び条件B1-2に影響を与える。具体的には、タッチパネルペンのペン先の表面形状が粗い場合、筆記性部材の凸部に対してタッチパネルペンのペン先が接触する頻度が減少し、σFkが小さくなる傾向があるとともに、時間割合(T)が大きくなる傾向がある。一方、タッチパネルペンのペン先の表面形状が平滑な場合、筆記性部材の凸部に対してタッチパネルペンのペン先が接触する頻度が増加し、σFkが大きくなる傾向があるとともに、時間割合(T)が小さくなる傾向がある。
ペン先の粗さの度合いは、例えば、下記(1)~(4)のように測定できる。下記で算出したσΔhnが大きいほど、ペン先の形状が粗いとみなすことができる。
(1)ペン先の表面形状を、急速硬化型シリコンゴム(丸本ストルアス社製、商品名:レプリセット)に転写する。
(2)ペン先の表面形状を転写したシリコンゴム面をデジタルマイクロスコープで撮像する。 デジタルマイクロスコープとしては、例えば、キーエンス社の商品名VHX-5000等を用いることができる。
(3)撮像したシリコンゴム面の輪郭をペン先の表面の断面曲線と擬制し、該断面曲線からペン先の頂点を中心とした幅100μmの区間の断面曲線を抜き取る。
(4)幅100μmの断面曲線の高さデータを1μmごとに算出し、100個の高さデータを得る。n番目の高さデータをhnとした場合の、「|hn-((hn-1+hn+1)/2)|」で表される高さを、各高さデータの前後からのズレ(Δhn)とする。98個のΔhnの標準偏差(σΔhn)を算出する。
ペン先の粗さの度合いは、例えば、下記(1)~(4)のように測定できる。下記で算出したσΔhnが大きいほど、ペン先の形状が粗いとみなすことができる。
(1)ペン先の表面形状を、急速硬化型シリコンゴム(丸本ストルアス社製、商品名:レプリセット)に転写する。
(2)ペン先の表面形状を転写したシリコンゴム面をデジタルマイクロスコープで撮像する。 デジタルマイクロスコープとしては、例えば、キーエンス社の商品名VHX-5000等を用いることができる。
(3)撮像したシリコンゴム面の輪郭をペン先の表面の断面曲線と擬制し、該断面曲線からペン先の頂点を中心とした幅100μmの区間の断面曲線を抜き取る。
(4)幅100μmの断面曲線の高さデータを1μmごとに算出し、100個の高さデータを得る。n番目の高さデータをhnとした場合の、「|hn-((hn-1+hn+1)/2)|」で表される高さを、各高さデータの前後からのズレ(Δhn)とする。98個のΔhnの標準偏差(σΔhn)を算出する。
また、条件B1-1及び条件B1-2等の判定に用いるタッチパネルペンは、ペン先の直径が0.3~2.5mmであることが好ましく、0.5~2.0mmであることがより好ましく、0.7~1.7mmであることがさらに好ましい。ペン先の直径が小さいと、σFkが大きくなる傾向があるとともに、時間割合(T)が小さくなる傾向がある。ペン先の直径が大きいと、σFkが小さくなる傾向があるとともに、時間割合(T)が小さくなる傾向がある。
また、実施形態Bの筆記性部材の選別方法は、下記条件B2-1を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別することが好ましい。
<条件B2-1>
ヘイズが25.0%以上
<条件B2-1>
ヘイズが25.0%以上
ヘイズを25.0%以上とすることにより、ギラツキ(映像光に微細な輝度のばらつきが見える現象)を抑制しやすくできる。
ギラツキ抑制の観点から、ヘイズは35.0%以上であることがより好ましく、45.0%以上であることがさらに好ましい。また、表示素子の解像性の低下の抑制の観点から、ヘイズは90.0%以下であることが好ましく、70.0%以下であることがより好ましく、67.0%以下であることがさらに好ましく、60.0%以下であることがよりさらに好ましい。
ヘイズ及び後述の全光線透過率を測定する際は、筆記性部材の筆記面B(上記条件B1-1及び条件B1-2を満たす面)とは反対側の表面から光を入射するものとする。筆記性部材の両面が筆記面Bの場合、光入射面はどちらの面であってもよい。なお、ヘイズ及び全光線透過率は、15個の筆記性部材のサンプルから得られた値の平均値とする。
ギラツキ抑制の観点から、ヘイズは35.0%以上であることがより好ましく、45.0%以上であることがさらに好ましい。また、表示素子の解像性の低下の抑制の観点から、ヘイズは90.0%以下であることが好ましく、70.0%以下であることがより好ましく、67.0%以下であることがさらに好ましく、60.0%以下であることがよりさらに好ましい。
ヘイズ及び後述の全光線透過率を測定する際は、筆記性部材の筆記面B(上記条件B1-1及び条件B1-2を満たす面)とは反対側の表面から光を入射するものとする。筆記性部材の両面が筆記面Bの場合、光入射面はどちらの面であってもよい。なお、ヘイズ及び全光線透過率は、15個の筆記性部材のサンプルから得られた値の平均値とする。
また、実施形態Bの筆記性部材の選別方法は、下記条件B2-2を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別することが好ましい。
<条件B2-2>
JIS K7361-1:1997の全光線透過率が87.0%以上
<条件B2-2>
JIS K7361-1:1997の全光線透過率が87.0%以上
全光線透過率を87.0%以上とすることにより、表示素子の輝度の低下を抑制できる。
全光線透過率は88.0%以上であることがより好ましく、89.0%以上であることがさらに好ましい。なお、全光線透過率が高すぎると、条件B1-1及び条件B1-2等を満たしにくい傾向がある。このため、全光線透過率は92.0%以下であることが好ましく、91.5%以下であることがより好ましく、91.0%以下であることがさらに好ましい。
全光線透過率は88.0%以上であることがより好ましく、89.0%以上であることがさらに好ましい。なお、全光線透過率が高すぎると、条件B1-1及び条件B1-2等を満たしにくい傾向がある。このため、全光線透過率は92.0%以下であることが好ましく、91.5%以下であることがより好ましく、91.0%以下であることがさらに好ましい。
なお、実施形態Bのタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法を応用すれば、任意の筆記性部材に適したタッチパネルペンを選定することもできる。
[タッチパネルペン用筆記性部材]
実施形態Bのタッチパネル用筆記性部材は、下記条件B1-1及び条件B1-2を満たす表面を有するものである。
<条件B1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力を算出する。前記動摩擦力の標準偏差を算出した際に、前記標準偏差が3.0gf以上11.0gf以下。
<条件B1-2>
動摩擦力の全測定時間において、動摩擦力が3.0gf以下である時間割合が15%以上90%以下。
実施形態Bのタッチパネル用筆記性部材は、下記条件B1-1及び条件B1-2を満たす表面を有するものである。
<条件B1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力を算出する。前記動摩擦力の標準偏差を算出した際に、前記標準偏差が3.0gf以上11.0gf以下。
<条件B1-2>
動摩擦力の全測定時間において、動摩擦力が3.0gf以下である時間割合が15%以上90%以下。
実施形態Bの筆記性部材は、筆記面Bに対してタッチパネルペンを60度以外の角度(例えば30~75度の範囲の何れかの角度)で接触させた状態で固定した際にも、条件B1-1及び条件B1-2等を満たすことが好ましい。また、条件B1-1及び条件B1-2等は、移動速度を14mm/秒以外の速度(例えば0.1~100mm/秒の範囲の何れかの速度)とした際にも、上記範囲であることが好ましい。
実施形態Bの筆記性部材は、さらに下記条件B1-3を満たすことが好ましい。条件B1-3を満たすことにより、筆記感をより良好にしやすくできるとともに、ペン先の摩耗を抑制しやすくできる。
<条件B1-3>
動摩擦力の平均が2.2gf以上20.0gf以下。
<条件B1-3>
動摩擦力の平均が2.2gf以上20.0gf以下。
実施形態Bの筆記性部材は、さらに下記条件B1-4を満たすことが好ましい。条件B1-4を満たすことにより、筆記感をより良好にしやすくできる。
<条件B1-4>
動摩擦力の最大値が35.0gf以下。
<条件B1-4>
動摩擦力の最大値が35.0gf以下。
実施形態Bの筆記性部材の条件B1-1~B1-4の好適な範囲は、上述したタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法の条件B1-1~B1-4の好適な範囲と同様である。
また、実施形態Bの筆記性部材は、条件B1-1及び条件B1-2等を満たしやすくするため、ペンの先端領域の組成が、上記(A)又は(B)であるタッチパネルペン用の筆記性部材として用いることが好ましい。さらに、実施形態Bの筆記性部材は、ペン先の直径が上述した範囲のタッチパネルペン用の筆記性部材として用いることが好ましい。
また、実施形態Bの筆記性部材は、下記条件B2-1を満たすことが好ましい。
<条件B2-1>
筆記性部材のJIS K7136:2000のヘイズが25.0%以上
<条件B2-1>
筆記性部材のJIS K7136:2000のヘイズが25.0%以上
また、実施形態Bの筆記性部材は、下記条件B2-2を満たすことが好ましい。
<条件B2-2>
JIS K7361-1:1997の全光線透過率が87.0%以上
<条件B2-2>
JIS K7361-1:1997の全光線透過率が87.0%以上
実施形態Bの筆記性部材の条件B2-1及びB2-2の好適な範囲は、上述したタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法の条件B2-1及びB2-2の好適な範囲と同様である。
<筆記性部材全体の構成>
実施形態Bのタッチパネルペン用筆記性部材は、少なくとも一方の表面が条件B1-1及び条件B1-2を満たしていれば、その構成は特に限定されない。
例えば、実施形態Bのタッチパネルペン用筆記性部材10の構成としては、図1及び図2のように、基材1上に樹脂層2を有し、該樹脂層2の一方の表面が条件B1-1及び条件B1-2を満たすものが挙げられる。樹脂層2は、図2のように、第一樹脂層2a、第二樹脂層2bの多層構造であってもよい。
なお、図示しないが、実施形態Bのタッチパネルペン用筆記性部材10の構成は、基材を有さずに樹脂層単層であってもよく、あるいは、基材及び樹脂層以外の他の層を有し、該他の層の表面が条件B1-1及び条件B1-2を満たしていてもよい。他の層としては、帯電防止層、防汚層等が挙げられる。
実施形態Bのタッチパネルペン用筆記性部材は、少なくとも一方の表面が条件B1-1及び条件B1-2を満たしていれば、その構成は特に限定されない。
例えば、実施形態Bのタッチパネルペン用筆記性部材10の構成としては、図1及び図2のように、基材1上に樹脂層2を有し、該樹脂層2の一方の表面が条件B1-1及び条件B1-2を満たすものが挙げられる。樹脂層2は、図2のように、第一樹脂層2a、第二樹脂層2bの多層構造であってもよい。
なお、図示しないが、実施形態Bのタッチパネルペン用筆記性部材10の構成は、基材を有さずに樹脂層単層であってもよく、あるいは、基材及び樹脂層以外の他の層を有し、該他の層の表面が条件B1-1及び条件B1-2を満たしていてもよい。他の層としては、帯電防止層、防汚層等が挙げられる。
筆記面Bは、「エンボス、サンドブラスト、エッチング等の物理的又は化学的処理」、「型による成型」、「コーティング」等により形成することができる。これら方法の中では、表面形状の再現性の観点からは「型による成型」が好適であり、生産性及び多品種対応の観点からは「コーティング」が好適である。
筆記性部材が条件B1-1及び条件B1-2等を満たすためには、筆記性部材の筆記面Bが以下の物性(a)~(e)を満たすことが好ましい。物性(a)~(e)は、15個のサンプルを各1回ずつ測定した際の平均値とする。
なお、後述するRt、θa、λaを算出する際のカットオフ値は何れも0.8mmである。カットオフの値は、想定するペン先の直径が、好ましくは0.3~2.5mm、より好ましくは0.5~2.0mm、さらに好ましくは0.7~1.7mmであることに鑑み、JISに規定されているカットオフ値の中から、前記直径のサイズを網羅するカットオフ値を選択したものである。
なお、後述するRt、θa、λaを算出する際のカットオフ値は何れも0.8mmである。カットオフの値は、想定するペン先の直径が、好ましくは0.3~2.5mm、より好ましくは0.5~2.0mm、さらに好ましくは0.7~1.7mmであることに鑑み、JISに規定されているカットオフ値の中から、前記直径のサイズを網羅するカットオフ値を選択したものである。
(a)筆記面BのJIS B0601:2001の粗さ曲線の最大断面高さRtが2.5μm以上8.0μm以下。
(b)筆記面Bの平均傾斜角θaが2.0度以上10.0度以下。
(c)平均傾斜角θa及びJIS B0601:2001の算術平均粗さRaから、式[λa=2π×(Ra/tan(θa))]に基づき算出される平均波長λaが、10μm以上75μm以下。
(d)筆記面Bの粒子の面積比率が15.0%以上35.0%以下。
(e)前記λa(μm)と、筆記面Bの粒子密度(個/100μm平方)との商[λa(μm)÷粒子密度(個/100μm平方)]が、14以上1000以下。
(b)筆記面Bの平均傾斜角θaが2.0度以上10.0度以下。
(c)平均傾斜角θa及びJIS B0601:2001の算術平均粗さRaから、式[λa=2π×(Ra/tan(θa))]に基づき算出される平均波長λaが、10μm以上75μm以下。
(d)筆記面Bの粒子の面積比率が15.0%以上35.0%以下。
(e)前記λa(μm)と、筆記面Bの粒子密度(個/100μm平方)との商[λa(μm)÷粒子密度(個/100μm平方)]が、14以上1000以下。
上記物性(a)~(e)は、筆記面Bの凹凸に極端に高い山や極端に低い谷が数多く存在せず、適度な大きさの凹凸が存在すること、及び、筆記面Bの凸部が適度に密集していることを意味している。筆記面Bが上記物性(a)~(e)を満たすことにより、ごく短い周期(0.001秒)の動摩擦力の変化が適切となり、条件B1-1を満たしやすくすることができる。また、上記物性(a)~(e)を満たすことにより、条件B1-3~B1-4を満たしやすくなる。
また、上記物性(a)~(e)を満たすこと(筆記面Bの凹凸に極端に高い山や極端に低い谷が数多く存在せず、適度な大きさの凹凸が存在すること、及び、筆記面Bの凸部が適度に密集していること)により、ペン先が凹凸の山頂間を滑り摩擦が生じない瞬間を適度に発生させることが可能となり、条件B1-2を満たしやすくできる。
また、上記物性(a)~(e)を満たすこと(筆記面Bの凹凸に極端に高い山や極端に低い谷が数多く存在せず、適度な大きさの凹凸が存在すること、及び、筆記面Bの凸部が適度に密集していること)は、ギラツキの抑制につながる点で好ましい。
また、(a)のRtを8.0μm以下とすること、(b)のθaを10.0度以下とすること、(c)のλaを75μm以下とすること、(d)の面積比率を15.0%以上とすること、(e)の商を1000以下とすることは、タッチパネルペンのペン先の摩耗の抑制にもつながる点で好ましい。特に、(c)のλaを75μm以下とすること、(e)の商を1000以下とすることにより、タッチパネルペンのペン先の摩耗を大幅に抑制できる。
また、上記物性(a)~(e)を満たすこと(筆記面Bの凹凸に極端に高い山や極端に低い谷が数多く存在せず、適度な大きさの凹凸が存在すること、及び、筆記面Bの凸部が適度に密集していること)により、ペン先が凹凸の山頂間を滑り摩擦が生じない瞬間を適度に発生させることが可能となり、条件B1-2を満たしやすくできる。
また、上記物性(a)~(e)を満たすこと(筆記面Bの凹凸に極端に高い山や極端に低い谷が数多く存在せず、適度な大きさの凹凸が存在すること、及び、筆記面Bの凸部が適度に密集していること)は、ギラツキの抑制につながる点で好ましい。
また、(a)のRtを8.0μm以下とすること、(b)のθaを10.0度以下とすること、(c)のλaを75μm以下とすること、(d)の面積比率を15.0%以上とすること、(e)の商を1000以下とすることは、タッチパネルペンのペン先の摩耗の抑制にもつながる点で好ましい。特に、(c)のλaを75μm以下とすること、(e)の商を1000以下とすることにより、タッチパネルペンのペン先の摩耗を大幅に抑制できる。
上記(a)のRtは、2.8μm以上5.5μm以下であることがより好ましく、3.0μm以上4.5μm以下であることがさらに好ましい。
上記(b)のθaは、2.1度以上6.0度以下であることがより好ましく、2.2度以上4.5度以下であることがより好ましい。
上記(c)のλaは、20μm以上50μm以下であることがより好ましく、24μm以上35μm以下であることがさらに好ましい。
上記(d)の面積比率は、18.0%以上32.0%以下であることがより好ましく、20.0%以上30.0%以下であることがさらに好ましい。
上記(e)の商は、16以上200以下であることがより好ましく、20以上50以下であることがさらに好ましい。
上記(b)のθaは、2.1度以上6.0度以下であることがより好ましく、2.2度以上4.5度以下であることがより好ましい。
上記(c)のλaは、20μm以上50μm以下であることがより好ましく、24μm以上35μm以下であることがさらに好ましい。
上記(d)の面積比率は、18.0%以上32.0%以下であることがより好ましく、20.0%以上30.0%以下であることがさらに好ましい。
上記(e)の商は、16以上200以下であることがより好ましく、20以上50以下であることがさらに好ましい。
また、実施形態Bの筆記性部材は、筆記面Bの耐擦傷性を向上しつつ、タッチパネルペンの摩耗を抑制する観点から、筆記面BのJIS K5600-5-4:1999の鉛筆硬度が2H以上9H以下であることが好ましく、5H以上7H以下であることがより好ましく、5H以上6H以下であることがさらに好ましい。
コーティングによる樹脂層の形成は、樹脂成分、粒子及び溶剤を含有してなる樹脂層形成塗布液を、グラビアコーティング、バーコーティング等の公知の塗布方法により基材上に塗布、乾燥、硬化することにより形成できる。コーティングにより形成した樹脂層が条件B1-1及び条件B1-2等を満たしやすくするためには、粒子の平均粒子径、粒子の含有量、及び樹脂層の厚み等を後述の範囲とすることが好ましい。
図2のように、樹脂層が2層以上から形成される場合は、少なくとも何れかの樹脂層にミクロンオーダーの粒子を含有していればよいが、条件B1-1及び条件B1-2等を満たしやすくする観点からは、下記(i)又は(ii)の構成とすることが好ましい。
(i)最表面の樹脂層がミクロンオーダーの粒子を含むように構成する。
(ii)下層の樹脂層にミクロンオーダーの粒子を含む場合、該樹脂層の上側の層の厚みを薄膜(0.3μm以下)とする。
また、(i)において、下層の樹脂層が樹脂層より柔らかい粒子を含まない構成とすることにより、筆記面Bの鉛筆硬度を向上しやすくできる。また、(ii)において、上層の樹脂層にナノオーダーの粒子を含有させた場合には、屈折率を制御して反射率を抑制することもできる。
図2のように、樹脂層が2層以上から形成される場合は、少なくとも何れかの樹脂層にミクロンオーダーの粒子を含有していればよいが、条件B1-1及び条件B1-2等を満たしやすくする観点からは、下記(i)又は(ii)の構成とすることが好ましい。
(i)最表面の樹脂層がミクロンオーダーの粒子を含むように構成する。
(ii)下層の樹脂層にミクロンオーダーの粒子を含む場合、該樹脂層の上側の層の厚みを薄膜(0.3μm以下)とする。
また、(i)において、下層の樹脂層が樹脂層より柔らかい粒子を含まない構成とすることにより、筆記面Bの鉛筆硬度を向上しやすくできる。また、(ii)において、上層の樹脂層にナノオーダーの粒子を含有させた場合には、屈折率を制御して反射率を抑制することもできる。
樹脂層の粒子は、有機粒子及び無機粒子の何れも用いることができる。有機粒子としては、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリル-スチレン共重合体、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ベンゾグアナミン-メラミン-ホルムアルデヒド縮合物、シリコーン、フッ素系樹脂及びポリエステル系樹脂等からなる粒子が挙げられる。無機粒子としては、シリカ、アルミナ、アンチモン、ジルコニア及びチタニア等からなる粒子が挙げられる。これら粒子の中でも、有機粒子は、粒子の凝集を抑制しやすく、条件B1-1及び条件B1-2等を満たしやすい点で好適である。
また、粒子は、タッチパネルペンのペン先の摩耗抑制の観点から、球形粒子であることが好ましい。
また、粒子は、タッチパネルペンのペン先の摩耗抑制の観点から、球形粒子であることが好ましい。
樹脂層中の粒子の平均粒子径は、樹脂層の厚みにより異なるため一概には言えないが、条件B1-1及び条件B1-2等を満たしやすくする観点から、ミクロンオーダーであることが好ましい。具体的には、粒子の平均粒子径は、1.0~10.0μmが好ましく、2.0~5.0μmであることがより好ましく、2.5~3.5μmであることがさらに好ましい。粒子が凝集している場合、凝集粒子の平均粒子径が前記範囲を満たすことが好ましい。
実施形態Bの粒子の平均粒子径は実施形態Aと同様の手法で算出できる。
実施形態Bの粒子の平均粒子径は実施形態Aと同様の手法で算出できる。
粒子は、粒子径分布が広いもの(単一粒子で粒子径分布が広いもの、あるいは、粒子径分布が異なる2種類以上の粒子を混合した混合粒子の粒子径分布が広いもの)であってもよいが、ギラツキを抑制する観点から、粒子径分布が狭い方が好ましい。具体的には、粒子の粒子径分布の変動係数は、25%以下であることが好ましく、20%以下であることがより好ましく、15%以下であることがさらに好ましい。
樹脂層中のミクロンオーダーの粒子の含有量は、条件B1-1及び条件B1-2等を満たしやすくする観点から、樹脂成分100質量部に対して、10~30質量部であることが好ましく、12~28質量部であることがより好ましく、15~25質量部であることがさらに好ましい。
樹脂層の膜厚の好適な範囲は、樹脂層の実施形態によって若干異なる。例えば、ミクロンオーダーの粒子を含む樹脂層の厚みは、条件B1-1及び条件B1-2等を満たしやすくする観点、筆記面Bの鉛筆硬度を向上させる観点及びカールを抑制する観点から、2.0~8.0μmが好ましく、2.2~6.0μmがより好ましく、2.7~4.0μmがさらに好ましい。
また、条件B1-1及び条件B1-2等を満たしやすくする観点から、[ミクロンオーダーの粒子の平均粒子径]/[ミクロンオーダーの粒子を含む樹脂層の膜厚]の比は、樹脂層の実施形態に応じて所定の範囲を満たすことが好ましい。具体的には、最表面の樹脂層がミクロンオーダーの粒子を含む場合、前記比は、0.7~1.3であることが好ましく、0.8~1.2であることがより好ましく、0.9~1.1であることがさらに好ましい。また、下層の樹脂層にミクロンオーダーの粒子を含む場合、前記比は、1.0~1.6であることが好ましく、1.0~1.5であることがより好ましく、1.1~1.4であることがさらに好ましい。
上記(i)の構成において、下層の樹脂層は粒子を含まないことが好ましく、その厚みは、筆記面Bの鉛筆硬度を向上させる観点及びカールを抑制する観点から、3.0~15.0μmとすることが好ましく、6.0~10.0μmとすることがより好ましい。
また、条件B1-1及び条件B1-2等を満たしやすくする観点から、[ミクロンオーダーの粒子の平均粒子径]/[ミクロンオーダーの粒子を含む樹脂層の膜厚]の比は、樹脂層の実施形態に応じて所定の範囲を満たすことが好ましい。具体的には、最表面の樹脂層がミクロンオーダーの粒子を含む場合、前記比は、0.7~1.3であることが好ましく、0.8~1.2であることがより好ましく、0.9~1.1であることがさらに好ましい。また、下層の樹脂層にミクロンオーダーの粒子を含む場合、前記比は、1.0~1.6であることが好ましく、1.0~1.5であることがより好ましく、1.1~1.4であることがさらに好ましい。
上記(i)の構成において、下層の樹脂層は粒子を含まないことが好ましく、その厚みは、筆記面Bの鉛筆硬度を向上させる観点及びカールを抑制する観点から、3.0~15.0μmとすることが好ましく、6.0~10.0μmとすることがより好ましい。
樹脂層の樹脂成分は、熱硬化性樹脂組成物又は電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化物を含むことが好ましく、筆記面Bの鉛筆硬度を向上する観点から、電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化物を含むことがより好ましく、その中でも紫外線硬化性樹脂組成物の硬化物を含むことがさらに好ましい。
実施形態Bの熱硬化性樹脂組成物及び電離放射線硬化性樹脂組成物は、実施形態Aで例示した熱硬化性樹脂組成物及び電離放射線硬化性樹脂組成物と同様のものが挙げられる。
実施形態Bの熱硬化性樹脂組成物及び電離放射線硬化性樹脂組成物は、実施形態Aで例示した熱硬化性樹脂組成物及び電離放射線硬化性樹脂組成物と同様のものが挙げられる。
樹脂層形成塗布液には、通常、粘度を調節したり、各成分を溶解または分散可能とするために溶剤を用いる。溶剤の種類によって、塗布、乾燥過程した後の樹脂層の表面状態が異なるため、溶剤の飽和蒸気圧、透明基材への溶剤の浸透性等を考慮して溶剤を選定することが好ましい。実施形態Bの溶剤は、実施形態Aで例示した溶剤と同様のものが挙げられる。
溶剤の乾燥が遅すぎる場合、樹脂層のレベリング性が過度になることにより、条件B1-1及び条件B1-2等を満たしやすい表面形状を形成しづらくなる。したがって、溶剤としては、蒸発速度(n-酢酸ブチルの蒸発速度を100としたときの相対蒸発速度)が180以上である溶剤を、全溶剤中の60質量%以上含むことが好ましく、75質量%以上含むことがより好ましい。相対蒸発速度が180以上の溶剤としては、トルエンが挙げられる。トルエンの相対蒸発速度は195である。一方、相対蒸発速度が180未満の溶剤としては、メチルイソブチルケトン(MIBK)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PMA)、イソプロピルアルコール(IPA)、シクロヘキサノン等が挙げられる。
溶剤の乾燥が遅すぎる場合、樹脂層のレベリング性が過度になることにより、条件B1-1及び条件B1-2等を満たしやすい表面形状を形成しづらくなる。したがって、溶剤としては、蒸発速度(n-酢酸ブチルの蒸発速度を100としたときの相対蒸発速度)が180以上である溶剤を、全溶剤中の60質量%以上含むことが好ましく、75質量%以上含むことがより好ましい。相対蒸発速度が180以上の溶剤としては、トルエンが挙げられる。トルエンの相対蒸発速度は195である。一方、相対蒸発速度が180未満の溶剤としては、メチルイソブチルケトン(MIBK)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PMA)、イソプロピルアルコール(IPA)、シクロヘキサノン等が挙げられる。
また、表面形状を適度に滑らかにして、筆記性部材の表面形状を上述した範囲にしやすくする観点からは、樹脂層形成塗布液には、レベリング剤を含有させることが好ましい。レベリング剤は、フッ素系レベリング剤、シリコーン系レベリング剤、フッ素シリコーン共重合体系レベリング剤等が挙げられる。レベリング剤の添加量としては、樹脂層形成塗布液の全固形分に対して0.01~0.50重量%が好ましく、0.10~0.40重量%がより好ましく、0.20~0.30質量%がさらに好ましい。
基材としては、プラスチックフィルムが好適である。
プラスチックフィルムは、ポリエステル、トリアセチルセルロース(TAC)、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリウレタン及び非晶質オレフィン(Cyclo-Olefin-Polymer:COP)等の樹脂から形成することができる。
これらプラスチックフィルムの中でも、機械的強度、寸法安定性及び上記物性(f)を満たしやすくする観点からは、延伸加工、特に二軸延伸加工されたポリエステルフィルムが好ましい。ポリエステルフィルムの中では、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが好ましい。
基材の厚みは、5~200μmであることが好ましく、10~150μmであることがより好ましい。
プラスチックフィルムは、ポリエステル、トリアセチルセルロース(TAC)、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリウレタン及び非晶質オレフィン(Cyclo-Olefin-Polymer:COP)等の樹脂から形成することができる。
これらプラスチックフィルムの中でも、機械的強度、寸法安定性及び上記物性(f)を満たしやすくする観点からは、延伸加工、特に二軸延伸加工されたポリエステルフィルムが好ましい。ポリエステルフィルムの中では、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが好ましい。
基材の厚みは、5~200μmであることが好ましく、10~150μmであることがより好ましい。
[タッチパネル]
実施形態Bのタッチパネルは、表面に筆記性部材を有するタッチパネルであって、前記筆記性部材として、実施形態Bのタッチパネルペン用筆記性部材の条件B1-1及び条件B1-2を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くように配置してなるものである。
実施形態Bのタッチパネルは、表面に筆記性部材を有するタッチパネルであって、前記筆記性部材として、実施形態Bのタッチパネルペン用筆記性部材の条件B1-1及び条件B1-2を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くように配置してなるものである。
タッチパネルとしては、抵抗膜式タッチパネル、静電容量式タッチパネル、インセルタッチパネル、光学式タッチパネル、超音波式タッチパネル及び電磁誘導式タッチパネル等が挙げられる。
抵抗膜式タッチパネル100は、図6に示すように、導電膜30を有する上下一対の透明基板20の導電膜30同士が対向するようにスペーサー40を介して配置されてなる基本構成に、図示しない回路が接続されてなるものである。抵抗膜式タッチパネルの場合、上部透明基板20として実施形態Bの筆記性部材10を用い、該筆記性部材10の条件B1-1及び条件B1-2を満たす側の面がタッチパネル100の表面を向くようにして用いる。なお、上部透明基板20は、筆記性部材に別の基材を貼り合わせた構成であってもよい。
静電容量式タッチパネルは、表面型及び投影型等が挙げられ、投影型が多く用いられている。投影型の静電容量式タッチパネルは、X軸電極と、該X軸電極と直交するY軸電極とを絶縁体を介して配置した基本構成に、回路が接続されてなるものである。該基本構成をより具体的に説明すると、1枚の透明基板上の別々の面にX軸電極及びY軸電極を形成する態様、透明基板上にX軸電極、絶縁体層、Y軸電極をこの順で形成する態様、図7に示すように、透明基板20上にX軸電極50を形成し、別の透明基板20上にY軸電極60を形成し、接着剤層等の絶縁体層70を介して積層する態様等が挙げられる。また、これら基本態様に、さらに別の透明基板を積層する態様が挙げられる。
静電容量式タッチパネルの場合、表面側の透明基板20として実施形態Bの筆記性部材10を用い、該筆記性部材10の条件B1-1及び条件B1-2を満たす側の面がタッチパネル100の表面を向くようにして用いる。なお、表面側の透明基板20は、筆記性部材に別の基材を貼り合わせた構成であってもよい。
静電容量式タッチパネルの場合、表面側の透明基板20として実施形態Bの筆記性部材10を用い、該筆記性部材10の条件B1-1及び条件B1-2を満たす側の面がタッチパネル100の表面を向くようにして用いる。なお、表面側の透明基板20は、筆記性部材に別の基材を貼り合わせた構成であってもよい。
電磁誘導式タッチパネルは、磁界を発生する専用ペンを用いるタッチパネルである。電磁誘導式タッチパネルは、ペンから生じる電磁エネルギーを検出するセンサー部を少なくとも有し、さらにセンサー部上に透明基板を有する。該透明基板は多層構成であってもよい。電磁誘導式タッチパネルの場合、センサー部上に位置する透明基板のうち、最表面の透明基板として、実施形態Bの筆記性部材を用い、該筆記性部材の条件B1-1及び条件B1-2を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くようにして用いる。
インセルタッチパネルは、2枚のガラス基板に液晶を挟んでなる液晶素子の内部に、抵抗膜式、静電容量式、光学式等のタッチパネル機能を組み込んだものである。
インセルタッチパネルの場合、表面側のガラス基板上に、実施形態Bの筆記性部材の条件B1-1及び条件B1-2を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くように配置して用いる。なお、インセルタッチパネルの表面側のガラス基板と、実施形態Bの筆記性部材との間には、偏光板等の他の層を有していてもよい。
インセルタッチパネルの場合、表面側のガラス基板上に、実施形態Bの筆記性部材の条件B1-1及び条件B1-2を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くように配置して用いる。なお、インセルタッチパネルの表面側のガラス基板と、実施形態Bの筆記性部材との間には、偏光板等の他の層を有していてもよい。
[タッチパネルシステム]
実施形態Bのタッチパネルシステムは、表面にタッチパネルペン用筆記性部材を有するタッチパネルと、タッチパネルペンとからなるタッチパネルシステムであって、下記条件B1-1及び条件B1-2を満たすものである。
<条件B1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力を算出する。前記動摩擦力の標準偏差を算出した際に、前記標準偏差が2.0gf以上15.0gf以下。
<条件B1-2>
動摩擦力の全測定時間において、動摩擦力が3.0gf以下である時間割合が15%以上90%以下。
実施形態Bのタッチパネルシステムは、表面にタッチパネルペン用筆記性部材を有するタッチパネルと、タッチパネルペンとからなるタッチパネルシステムであって、下記条件B1-1及び条件B1-2を満たすものである。
<条件B1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力を算出する。前記動摩擦力の標準偏差を算出した際に、前記標準偏差が2.0gf以上15.0gf以下。
<条件B1-2>
動摩擦力の全測定時間において、動摩擦力が3.0gf以下である時間割合が15%以上90%以下。
実施形態Bのタッチパネルシステムにおける、タッチパネル、タッチパネルペン用筆記性部材、及びタッチパネルペンの実施の形態は、例えば、上述の実施形態Bのタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法、タッチパネルペン用筆記性部材、及びタッチパネルにおいて示した実施の形態と同様のものが挙げられる。
実施形態Bのタッチパネルシステムによれば、紙に鉛筆で筆記する際の筆記感を越える「高レベルの筆記感」を付与することができる。
実施形態Bのタッチパネルシステムによれば、紙に鉛筆で筆記する際の筆記感を越える「高レベルの筆記感」を付与することができる。
[タッチパネル付きの表示装置]
実施形態Bのタッチパネル付きの表示装置は、表示素子上にタッチパネルを有する表示装置であって、前記タッチパネルが実施形態Bのタッチパネルであるものである。
実施形態Bのタッチパネル付きの表示装置は、表示素子上にタッチパネルを有する表示装置であって、前記タッチパネルが実施形態Bのタッチパネルであるものである。
表示素子としては、液晶表示素子、EL表示素子、プラズマ表示素子、電子ペーパー素子等が挙げられる。表示素子が液晶表示素子、EL表示素子、プラズマ表示素子、電子ペーパー素子の場合、これらの表示素子上に実施形態Bのタッチパネルを載置する。
実施形態Bのタッチパネル付きの表示装置は、紙に鉛筆で筆記する際の筆記感を越える「高レベルの筆記感」を付与することができる。
実施形態Bのタッチパネル付きの表示装置は、紙に鉛筆で筆記する際の筆記感を越える「高レベルの筆記感」を付与することができる。
実施形態Bのタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法は、紙に鉛筆で筆記する際の筆記感を越える「高レベルの筆記感」が得られる筆記性部材を選別することができ、筆記性部材の製品設計、品質管理を効率よくすることができる。また、実施形態Bのタッチパネルシステム、タッチパネルペン用筆記性部材、タッチパネル及び表示装置は、高レベルな筆記感を付与することができる。
<実施形態C>
[タッチパネルペン用筆記性部材の選別方法]
実施形態Cのタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法は、下記条件C1-1を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別するものである。
<条件C1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力f[gf]を1m秒間隔で測定する。
前記タッチパネルペン用筆記性部材の移動が開始した後の1001m秒~2000m秒を125m秒ごとの8区間に分割する。前記動摩擦力を、区間ごとに、窓関数をハニング窓として離散フーリエ変換して、周波数ごとのパワースペクトル密度[(gf)2/Hz]を算出する。
区間ごとに100Hz超200Hz以下のパワースペクトル密度の積分値を算出し、8区間の前記積分値の平均値M100-200を算出した際に、前記M100-200が0.030[(gf)2]超0.400[(gf)2]以下を示す。
[タッチパネルペン用筆記性部材の選別方法]
実施形態Cのタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法は、下記条件C1-1を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別するものである。
<条件C1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力f[gf]を1m秒間隔で測定する。
前記タッチパネルペン用筆記性部材の移動が開始した後の1001m秒~2000m秒を125m秒ごとの8区間に分割する。前記動摩擦力を、区間ごとに、窓関数をハニング窓として離散フーリエ変換して、周波数ごとのパワースペクトル密度[(gf)2/Hz]を算出する。
区間ごとに100Hz超200Hz以下のパワースペクトル密度の積分値を算出し、8区間の前記積分値の平均値M100-200を算出した際に、前記M100-200が0.030[(gf)2]超0.400[(gf)2]以下を示す。
なお、60度とは、タッチパネルペン用筆記性部材の表面と平行な方向を0度として、表面に対して60度傾いていることを意味する。
また、離散フーリエ変換した後の横軸(周波数)の最小分解能は、8Hz(1/0.125)である。
また、離散フーリエ変換した後の横軸(周波数)の最小分解能は、8Hz(1/0.125)である。
図1及び図2は、実施形態Cのタッチパネルペン用筆記性部材10の一実施形態を示す断面図である。図1及び図2のタッチパネルペン用筆記性部材10は、基材1の一方の面に樹脂層2を有している。なお、図2の樹脂層2は、第一樹脂層2a、第二樹脂層2bの二層構造となっている。
実施形態Cのタッチパネルペン用筆記性部材は、一方の表面が条件C1-1を満たしていてもよいし、両方の表面が条件C1-1を満たしていてもよい。
以下、タッチパネルペン用筆記性部材のことを「筆記性部材」、条件C1-1を満たす表面のことを「筆記面C」と称する場合がある。
実施形態Cのタッチパネルペン用筆記性部材は、一方の表面が条件C1-1を満たしていてもよいし、両方の表面が条件C1-1を満たしていてもよい。
以下、タッチパネルペン用筆記性部材のことを「筆記性部材」、条件C1-1を満たす表面のことを「筆記面C」と称する場合がある。
<条件C1-1>
実施形態Cのタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法は、上記条件C1-1を満たす表面を有するものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別するものである。
実施形態Cのタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法は、上記条件C1-1を満たす表面を有するものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別するものである。
本発明者らは、筆記時の手の疲労感を検討するために、様々なタッチパネルペンおよび筆記シートを用いて、様々な文字種を筆記して検証を行ったところ、手の疲労感と動摩擦力の絶対値とは必ずしも相関しないことを見出した。そして、本発明者らは、動摩擦力の絶対値ではなく、動摩擦力の周波数に着目した。より具体的には、時間ごとの動摩擦力を離散フーリエ変換して得られる周波数ごとのパワースペクトル密度に着目した。
そして、本発明者らは、手の疲労感とパワースペクトル密度との関係について検証を行ったところ、100Hz超200Hz以下のパワースペクトル密度の積分値が、長時間筆記した際の手の疲労感に関連する傾向にあることを見出した。より具体的には、本発明者らは、ストップ・アンド・ゴーの動作(加速する動作)が多い漢字等の文字種を長時間筆記した場合、100Hz超200Hz以下のパワースペクトル密度の積分値と、手の疲労感とが関連する傾向があることを見出した。
上述した傾向から、100Hz超200Hz以下のパワースペクトル密度の積分値は、筆記時の加速度の検知に関連していると考えられる。
そして、本発明者らは、手の疲労感とパワースペクトル密度との関係について検証を行ったところ、100Hz超200Hz以下のパワースペクトル密度の積分値が、長時間筆記した際の手の疲労感に関連する傾向にあることを見出した。より具体的には、本発明者らは、ストップ・アンド・ゴーの動作(加速する動作)が多い漢字等の文字種を長時間筆記した場合、100Hz超200Hz以下のパワースペクトル密度の積分値と、手の疲労感とが関連する傾向があることを見出した。
上述した傾向から、100Hz超200Hz以下のパワースペクトル密度の積分値は、筆記時の加速度の検知に関連していると考えられる。
条件C1-1においてM100-200が0.400[(gf)2]を超える場合、人間が筆記時の加速度を過度に感じ、長時間筆記した際の手の疲労感を軽減できない。一方、条件C1-1においてM100-200が0.030[(gf)2]以下の場合、手の疲労感はほとんどないものの、筆記時の加速度を感じにくくなり、筆記感を良好にすることができない。
M100-200は0.100[(gf)2]以上0.350[(gf)2]以下であることが好ましく、0.150[(gf)2]以上0.300[(gf)2]以下であることがより好ましい。
M100-200は0.100[(gf)2]以上0.350[(gf)2]以下であることが好ましく、0.150[(gf)2]以上0.300[(gf)2]以下であることがより好ましい。
なお、条件C1-1及び後述する条件C1-2において、筆記性部材の移動が開始してから1000m秒以下のデータを除いてM100-200及びM8-100を算出している理由は、筆記開始直後は数値が不安定になりやすいことを考慮したものである。
また、条件C1-1及び後述する条件C1-2において、複数の区間に分割して離散フーリエ変換している理由は、複数の区間に分割し、離散フーリエ変換した後に平均化した方がノイズの影響を受けにくいからである。
また、条件C1-1及び後述する条件C1-2において、複数の区間に分割して離散フーリエ変換している理由は、複数の区間に分割し、離散フーリエ変換した後に平均化した方がノイズの影響を受けにくいからである。
実施形態Cの筆記性部材の選別方法は、下記条件C1-2を満たすものを選別することが好ましい。条件C1-2を満たすことにより、長時間筆記した際の手の疲労感をより軽減することができる。
<条件C1-2>
前記条件C1-1において算出した周波数ごとパワースペクトル密度を用いて、区間ごとに8Hz超100Hz以下のパワースペクトル密度の積分値を算出する。8区間の前記積分値の平均値M8-100を算出した際に、前記M8-100が0.100[(gf)2]以上0.230[(gf)2]以下を示す。
<条件C1-2>
前記条件C1-1において算出した周波数ごとパワースペクトル密度を用いて、区間ごとに8Hz超100Hz以下のパワースペクトル密度の積分値を算出する。8区間の前記積分値の平均値M8-100を算出した際に、前記M8-100が0.100[(gf)2]以上0.230[(gf)2]以下を示す。
本発明者らは、様々なタッチパネルペンおよび筆記シートを用いて、様々な文字種を筆記して検証を行ったところ、8Hz超100Hz以下のパワースペクトル密度の積分値が、長時間筆記した際の手の疲労感に関連する傾向にあることを見出した。また、8Hz超100Hz以下のパワースペクトル密度の積分値と、手の疲労感とは、筆記する文字種に関連しない傾向であった。
上述した傾向から、8Hz超100Hz以下のパワースペクトル密度の積分値は、筆記時に受ける力(筆記時の抵抗)の検知に関連していると考えられる。
なお、条件C1-2において8Hz以下のデータを除いているのは、8Hzはハニング窓の周期成分であり、8Hz以下の周波数成分は本来の信号とは大きく異なったものになっていると考えられるためである。
上述した傾向から、8Hz超100Hz以下のパワースペクトル密度の積分値は、筆記時に受ける力(筆記時の抵抗)の検知に関連していると考えられる。
なお、条件C1-2において8Hz以下のデータを除いているのは、8Hzはハニング窓の周期成分であり、8Hz以下の周波数成分は本来の信号とは大きく異なったものになっていると考えられるためである。
条件C1-2においてM8-100を0.230[(gf)2]以下とすることにより、筆記時に過度な抵抗を感じることがなく、長時間筆記した際の手の疲労感を軽減することができる。また、条件C1-2においてM8-100を0.100[(gf)2]以上とすることにより、筆記時の抵抗を適度に感じることができ、筆記感を良好にすることができる。
M8-100は0.150[(gf)2]以上0.230[(gf)2]以下であることがより好ましく、0.170[(gf)2]以上0.225[(gf)2]以下であることがさらに好ましい。
M8-100は0.150[(gf)2]以上0.230[(gf)2]以下であることがより好ましく、0.170[(gf)2]以上0.225[(gf)2]以下であることがさらに好ましい。
実施形態Cの筆記性部材の選別方法は、下記条件C1-3を満たすものを選別することが好ましい。
<条件C1-3>
1m秒ごとの動摩擦力の平均が15.0gf以上45.0gf以下。
<条件C1-3>
1m秒ごとの動摩擦力の平均が15.0gf以上45.0gf以下。
動摩擦力の平均(以下、「Fk」と称する場合がある。)を15.0gf以上とすることにより、筆記時に滑る感覚を抑制し、筆記感を良好にすることができる。また、動摩擦力の平均を45.0gf以下とすることにより、タッチパネルペンのペン先の摩耗を抑制しやすくできる。
なお、動摩擦力の平均は、筆記性部材の移動が開始してから1001m秒~2000m秒の動摩擦力を平均したものである。
なお、動摩擦力の平均は、筆記性部材の移動が開始してから1001m秒~2000m秒の動摩擦力を平均したものである。
Fkは、20.0gf以上43.0gf以下であることがより好ましく、25.0gf以上40.0gf以下であることがさらに好ましい。
実施形態Cの筆記性部材の選別方法は、下記条件C1-4を満たすものを選別することが好ましい。
<条件C1-4>
前記条件C1-1において、タッチパネルペン用筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了した後に、前記タッチパネルペンにかかる垂直荷重100gfを保持し、前記タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対して前記タッチパネルペンを60度の角度で接触させたままの状態とする。この状態において、前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の残留摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの残留摩擦力の平均を算出した際に、前記残留摩擦力の平均が10.0gf以上45.0gf以下を示す。
<条件C1-4>
前記条件C1-1において、タッチパネルペン用筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了した後に、前記タッチパネルペンにかかる垂直荷重100gfを保持し、前記タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対して前記タッチパネルペンを60度の角度で接触させたままの状態とする。この状態において、前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の残留摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの残留摩擦力の平均を算出した際に、前記残留摩擦力の平均が10.0gf以上45.0gf以下を示す。
残留摩擦力の平均(以下、「Fre」と称する場合がある。)は、一瞬筆記を停止する際のペン先の止まりやすさ、及び、タッチパネルペンを再始動する際に要する臨界的な力を示していると考えられる。
Freの平均を10.0gf以上とすることにより、一瞬筆記を停止する際にペン先を止まりやすくできるとともに、筆記を一瞬停止して再始動する際にペン先が滑ることを抑制し、思い通りの方向に筆記方向を転換することができ、筆記感を良好にすることができる。また、Freの平均を45.0gf以下とすることにより、筆記を一瞬停止して再始動する際の負荷が小さくなり、長時間筆記した際の手の疲労感を軽減するとともに、思い通りの方向に筆記方向を転換させやすくでき、筆記感を良好にすることができる。
Freの平均を10.0gf以上とすることにより、一瞬筆記を停止する際にペン先を止まりやすくできるとともに、筆記を一瞬停止して再始動する際にペン先が滑ることを抑制し、思い通りの方向に筆記方向を転換することができ、筆記感を良好にすることができる。また、Freの平均を45.0gf以下とすることにより、筆記を一瞬停止して再始動する際の負荷が小さくなり、長時間筆記した際の手の疲労感を軽減するとともに、思い通りの方向に筆記方向を転換させやすくでき、筆記感を良好にすることができる。
Freは、15.0gf以上35.0gf以下であることがより好ましく、20.0gf以上30.0gf以下であることがさらに好ましい。
残留摩擦力の測定時間は、筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了してから500m秒経過後を測定開始時間として、そこから400m秒後を測定終了時間とする。各時間の残留摩擦力から、残留摩擦力の平均(Fre)を算出する。
本明細書において、M100-200、M8-100、Fk及びFreは、15個のサンプルを各1回ずつ測定した際の平均値とする。
図3は、動摩擦力及び残留摩擦力の測定方法を説明する概略図である。
図3では、タッチパネルペン200は筆記性部材10に接触した状態で保持具84によって固定されている。また、保持具84の上部には重り83を乗せるための土台85が付属されている。土台85上には重り83が乗せられており、該重りによってタッチパネルペンに垂直荷重がかけられている。筆記性部材10は可動台82上に固定されている。
摩擦力の測定時には、タッチパネルペンが上記のように固定された状態で、筆記性部材10が固定された可動台82を、筆記性部材とタッチパネルペンとの成す角の鋭角方向側(図3の右側)に所定の速度で移動する。この際、タッチパネルペン200には、可動台82の移動方向に動摩擦力が生じ、各時間の動摩擦力を算出できる。また、筆記性部材10の移動を完了した後の摩擦力である残留摩擦力を測定できる。
図3に示す測定が可能な装置としては、新東科学社製の商品名HEIDON-18L、HEIDON-14DRが挙げられる。
図3では、タッチパネルペン200は筆記性部材10に接触した状態で保持具84によって固定されている。また、保持具84の上部には重り83を乗せるための土台85が付属されている。土台85上には重り83が乗せられており、該重りによってタッチパネルペンに垂直荷重がかけられている。筆記性部材10は可動台82上に固定されている。
摩擦力の測定時には、タッチパネルペンが上記のように固定された状態で、筆記性部材10が固定された可動台82を、筆記性部材とタッチパネルペンとの成す角の鋭角方向側(図3の右側)に所定の速度で移動する。この際、タッチパネルペン200には、可動台82の移動方向に動摩擦力が生じ、各時間の動摩擦力を算出できる。また、筆記性部材10の移動を完了した後の摩擦力である残留摩擦力を測定できる。
図3に示す測定が可能な装置としては、新東科学社製の商品名HEIDON-18L、HEIDON-14DRが挙げられる。
なお、実施形態Cにおいて、Fk、Fre等の摩擦力に関するパラメータは、下記(A)~(E)のように測定することが好ましい。
(A)0点補正
タッチパネルペンを図3に示す装置にセットし、バランスをとり(このとき垂直荷重0gf)、タッチパネルペンがタッチパネルペン用筆記性部材の表面に接触していない状態での摩擦力が0gfとなるよう、装置にて0点補正をする。後述の(C)~(E)は0点補正した摩擦力に基づいて算出している。
(B)実測時間
装置のSTARTボタンを押して、筆記性部材の移動を開始し、計測を始めた時点を「実測開始」の時間とする。
(C)パワースペクトル密度
離散フーリエ変換される区間における測定点数をNとする。測定間隔をΔtとするとm番目(m=0,1,・・・,N-1)の時刻はmΔtと表され、そのときの動摩擦力fをf(mΔt)と表すことができる。離散フーリエ変換されたあとの周波数の最小分解能をΔhとし、離散フーリエ変換された関数をF(kΔh)とする。(k=0,1,・・・,N-1)
このときF(kΔh)は下記式(i)にて定義される。
上記式(i)において、「Δh=1/(NΔt)」である。
また、上記式(i)において、「w(mΔt)」は窓関数である。本明細書において、窓関数はハニング窓であり、下記式(ii)にて定義される。
そして、周波数ごとのパワースペクトル密度P(kΔh)は下記式(iii)にて定義される。
さらに、A[Hz]超B[Hz]以下のパワースペクトル密度の積分値は下記式(iv)にて算出できる。
上記式(iv)において、kはA<kΔh≦Bを満たす。
(D)動摩擦力
測定開始後、1001~2000m秒の動摩擦力の平均値を動摩擦力の平均(Fk)とする。
(E)残留摩擦力
筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了した後に、タッチパネルペンにかかる垂直荷重100gfを保持し、タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させたままの状態とする。この状態において、タッチパネルペンにかかる鋭角方向の摩擦力(残留摩擦力)を測定する。残留摩擦力の測定時間は、筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了してから500m秒経過後を測定開始時間として、そこから400m秒後を測定終了時間とする。各時間の残留摩擦力から、残留摩擦力の平均(Fre)を算出する。
(A)0点補正
タッチパネルペンを図3に示す装置にセットし、バランスをとり(このとき垂直荷重0gf)、タッチパネルペンがタッチパネルペン用筆記性部材の表面に接触していない状態での摩擦力が0gfとなるよう、装置にて0点補正をする。後述の(C)~(E)は0点補正した摩擦力に基づいて算出している。
(B)実測時間
装置のSTARTボタンを押して、筆記性部材の移動を開始し、計測を始めた時点を「実測開始」の時間とする。
(C)パワースペクトル密度
離散フーリエ変換される区間における測定点数をNとする。測定間隔をΔtとするとm番目(m=0,1,・・・,N-1)の時刻はmΔtと表され、そのときの動摩擦力fをf(mΔt)と表すことができる。離散フーリエ変換されたあとの周波数の最小分解能をΔhとし、離散フーリエ変換された関数をF(kΔh)とする。(k=0,1,・・・,N-1)
このときF(kΔh)は下記式(i)にて定義される。
上記式(i)において、「Δh=1/(NΔt)」である。
また、上記式(i)において、「w(mΔt)」は窓関数である。本明細書において、窓関数はハニング窓であり、下記式(ii)にて定義される。
そして、周波数ごとのパワースペクトル密度P(kΔh)は下記式(iii)にて定義される。
さらに、A[Hz]超B[Hz]以下のパワースペクトル密度の積分値は下記式(iv)にて算出できる。
上記式(iv)において、kはA<kΔh≦Bを満たす。
(D)動摩擦力
測定開始後、1001~2000m秒の動摩擦力の平均値を動摩擦力の平均(Fk)とする。
(E)残留摩擦力
筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了した後に、タッチパネルペンにかかる垂直荷重100gfを保持し、タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させたままの状態とする。この状態において、タッチパネルペンにかかる鋭角方向の摩擦力(残留摩擦力)を測定する。残留摩擦力の測定時間は、筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了してから500m秒経過後を測定開始時間として、そこから400m秒後を測定終了時間とする。各時間の残留摩擦力から、残留摩擦力の平均(Fre)を算出する。
条件C1-1~条件C1~4の判定に用いるタッチパネルペンは特に限定されず、市販のタッチパネルペンの中から適宜選択できる。
また、条件C1-1~条件C1-4の判定に用いるタッチパネルペンは、ペン先の直径が0.3~2.5mmであることが好ましく、0.5~2.0mmであることがより好ましく、0.7~1.7mmであることがさらに好ましい。
また、実施形態Cの筆記性部材の選別方法は、下記条件C2-1を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別することが好ましい。
<条件C2-1>
ヘイズが20.0%以上
<条件C2-1>
ヘイズが20.0%以上
ヘイズを20.0%以上とすることにより、ギラツキ(映像光に微細な輝度のばらつきが見える現象)を抑制しやすくできる。
ギラツキ抑制の観点から、ヘイズは25.0%以上であることがより好ましく、30.0%以上であることがさらに好ましく、35.0%以上であることがよりさらに好ましい。また、表示素子の解像性の低下の抑制の観点から、ヘイズは80.0%以下であることが好ましく、70.0%以下であることがより好ましく、60.0%以下であることがさらに好ましく、50.0%以下であることがよりさらに好ましい。
ヘイズ及び後述の全光線透過率を測定する際は、筆記性部材の筆記面C(上記条件C1-1を満たす面)とは反対側の表面から光を入射するものとする。筆記性部材の両面が筆記面の場合、光入射面はどちらの面であってもよい。なお、本明細書において、ヘイズ及び全光線透過率は、15個のサンプルを各1回ずつ測定した際の平均値とする。
ギラツキ抑制の観点から、ヘイズは25.0%以上であることがより好ましく、30.0%以上であることがさらに好ましく、35.0%以上であることがよりさらに好ましい。また、表示素子の解像性の低下の抑制の観点から、ヘイズは80.0%以下であることが好ましく、70.0%以下であることがより好ましく、60.0%以下であることがさらに好ましく、50.0%以下であることがよりさらに好ましい。
ヘイズ及び後述の全光線透過率を測定する際は、筆記性部材の筆記面C(上記条件C1-1を満たす面)とは反対側の表面から光を入射するものとする。筆記性部材の両面が筆記面の場合、光入射面はどちらの面であってもよい。なお、本明細書において、ヘイズ及び全光線透過率は、15個のサンプルを各1回ずつ測定した際の平均値とする。
また、実施形態Cの筆記性部材の選別方法は、下記条件C2-2を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別することが好ましい。
<条件C2-2>
JIS K7361-1:1997の全光線透過率が87.0%以上
<条件C2-2>
JIS K7361-1:1997の全光線透過率が87.0%以上
全光線透過率を87.0%以上とすることにより、表示素子の輝度の低下を抑制できる。
全光線透過率は88.0%以上であることがより好ましく、89.0%以上であることがさらに好ましい。
全光線透過率は88.0%以上であることがより好ましく、89.0%以上であることがさらに好ましい。
実施形態Cのタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法を応用すれば、任意の筆記性部材に適したタッチパネルペンを選定することもできる。
[タッチパネルペン用筆記性部材]
実施形態Cのタッチパネル用筆記性部材は、下記条件C1-1を満たす表面を有するものである。
<条件C1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力f[gf]を1m秒間隔で測定する。
前記タッチパネルペン用筆記性部材の移動が開始した後の1001m秒~2000m秒を125m秒ごとの8区間に分割する。前記動摩擦力を、区間ごとに、窓関数をハニング窓として離散フーリエ変換して、周波数ごとのパワースペクトル密度[(gf)2/Hz]を算出する。
区間ごとに100Hz超200Hz以下のパワースペクトル密度の積分値を算出し、8区間の前記積分値の平均値M100-200を算出した際に、前記M100-200が0.030[(gf)2]超0.400[(gf)2]以下を示す。
実施形態Cのタッチパネル用筆記性部材は、下記条件C1-1を満たす表面を有するものである。
<条件C1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力f[gf]を1m秒間隔で測定する。
前記タッチパネルペン用筆記性部材の移動が開始した後の1001m秒~2000m秒を125m秒ごとの8区間に分割する。前記動摩擦力を、区間ごとに、窓関数をハニング窓として離散フーリエ変換して、周波数ごとのパワースペクトル密度[(gf)2/Hz]を算出する。
区間ごとに100Hz超200Hz以下のパワースペクトル密度の積分値を算出し、8区間の前記積分値の平均値M100-200を算出した際に、前記M100-200が0.030[(gf)2]超0.400[(gf)2]以下を示す。
実施形態Cの筆記性部材は、筆記面Cに対してタッチパネルペンを60度以外の角度(例えば30~75度の範囲の何れかの角度)で接触させた状態で固定した際にも、条件C1-1~条件C1-4を満たすことが好ましい。また、条件C1-1~条件C1-4は、移動速度を14mm/秒以外の速度(例えば0.1~100mm/秒の範囲の何れかの速度)とした際にも、上記範囲であることが好ましい。
実施形態Cの筆記性部材は、さらに下記条件C1-2を満たすことが好ましい。
<条件C1-2>
前記条件C1-1において算出した周波数ごとのパワースペクトル密度を用いて、区間ごとに8Hz超100Hz以下のパワースペクトル密度の積分値を算出する。8区間の前記積分値の平均値M8-100を算出した際に、前記M8-100が0.100[(gf)2]以上0.230[(gf)2]以下を示す。
<条件C1-2>
前記条件C1-1において算出した周波数ごとのパワースペクトル密度を用いて、区間ごとに8Hz超100Hz以下のパワースペクトル密度の積分値を算出する。8区間の前記積分値の平均値M8-100を算出した際に、前記M8-100が0.100[(gf)2]以上0.230[(gf)2]以下を示す。
実施形態Cの筆記性部材は、さらに下記条件C1-3を満たすことが好ましい。
<条件C1-3>
1m秒ごとの動摩擦力の平均が15.0gf以上45.0gf以下。
<条件C1-3>
1m秒ごとの動摩擦力の平均が15.0gf以上45.0gf以下。
実施形態Cの筆記性部材は、さらに下記条件C1-4を満たすことが好ましい。
<条件C1-4>
前記条件C1-1において、タッチパネルペン用筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了した後に、前記タッチパネルペンにかかる垂直荷重100gfを保持し、前記タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対して前記タッチパネルペンを60度の角度で接触させたままの状態とする。この状態において、前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の残留摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの残留摩擦力の平均を算出した際に、前記残留摩擦力の平均が10.0gf以上45.0gf以下を示す。
<条件C1-4>
前記条件C1-1において、タッチパネルペン用筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了した後に、前記タッチパネルペンにかかる垂直荷重100gfを保持し、前記タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対して前記タッチパネルペンを60度の角度で接触させたままの状態とする。この状態において、前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の残留摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの残留摩擦力の平均を算出した際に、前記残留摩擦力の平均が10.0gf以上45.0gf以下を示す。
実施形態Cの筆記性部材の条件C1-1~C1-4の好適な範囲は、上述したタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法の条件C1-1~C1-4の好適な範囲と同様である。
また、実施形態Cの筆記性部材は、ペン先の直径が上述した範囲のタッチパネルペン用の筆記性部材として用いることが好ましい。
また、実施形態Cの筆記性部材は、下記条件C2-1を満たすことが好ましい。
<条件C2-1>
筆記性部材のJIS K7136:2000のヘイズが20.0%以上
<条件C2-1>
筆記性部材のJIS K7136:2000のヘイズが20.0%以上
また、実施形態Cの筆記性部材は、下記条件C2-2を満たすことが好ましい。
<条件C2-2>
JIS K7361-1:1997の全光線透過率が87.0%以上
<条件C2-2>
JIS K7361-1:1997の全光線透過率が87.0%以上
実施形態Cの筆記性部材の条件C2-1及びC2-2の好適な範囲は、上述したタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法の条件C2-1及びC2-2の好適な範囲と同様である。
<筆記性部材全体の構成>
実施形態Cのタッチパネルペン用筆記性部材は、少なくとも一方の表面が条件C1-1を満たしていれば、その構成は特に限定されない。
例えば、実施形態Cのタッチパネルペン用筆記性部材10の構成としては、図1及び図2のように、基材1上に樹脂層2を有し、該樹脂層2の一方の表面が条件C1-1を満たすものが挙げられる。樹脂層2は、図2のように、第一樹脂層2a、第二樹脂層2bの多層構造であってもよい。
なお、図示しないが、実施形態Cのタッチパネルペン用筆記性部材10の構成は、基材を有さない樹脂層単層であってもよく、あるいは、基材及び樹脂層以外の他の層を有し、該他の層の表面が条件C1-1を満たしていてもよい。他の層としては、帯電防止層、防汚層等が挙げられる。
実施形態Cのタッチパネルペン用筆記性部材は、少なくとも一方の表面が条件C1-1を満たしていれば、その構成は特に限定されない。
例えば、実施形態Cのタッチパネルペン用筆記性部材10の構成としては、図1及び図2のように、基材1上に樹脂層2を有し、該樹脂層2の一方の表面が条件C1-1を満たすものが挙げられる。樹脂層2は、図2のように、第一樹脂層2a、第二樹脂層2bの多層構造であってもよい。
なお、図示しないが、実施形態Cのタッチパネルペン用筆記性部材10の構成は、基材を有さない樹脂層単層であってもよく、あるいは、基材及び樹脂層以外の他の層を有し、該他の層の表面が条件C1-1を満たしていてもよい。他の層としては、帯電防止層、防汚層等が挙げられる。
筆記面Cは、「エンボス、サンドブラスト、エッチング等の物理的又は化学的処理」、「型による成型」、「コーティング」等により形成することができる。これら方法の中では、表面形状の再現性の観点からは「型による成型」が好適であり、生産性及び多品種対応の観点からは「コーティング」が好適である。
筆記性部材が条件C1-1~条件C1-4を満たすためには、筆記性部材の筆記面Cが以下の物性(a)~(d)を満たすことが好ましい。
なお、後述するRt、θa、Raを測定する際のカットオフ値は何れも0.8mmである。カットオフの値は、想定するペン先の直径が、好ましくは0.3~2.5mm、より好ましくは0.5~2.0mm、さらに好ましくは0.7~1.7mmであることに鑑み、JISに規定されているカットオフ値の中から、前記直径のサイズを網羅するカットオフ値を選択したものである。
なお、最大断面高さRtは、カットオフ値0.8mmのJISB0601:1994に基づき算出された粗さ曲線の、評価長さにおける山高さ(平均線から山頂(粗さ曲線の山における最も高い標高点)までの高さ)の最大値と、谷深さ(平均線から谷底(粗さ曲線の谷における最も低い標高点)までの深さ)の最大値との和を意味する。
なお、後述するRt、θa、Raを測定する際のカットオフ値は何れも0.8mmである。カットオフの値は、想定するペン先の直径が、好ましくは0.3~2.5mm、より好ましくは0.5~2.0mm、さらに好ましくは0.7~1.7mmであることに鑑み、JISに規定されているカットオフ値の中から、前記直径のサイズを網羅するカットオフ値を選択したものである。
なお、最大断面高さRtは、カットオフ値0.8mmのJISB0601:1994に基づき算出された粗さ曲線の、評価長さにおける山高さ(平均線から山頂(粗さ曲線の山における最も高い標高点)までの高さ)の最大値と、谷深さ(平均線から谷底(粗さ曲線の谷における最も低い標高点)までの深さ)の最大値との和を意味する。
(a)筆記面Cの最大断面高さRtが0.7μm以上7.0μm以下。
(b)筆記面Cの平均傾斜角θaが1.0度以上10.0度以下。
(c)平均傾斜角θaと算術平均粗さRaとの比である[平均傾斜角θa(度)/算術平均粗さRa(μm)]が、8.0以上20.0以下。
(d)算術平均粗さRaが0.10μm以上1.00μm以下。
なお、本明細書において、上記(a)~(d)は、15個の筆記性部材のサンプルから得られた値の平均値とする。
(b)筆記面Cの平均傾斜角θaが1.0度以上10.0度以下。
(c)平均傾斜角θaと算術平均粗さRaとの比である[平均傾斜角θa(度)/算術平均粗さRa(μm)]が、8.0以上20.0以下。
(d)算術平均粗さRaが0.10μm以上1.00μm以下。
なお、本明細書において、上記(a)~(d)は、15個の筆記性部材のサンプルから得られた値の平均値とする。
上記物性(a)~(d)を満たすことは、筆記面Cの凹凸に極端に高い山や極端に低い谷が数多く存在せず、適度な大きさの凹凸が存在すること、及び、筆記面Cの凸部が適度に密集していることを意味している。筆記面Cが上記物性(a)~(d)を満たすことにより、条件C1-1及び条件C1-2を満たしやすくすることができる。特に、上記物性(c)を満たすことが、条件C1-1及び条件C1-2を満たすための重要なファクターであると考えられる。また、筆記面Cが上記物性(b)及び(d)を満たすことにより、動摩擦力及び残留摩擦力のバランスが適切となり、条件C1-3及び条件C1-4を満たしやすくすることができる。
また、上記物性(a)~(d)を満たすこと(筆記面Cの凹凸に極端に高い山や極端に低い谷が数多く存在せず、適度な大きさの凹凸が存在すること、及び、筆記面Cの凸部が適度に密集していること)は、ギラツキの抑制につながる点で好ましい。
また、(a)のRtを7.0μm以下とすること、(b)のθaを10.0度以下とすること、及び(d)のRaを1.00μm以下とすることは、タッチパネルペンのペン先の摩耗の抑制にもつながる点で好ましい。
また、(a)のRtを7.0μm以下とすること、(b)のθaを10.0度以下とすること、及び(d)のRaを1.00μm以下とすることは、タッチパネルペンのペン先の摩耗の抑制にもつながる点で好ましい。
上記(a)のRtは、1.0μm以上6.0μm以下であることがより好ましく、1.2μm以上5.0μm以下であることがさらに好ましい。
上記(b)のθaは、1.2度以上8.0度以下であることがより好ましく、1.5度以上6.0度以下であることがより好ましい。
上記(c)の[θa(度)/Ra(μm)]は、9.0以上17.0以下であることがより好ましく、10.0以上15.0以下であることがさらに好ましい。
上記(d)のRaは、0.12μm以上0.80μm以下であることがより好ましく、0.13μm以上0.60μm以下であることがさらに好ましい。
上記(b)のθaは、1.2度以上8.0度以下であることがより好ましく、1.5度以上6.0度以下であることがより好ましい。
上記(c)の[θa(度)/Ra(μm)]は、9.0以上17.0以下であることがより好ましく、10.0以上15.0以下であることがさらに好ましい。
上記(d)のRaは、0.12μm以上0.80μm以下であることがより好ましく、0.13μm以上0.60μm以下であることがさらに好ましい。
また、実施形態Cの筆記性部材は、筆記面Cの耐擦傷性を向上しつつ、タッチパネルペンの摩耗を抑制する観点から、筆記面CのJIS K5600-5-4:1999の鉛筆硬度が2H以上9H以下であることが好ましく、3H以上7H以下であることがより好ましく、5H以上6H以下であることがさらに好ましい。
コーティングによる樹脂層の形成は、樹脂成分、粒子及び溶剤を含有してなる樹脂層形成塗布液を、グラビアコーティング、バーコーティング等の公知の塗布方法により基材上に塗布、乾燥、硬化することにより形成できる。コーティングにより形成した樹脂層が条件C1-1~条件C1-4を満たしやすくするためには、粒子の平均粒子径、粒子の含有量、及び樹脂層の厚み等を後述の範囲とすることが好ましい。
なお、図2のように、樹脂層が2層以上から形成される場合は、少なくとも何れかの樹脂層に粒子を含有していればよいが、条件C1-1~条件C1-4を満たしやすくする観点からは、最表面の樹脂層に粒子を含むことが好ましい。また、最表面の樹脂層が粒子を含み、下層の樹脂層が粒子を含まない構成とすることにより、筆記面Cの鉛筆硬度を向上しやすくできる。
なお、図2のように、樹脂層が2層以上から形成される場合は、少なくとも何れかの樹脂層に粒子を含有していればよいが、条件C1-1~条件C1-4を満たしやすくする観点からは、最表面の樹脂層に粒子を含むことが好ましい。また、最表面の樹脂層が粒子を含み、下層の樹脂層が粒子を含まない構成とすることにより、筆記面Cの鉛筆硬度を向上しやすくできる。
樹脂層の粒子は、有機粒子及び無機粒子の何れも用いることができる。有機粒子としては、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリル-スチレン共重合体、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ベンゾグアナミン-メラミン-ホルムアルデヒド縮合物、シリコーン、フッ素系樹脂及びポリエステル系樹脂等からなる粒子が挙げられる。無機粒子としては、シリカ、アルミナ、アンチモン、ジルコニア及びチタニア等からなる粒子が挙げられる。これら粒子の中でも、有機粒子は、粒子の凝集を抑制しやすく、条件C1-1~条件C1-4を満たしやすい点で好適である。
また、粒子は、タッチパネルペンのペン先の摩耗抑制の観点から、球形粒子であることが好ましい。
また、粒子は、タッチパネルペンのペン先の摩耗抑制の観点から、球形粒子であることが好ましい。
樹脂層中の粒子の平均粒子径は、樹脂層の厚みにより異なるため一概には言えないが、条件C1-1~条件C1-4を満たしやすくする観点から、1.0~10.0μmが好ましく、2.0~8.0μmであることがより好ましく、3.0~6.0μmであることがさらに好ましい。粒子が凝集している場合、凝集粒子の平均粒子径が前記範囲を満たすことが好ましい。
実施形態Cの粒子の平均粒子径は実施形態Aと同様の手法で算出できる。
実施形態Cの粒子の平均粒子径は実施形態Aと同様の手法で算出できる。
粒子は、粒子径分布が広いもの(単一粒子で粒子径分布が広いもの、あるいは、粒子径分布が異なる2種類以上の粒子を混合した混合粒子の粒子径分布が広いもの)であってもよいが、ギラツキを抑制する観点から、粒子径分布が狭い方が好ましい。具体的には、粒子の粒子径分布の変動係数は、25%以下であることが好ましく、20%以下であることがより好ましく、15%以下であることがさらに好ましい。
樹脂層中の粒子の含有量は、条件C1-1~条件C1-4を満たしやすくする観点から、樹脂成分100質量部に対して、10~30質量部であることが好ましく、12~25質量部であることがより好ましく、15~20質量部であることがさらに好ましい。
樹脂層の膜厚の好適な範囲は、樹脂層の実施形態によって若干異なる。例えば、粒子を含む樹脂層の厚みは、条件C1-1~条件C1-4を満たしやすくする観点、筆記面Cの鉛筆硬度を向上させる観点及びカールを抑制する観点から、2.0~12.0μmが好ましく、3.0~10.0μmがより好ましく、4.0~9.0μmがさらに好ましい。
また、条件C1-1~条件C1-4を満たしやすくする観点から、[粒子の平均粒子径]/[粒子を含む樹脂層の膜厚]の比は、0.3~1.3であることが好ましく、0.4~1.2であることがより好ましく、0.5~1.0であることがさらに好ましい。
粒子を含まない樹脂層は、粒子を含む樹脂層よりも基材側に位置することが好ましく、その厚みは、筆記面Cの鉛筆硬度を向上させる観点及びカールを抑制する観点から、3.0~15.0μmとすることが好ましく、6.0~10.0μmとすることがより好ましい。
また、条件C1-1~条件C1-4を満たしやすくする観点から、[粒子の平均粒子径]/[粒子を含む樹脂層の膜厚]の比は、0.3~1.3であることが好ましく、0.4~1.2であることがより好ましく、0.5~1.0であることがさらに好ましい。
粒子を含まない樹脂層は、粒子を含む樹脂層よりも基材側に位置することが好ましく、その厚みは、筆記面Cの鉛筆硬度を向上させる観点及びカールを抑制する観点から、3.0~15.0μmとすることが好ましく、6.0~10.0μmとすることがより好ましい。
樹脂層の樹脂成分は、熱硬化性樹脂組成物又は電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化物を含むことが好ましく、筆記面Cの鉛筆硬度を向上する観点から、電離放射線硬化性樹脂組成物の硬化物を含むことがより好ましく、その中でも紫外線硬化性樹脂組成物の硬化物を含むことがさらに好ましい。
実施形態Cの熱硬化性樹脂組成物及び電離放射線硬化性樹脂組成物は、実施形態Aで例示した熱硬化性樹脂組成物及び電離放射線硬化性樹脂組成物と同様のものが挙げられる。
実施形態Cの熱硬化性樹脂組成物及び電離放射線硬化性樹脂組成物は、実施形態Aで例示した熱硬化性樹脂組成物及び電離放射線硬化性樹脂組成物と同様のものが挙げられる。
樹脂層形成塗布液には、通常、粘度を調節したり、各成分を溶解または分散可能とするために溶剤を用いる。溶剤の種類によって、塗布、乾燥過程した後の樹脂層の表面状態が異なるため、溶剤の飽和蒸気圧、透明基材への溶剤の浸透性等を考慮して溶剤を選定することが好ましい。実施形態Cの溶剤は、実施形態Aで例示した溶剤と同様のものが挙げられる。
溶剤の乾燥が遅すぎる場合、樹脂層のレベリング性が過度になることにより、条件C1-1~条件C1-4を満たしやすい表面形状を形成しづらくなる。したがって、溶剤としては、蒸発速度(n-酢酸ブチルの蒸発速度を100としたときの相対蒸発速度)が180以上である溶剤を、全溶剤中の60質量%以上含むことが好ましく、70質量%以上含むことがより好ましい。また、樹脂層を適度にレベリングさせる観点からは、蒸発速度が180以上である溶剤の割合は、全溶剤中の90質量%以下であることが好ましく、85質量%以下であることがより好ましい。相対蒸発速度が180以上の溶剤としては、トルエンが挙げられる。トルエンの相対蒸発速度は195である。一方、相対蒸発速度が180未満の溶剤としては、メチルイソブチルケトン(MIBK)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PMA)、イソプロピルアルコール(IPA)等が挙げられる。
溶剤の乾燥が遅すぎる場合、樹脂層のレベリング性が過度になることにより、条件C1-1~条件C1-4を満たしやすい表面形状を形成しづらくなる。したがって、溶剤としては、蒸発速度(n-酢酸ブチルの蒸発速度を100としたときの相対蒸発速度)が180以上である溶剤を、全溶剤中の60質量%以上含むことが好ましく、70質量%以上含むことがより好ましい。また、樹脂層を適度にレベリングさせる観点からは、蒸発速度が180以上である溶剤の割合は、全溶剤中の90質量%以下であることが好ましく、85質量%以下であることがより好ましい。相対蒸発速度が180以上の溶剤としては、トルエンが挙げられる。トルエンの相対蒸発速度は195である。一方、相対蒸発速度が180未満の溶剤としては、メチルイソブチルケトン(MIBK)、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PMA)、イソプロピルアルコール(IPA)等が挙げられる。
また、表面形状を適度に滑らかにして、筆記性部材の表面形状を上述した範囲にしやすくする観点からは、樹脂層形成塗布液には、レベリング剤を含有させることが好ましい。レベリング剤は、フッ素系レベリング剤、シリコーン系レベリング剤、フッ素シリコーン共重合体系レベリング剤等が挙げられる。レベリング剤の添加量としては、樹脂層形成塗布液の全固形分に対して0.01~0.50重量%が好ましく、0.05~0.40重量%がより好ましく、0.07~0.30質量%がさらに好ましい。
基材としては、光透過性を有する基材が好ましく、プラスチックフィルム、ガラス等が挙げられ、プラスチックフィルムが好適である。
プラスチックフィルムは、ポリエステル、トリアセチルセルロース(TAC)、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリウレタン及び非晶質オレフィン(Cyclo-Olefin-Polymer:COP)等の樹脂から形成することができる。
これらプラスチックフィルムの中でも、機械的強度、寸法安定性及び上記物性(f)を満たしやすくする観点からは、延伸加工、特に二軸延伸加工されたポリエステルフィルムが好ましい。ポリエステルフィルムの中では、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが好ましい。
基材の厚みは、5~200μmであることが好ましく、10~150μmであることがより好ましい。
プラスチックフィルムは、ポリエステル、トリアセチルセルロース(TAC)、セルロースジアセテート、セルロースアセテートブチレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルスルフォン、ポリスルフォン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセタール、ポリエーテルケトン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート、ポリウレタン及び非晶質オレフィン(Cyclo-Olefin-Polymer:COP)等の樹脂から形成することができる。
これらプラスチックフィルムの中でも、機械的強度、寸法安定性及び上記物性(f)を満たしやすくする観点からは、延伸加工、特に二軸延伸加工されたポリエステルフィルムが好ましい。ポリエステルフィルムの中では、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートが好ましい。
基材の厚みは、5~200μmであることが好ましく、10~150μmであることがより好ましい。
[タッチパネル]
実施形態Cのタッチパネルは、表面に筆記性部材を有するタッチパネルであって、前記筆記性部材として、実施形態Cのタッチパネルペン用筆記性部材の条件C1-1を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くように配置してなるものである。
実施形態Cのタッチパネルは、表面に筆記性部材を有するタッチパネルであって、前記筆記性部材として、実施形態Cのタッチパネルペン用筆記性部材の条件C1-1を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くように配置してなるものである。
タッチパネルとしては、抵抗膜式タッチパネル、静電容量式タッチパネル、インセルタッチパネル、光学式タッチパネル、超音波式タッチパネル及び電磁誘導式タッチパネル等が挙げられる。
抵抗膜式タッチパネル100は、図6に示すように、導電膜30を有する上下一対の透明基板20の導電膜30同士が対向するようにスペーサー40を介して配置されてなる基本構成に、図示しない回路が接続されてなるものである。
抵抗膜式タッチパネルの場合、例えば、上部透明基板20として実施形態Cの筆記性部材10を用い、該筆記性部材10の条件C1-1を満たす側の面がタッチパネル100の表面を向くようにして用いる構成が挙げられる。また、図示しないが、抵抗膜式タッチパネルは、上部透明基板上に、実施形態Cの筆記性部材を、条件C1-1を満たす側の面が表面を向くようにして貼り合わせた構成や、上部透明基板上に、実施形態Cの筆記性部材を、条件C1-1を満たす側の面が表面を向くようにして載置し、フレーム等で固定した構成であってもよい。
抵抗膜式タッチパネルの場合、例えば、上部透明基板20として実施形態Cの筆記性部材10を用い、該筆記性部材10の条件C1-1を満たす側の面がタッチパネル100の表面を向くようにして用いる構成が挙げられる。また、図示しないが、抵抗膜式タッチパネルは、上部透明基板上に、実施形態Cの筆記性部材を、条件C1-1を満たす側の面が表面を向くようにして貼り合わせた構成や、上部透明基板上に、実施形態Cの筆記性部材を、条件C1-1を満たす側の面が表面を向くようにして載置し、フレーム等で固定した構成であってもよい。
静電容量式タッチパネルは、表面型及び投影型等が挙げられ、投影型が多く用いられている。投影型の静電容量式タッチパネルは、X軸電極と、該X軸電極と直交するY軸電極とを絶縁体を介して配置した基本構成に、回路が接続されてなるものである。該基本構成をより具体的に説明すると、1枚の透明基板上の別々の面にX軸電極及びY軸電極を形成する態様、透明基板上にX軸電極、絶縁体層、Y軸電極をこの順で形成する態様、図7に示すように、透明基板20上にX軸電極50を形成し、別の透明基板20上にY軸電極60を形成し、接着剤層等の絶縁体層70を介して積層する態様等が挙げられる。また、これら基本態様に、さらに別の透明基板を積層する態様が挙げられる。
静電容量式タッチパネルの場合、例えば、表面側の透明基板20として実施形態Cの筆記性部材10を用い、該筆記性部材10の条件C1-1を満たす側の面がタッチパネル100の表面を向くようにして用いる構成が挙げられる。また、図示しないが、静電容量式タッチパネルは、表面側の透明基板上に、実施形態Cの筆記性部材を、条件C1-1を満たす側の面が表面を向くようにして貼り合わせた構成や、表面側の透明基板上に、実施形態Cの筆記性部材を、条件C1-1を満たす側の面が表面を向くようにして載置し、フレーム等で固定した構成であってもよい。
静電容量式タッチパネルの場合、例えば、表面側の透明基板20として実施形態Cの筆記性部材10を用い、該筆記性部材10の条件C1-1を満たす側の面がタッチパネル100の表面を向くようにして用いる構成が挙げられる。また、図示しないが、静電容量式タッチパネルは、表面側の透明基板上に、実施形態Cの筆記性部材を、条件C1-1を満たす側の面が表面を向くようにして貼り合わせた構成や、表面側の透明基板上に、実施形態Cの筆記性部材を、条件C1-1を満たす側の面が表面を向くようにして載置し、フレーム等で固定した構成であってもよい。
電磁誘導式タッチパネルは、磁界を発生する専用ペンを用いるタッチパネルである。電磁誘導式タッチパネルは、ペンから生じる電磁エネルギーを検出するセンサー部を少なくとも有し、さらにセンサー部上に透明基板を有する。該透明基板は多層構成であってもよい。
電磁誘導式タッチパネルの場合、例えば、センサー部上に位置する透明基板のうち、最表面の透明基板として、実施形態Cの筆記性部材を用い、該筆記性部材の条件C1-1を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くようにして用いる構成が挙げられる。あるいは、電磁誘導式タッチパネルの場合、センサー部上に位置する透明基板のうち、最表面の透明基板上に、実施形態Cの筆記性部材を、条件C1-1を満たす側の面が表面を向くようにして貼り合わせた構成や、該最表面の透明基板上に、実施形態Cの筆記性部材を、条件C1-1を満たす側の面が表面を向くようにして載置し、フレーム等で固定した構成であってもよい。
電磁誘導式タッチパネルの場合、例えば、センサー部上に位置する透明基板のうち、最表面の透明基板として、実施形態Cの筆記性部材を用い、該筆記性部材の条件C1-1を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くようにして用いる構成が挙げられる。あるいは、電磁誘導式タッチパネルの場合、センサー部上に位置する透明基板のうち、最表面の透明基板上に、実施形態Cの筆記性部材を、条件C1-1を満たす側の面が表面を向くようにして貼り合わせた構成や、該最表面の透明基板上に、実施形態Cの筆記性部材を、条件C1-1を満たす側の面が表面を向くようにして載置し、フレーム等で固定した構成であってもよい。
インセルタッチパネルは、2枚のガラス基板に液晶を挟んでなる液晶素子の内部に、抵抗膜式、静電容量式、光学式等のタッチパネル機能を組み込んだものである。
インセルタッチパネルの場合、表面側のガラス基板上に、実施形態Cの筆記性部材の条件C1-1を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くように配置して用いる。なお、インセルタッチパネルの表面側のガラス基板と、実施形態Cの筆記性部材との間には、偏光板等の他の層を有していてもよい。
インセルタッチパネルの場合、表面側のガラス基板上に、実施形態Cの筆記性部材の条件C1-1を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くように配置して用いる。なお、インセルタッチパネルの表面側のガラス基板と、実施形態Cの筆記性部材との間には、偏光板等の他の層を有していてもよい。
[タッチパネルシステム]
実施形態Cのタッチパネルシステムは、表面にタッチパネルペン用筆記性部材を有するタッチパネルと、タッチパネルペンとからなるタッチパネルシステムであって、下記条件C1-1を満たすものである。
<条件C1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力f[gf]を1m秒間隔で測定する。
前記タッチパネルペン用筆記性部材の移動が開始した後の1001m秒~2000m秒を125m秒ごとの8区間に分割する。前記動摩擦力を、区間ごとに、窓関数をハニング窓として離散フーリエ変換して、周波数ごとのパワースペクトル密度[(gf)2/Hz]を算出する。
区間ごとに100Hz超200Hz以下のパワースペクトル密度の積分値を算出し、8区間の前記積分値の平均値M100-200を算出した際に、前記M100-200が0.030[(gf)2]超0.400[(gf)2]以下を示す。
実施形態Cのタッチパネルシステムは、表面にタッチパネルペン用筆記性部材を有するタッチパネルと、タッチパネルペンとからなるタッチパネルシステムであって、下記条件C1-1を満たすものである。
<条件C1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力f[gf]を1m秒間隔で測定する。
前記タッチパネルペン用筆記性部材の移動が開始した後の1001m秒~2000m秒を125m秒ごとの8区間に分割する。前記動摩擦力を、区間ごとに、窓関数をハニング窓として離散フーリエ変換して、周波数ごとのパワースペクトル密度[(gf)2/Hz]を算出する。
区間ごとに100Hz超200Hz以下のパワースペクトル密度の積分値を算出し、8区間の前記積分値の平均値M100-200を算出した際に、前記M100-200が0.030[(gf)2]超0.400[(gf)2]以下を示す。
実施形態Cのタッチパネルシステムは、さらに、上記条件C1-2~1-4を満たすことが好ましい。
実施形態Cのタッチパネルシステムにおける、タッチパネル、タッチパネルペン用筆記性部材、及びタッチパネルペンの実施の形態は、例えば、上述の実施形態Cのタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法、タッチパネルペン用筆記性部材、及びタッチパネルにおいて示した実施の形態と同様のものが挙げられる。
実施形態Cのタッチパネルシステムによれば、長時間の操作でも手に疲労感を受けにくくすることができる。
実施形態Cのタッチパネルシステムにおける、タッチパネル、タッチパネルペン用筆記性部材、及びタッチパネルペンの実施の形態は、例えば、上述の実施形態Cのタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法、タッチパネルペン用筆記性部材、及びタッチパネルにおいて示した実施の形態と同様のものが挙げられる。
実施形態Cのタッチパネルシステムによれば、長時間の操作でも手に疲労感を受けにくくすることができる。
[タッチパネル付きの表示装置]
実施形態Cのタッチパネル付きの表示装置は、表示素子上にタッチパネルを有する表示装置であって、前記タッチパネルが実施形態Cのタッチパネルであるものである。
実施形態Cのタッチパネル付きの表示装置は、表示素子上にタッチパネルを有する表示装置であって、前記タッチパネルが実施形態Cのタッチパネルであるものである。
表示素子としては、液晶表示素子、EL表示素子、プラズマ表示素子、電子ペーパー素子等が挙げられる。表示素子が液晶表示素子、EL表示素子、プラズマ表示素子、電子ペーパー素子の場合、これらの表示素子上に実施形態Cのタッチパネルを載置する。
実施形態Cのタッチパネル付きの表示装置は、長時間の操作でも手に疲労感を受けにくくすることができる。
実施形態Cのタッチパネル付きの表示装置は、長時間の操作でも手に疲労感を受けにくくすることができる。
実施形態Cのタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法は、タッチパネルペンによる筆記試験を行わなくても、長時間の操作でも手に疲労感を受けにくい筆記性部材を選別することができ、筆記性部材の製品設計、品質管理を効率よくすることができる。また、実施形態Cのタッチパネルシステム、タッチパネルペン用筆記性部材、タッチパネル及び表示装置は、長時間の操作でも手の疲労感を受けにくくすることができる。
次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、この例によってなんら限定されるものではない。なお、「部」は質量基準である。
<実施形態Aの実施例>
A1.測定及び評価
実験例で作製又は準備したタッチパネルペン用筆記性部材について、以下の測定及び評価を行った。
A1.測定及び評価
実験例で作製又は準備したタッチパネルペン用筆記性部材について、以下の測定及び評価を行った。
A1-1.摩擦力
測定装置として新東科学社製の商品名「HEIDON-14DR」を用い、図3に示すように、タッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の表面に、下記のタッチパネルペンA1~A2を60度の角度で接触させ、保持具で固定した。保持具上部の土台に100gの重りを乗せ、タッチパネルペンに垂直荷重100gfがかかるようにした。荷重をかけたまま、筆記性部材を固定した可動台を、可動台とタッチパネルペンとの成す角の鋭角方向側(図3の右側)に14mm/秒の速度で移動させた。片道40mmの長さを移動した際の該ペンにかかる可動台の移動方向(ペンの鋭角方向)の摩擦力を測定した。さらに、可動台の移動終了後、筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させたままで、タッチパネルペンにかかる垂直荷重を解除し、この状態においてタッチパネルペンにかかる可動台の移動方向(ペンの鋭角方向)の残留摩擦力Freを測定した。
サンプリング時間(測定間隔)は0.001秒とし、測定時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、湿度40~65%とした。なお、測定開始前に、各サンプルを23℃±5℃、湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置した。その他の解析条件を以下に示す。
計測された結果を元に、上述した(A)~(E)の手順に従い、残留摩擦力の平均(Fre)、動摩擦力の平均(Fk)、及び動摩擦力の標準偏差(σFk)を算出した。さらに、得られたFre及びFkから、条件A1-1の「Fre/Fk」を算出した。
なお、各実験例のFre及びFkは、15個のサンプルを各1回ずつ測定した際の平均値とした。また、各実験例のσFkは、60個のサンプルを各1回ずつ測定した際の標準偏差とする。また、各実験例のFre/Fkは、15個のサンプルを各1回ずつ測定して各サンプルのFre/Fkを算出し、15サンプルのFre/Fkの平均値とした。結果を表1に示す。
<その他の解析条件>
・計測ソフト名:TriboSoft35(バージョン:Tribosoft3.59)
・モード:一定荷重測定
・荷重変換器容量:2000gf
・DASアンプルレンジ:50%
・垂直荷重:100g
・サンプリング容量:5500個
・単位系:CGS
・片道測定モード
・FEED SCALE 40mm
・POLARITY:OFF
・FILTER:PASS
・RANGE:50%FS
・ロードセルのキャリブレーション(ゼロとスパン値の入力):アナログダイヤル設定
測定装置として新東科学社製の商品名「HEIDON-14DR」を用い、図3に示すように、タッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の表面に、下記のタッチパネルペンA1~A2を60度の角度で接触させ、保持具で固定した。保持具上部の土台に100gの重りを乗せ、タッチパネルペンに垂直荷重100gfがかかるようにした。荷重をかけたまま、筆記性部材を固定した可動台を、可動台とタッチパネルペンとの成す角の鋭角方向側(図3の右側)に14mm/秒の速度で移動させた。片道40mmの長さを移動した際の該ペンにかかる可動台の移動方向(ペンの鋭角方向)の摩擦力を測定した。さらに、可動台の移動終了後、筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させたままで、タッチパネルペンにかかる垂直荷重を解除し、この状態においてタッチパネルペンにかかる可動台の移動方向(ペンの鋭角方向)の残留摩擦力Freを測定した。
サンプリング時間(測定間隔)は0.001秒とし、測定時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、湿度40~65%とした。なお、測定開始前に、各サンプルを23℃±5℃、湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置した。その他の解析条件を以下に示す。
計測された結果を元に、上述した(A)~(E)の手順に従い、残留摩擦力の平均(Fre)、動摩擦力の平均(Fk)、及び動摩擦力の標準偏差(σFk)を算出した。さらに、得られたFre及びFkから、条件A1-1の「Fre/Fk」を算出した。
なお、各実験例のFre及びFkは、15個のサンプルを各1回ずつ測定した際の平均値とした。また、各実験例のσFkは、60個のサンプルを各1回ずつ測定した際の標準偏差とする。また、各実験例のFre/Fkは、15個のサンプルを各1回ずつ測定して各サンプルのFre/Fkを算出し、15サンプルのFre/Fkの平均値とした。結果を表1に示す。
<その他の解析条件>
・計測ソフト名:TriboSoft35(バージョン:Tribosoft3.59)
・モード:一定荷重測定
・荷重変換器容量:2000gf
・DASアンプルレンジ:50%
・垂直荷重:100g
・サンプリング容量:5500個
・単位系:CGS
・片道測定モード
・FEED SCALE 40mm
・POLARITY:OFF
・FILTER:PASS
・RANGE:50%FS
・ロードセルのキャリブレーション(ゼロとスパン値の入力):アナログダイヤル設定
<タッチパネルペンA1>
・東芝社製の商品名「Dynabook Tab S68」に付属のタッチパネルペン
・先端領域の構成:ポリエステル系繊維(硬さを付与する領域(ii))の集合体の中に空気孔(変形を促進する領域(i))が混在した複合体
・領域(ii)のヤング率:3.0GPa
・領域(i)と領域(ii)との体積比率が約95:5
・ペン先の直径:1.5mm
<タッチパネルペンA2>
・キングジム社製の商品名「Boogie Board」に付属されたBB-2ペン
・先端領域の構成:ポリエステルアセテート樹脂のバルク
・ペン先の直径:1.6mm
・東芝社製の商品名「Dynabook Tab S68」に付属のタッチパネルペン
・先端領域の構成:ポリエステル系繊維(硬さを付与する領域(ii))の集合体の中に空気孔(変形を促進する領域(i))が混在した複合体
・領域(ii)のヤング率:3.0GPa
・領域(i)と領域(ii)との体積比率が約95:5
・ペン先の直径:1.5mm
<タッチパネルペンA2>
・キングジム社製の商品名「Boogie Board」に付属されたBB-2ペン
・先端領域の構成:ポリエステルアセテート樹脂のバルク
・ペン先の直径:1.6mm
A1-2.筆記感
タッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の面と反対側の面を、東レ社製の光学透明粘着シート(厚み100μm)を介して、ガラス板に貼り合わせ、上記タッチパネルペンA1~A2を用いて、筆記感を評価した。筆記感を評価する際の動作は、一瞬筆記を停止した後に方向転換する動作を多く含む動作とした。全体として筆記感が良好であるものを2点、全体として筆記感が普通であるものを1点、全体として筆記感が良好でなかったものを0点として、20人が評価を行った。20人の平均点が1.8点以上のものをAA、1.6点以上1.8点未満のものをA、1.2点以上1.6点未満のものをB、1.0点以上1.2点未満のものをC、1.0点未満のものをDとした。
評価時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、湿度40~65%とした。なお、評価開始前に、各サンプルを23℃±5℃、湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置した。
タッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の面と反対側の面を、東レ社製の光学透明粘着シート(厚み100μm)を介して、ガラス板に貼り合わせ、上記タッチパネルペンA1~A2を用いて、筆記感を評価した。筆記感を評価する際の動作は、一瞬筆記を停止した後に方向転換する動作を多く含む動作とした。全体として筆記感が良好であるものを2点、全体として筆記感が普通であるものを1点、全体として筆記感が良好でなかったものを0点として、20人が評価を行った。20人の平均点が1.8点以上のものをAA、1.6点以上1.8点未満のものをA、1.2点以上1.6点未満のものをB、1.0点以上1.2点未満のものをC、1.0点未満のものをDとした。
評価時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、湿度40~65%とした。なお、評価開始前に、各サンプルを23℃±5℃、湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置した。
A1-3.ペン先の摩耗
測定装置として新東科学社製の商品名「HEIDON-14DR」を用い、図3に示すように、タッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の表面に、タッチパネルペンA1~A2を60度の角度で接触させ、保持具で固定した。保持具上部の土台に200gの重りを乗せ、タッチパネルペンに垂直荷重200gfがかかるようにした。荷重をかけたまま、筆記性部材を固定した可動台を14mm/秒の速度で、片道40mmの長さを往復移動する動作を200回繰り返した。評価時の温度は23±5℃ 相対湿度は40~65%とした。
評価基準は、(i)初期の動摩擦力に対して測定中の動摩擦力の変化が40%以下であること、(ii)タッチパネルペンのペン先の摩耗が目視で容易に確認できないこと、として、(i)及び(ii)を満たすものを「A」、(i)及び(ii)の何れかを満たさないものを「B」、(i)及び(ii)の何れも満たさないものを「C」とした。結果を表1に示す。
測定装置として新東科学社製の商品名「HEIDON-14DR」を用い、図3に示すように、タッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の表面に、タッチパネルペンA1~A2を60度の角度で接触させ、保持具で固定した。保持具上部の土台に200gの重りを乗せ、タッチパネルペンに垂直荷重200gfがかかるようにした。荷重をかけたまま、筆記性部材を固定した可動台を14mm/秒の速度で、片道40mmの長さを往復移動する動作を200回繰り返した。評価時の温度は23±5℃ 相対湿度は40~65%とした。
評価基準は、(i)初期の動摩擦力に対して測定中の動摩擦力の変化が40%以下であること、(ii)タッチパネルペンのペン先の摩耗が目視で容易に確認できないこと、として、(i)及び(ii)を満たすものを「A」、(i)及び(ii)の何れかを満たさないものを「B」、(i)及び(ii)の何れも満たさないものを「C」とした。結果を表1に示す。
A1-4.表面形状の測定
実験例のタッチパネル用筆記性部材を10cm四方に切断した。切断箇所は、目視でゴミや傷などの異常点がない事を確認の上、ランダムな部位から選択した。切断した筆記性部材を東レ社製の光学透明粘着シート(屈折率:1.47、厚み100μm)を介して、縦10cm×横10cmの大きさの黒色板(クラレ社製、商品名:コモグラス 品番 :DFA502K、厚み2.0mm)を貼り合わせたサンプルをそれぞれ15個準備した。
表面粗さ測定器(型番:SE-3400/小坂研究所株式会社製)を用いて、計測ステージにサンプルが固定かつ密着した状態となるようにセットしたのち、下記の測定条件により、下記の測定項目について、各サンプルのタッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の表面形状を測定した。そして、15個のサンプルの平均値を、各実験例のRt、θa及びλaとした。測定時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、湿度40~65%とした。また、測定開始前に、各サンプルを23℃±5℃、湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置した。結果を表2に示す。
<測定条件>
[表面粗さ検出部の触針]
小坂研究所社製の商品名SE2555N(先端曲率半径:2μm、頂角:90度、材質:ダイヤモンド)
[表面粗さ測定器の測定条件]
・評価長さ:カットオフ値λcの5倍
・予備長さ:カットオフ値λcの0.5倍
・触針の送り速さ:0.5mm/s
・縦倍率:2000倍
・スキッド:用いない(測定面に接触なし)
・カットオフフィルタ種類:ガウシャン
・レベリング:オールデータ
・サンプリングモード:c=1500
・不感帯レベル:10%
・tp/PC曲線:ノーマル
<測定項目>
・カットオフ値0.8mmのJIS B0601:2001の粗さ曲線の最大断面高さRt
・カットオフ値0.8mmの平均傾斜角θa
・カットオフ値0.8mmの平均波長λa
実験例のタッチパネル用筆記性部材を10cm四方に切断した。切断箇所は、目視でゴミや傷などの異常点がない事を確認の上、ランダムな部位から選択した。切断した筆記性部材を東レ社製の光学透明粘着シート(屈折率:1.47、厚み100μm)を介して、縦10cm×横10cmの大きさの黒色板(クラレ社製、商品名:コモグラス 品番 :DFA502K、厚み2.0mm)を貼り合わせたサンプルをそれぞれ15個準備した。
表面粗さ測定器(型番:SE-3400/小坂研究所株式会社製)を用いて、計測ステージにサンプルが固定かつ密着した状態となるようにセットしたのち、下記の測定条件により、下記の測定項目について、各サンプルのタッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の表面形状を測定した。そして、15個のサンプルの平均値を、各実験例のRt、θa及びλaとした。測定時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、湿度40~65%とした。また、測定開始前に、各サンプルを23℃±5℃、湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置した。結果を表2に示す。
<測定条件>
[表面粗さ検出部の触針]
小坂研究所社製の商品名SE2555N(先端曲率半径:2μm、頂角:90度、材質:ダイヤモンド)
[表面粗さ測定器の測定条件]
・評価長さ:カットオフ値λcの5倍
・予備長さ:カットオフ値λcの0.5倍
・触針の送り速さ:0.5mm/s
・縦倍率:2000倍
・スキッド:用いない(測定面に接触なし)
・カットオフフィルタ種類:ガウシャン
・レベリング:オールデータ
・サンプリングモード:c=1500
・不感帯レベル:10%
・tp/PC曲線:ノーマル
<測定項目>
・カットオフ値0.8mmのJIS B0601:2001の粗さ曲線の最大断面高さRt
・カットオフ値0.8mmの平均傾斜角θa
・カットオフ値0.8mmの平均波長λa
A1-5.粒子の面積比率、粒子の密度
実験例のタッチパネル用筆記性部材を5cm四方に切断したサンプルをそれぞれ15個準備した。15個の部位は、目視でゴミや傷などの異常点がない事を確認の上、ランダムな部位から選択した。下記(1)、(2)の手順で、粒子の面積比率及び粒子の密度を算出し、15個のサンプルの平均値を、各実験例の粒子の面積比率及び粒子の密度とした。結果を表2に示す。
(1)SEMの平面写真の撮像
日立協和エンジニアリング株式会社製のデジタル走査型電子顕微鏡(型番:S-4800)を用いて、倍率50000倍(加速電圧30.0kV、エミッション電流10μA)にて、筆記性部材表面のSEM平面写真を撮像した。
(2)面積比率及び粒子密度の算出
SEM写真のデジタルデータから、画像解析ソフト(商品名:Win Roof、三谷商事株式会社製)を用いて画像の二値化を行い、粒子部分を選択して、粒子の面積比率(%)及び粒子密度(個/100μm平方)を算出した。
実験例のタッチパネル用筆記性部材を5cm四方に切断したサンプルをそれぞれ15個準備した。15個の部位は、目視でゴミや傷などの異常点がない事を確認の上、ランダムな部位から選択した。下記(1)、(2)の手順で、粒子の面積比率及び粒子の密度を算出し、15個のサンプルの平均値を、各実験例の粒子の面積比率及び粒子の密度とした。結果を表2に示す。
(1)SEMの平面写真の撮像
日立協和エンジニアリング株式会社製のデジタル走査型電子顕微鏡(型番:S-4800)を用いて、倍率50000倍(加速電圧30.0kV、エミッション電流10μA)にて、筆記性部材表面のSEM平面写真を撮像した。
(2)面積比率及び粒子密度の算出
SEM写真のデジタルデータから、画像解析ソフト(商品名:Win Roof、三谷商事株式会社製)を用いて画像の二値化を行い、粒子部分を選択して、粒子の面積比率(%)及び粒子密度(個/100μm平方)を算出した。
A1-6.ヘイズ、全光線透過率
ヘイズメーター(HM-150、村上色彩技術研究所製)を用いて、上記「1-5」で作製した各サンプルの、ヘイズ(JIS K-7136:2000)、及び全光線透過率(JIS K7361-1:1997)を測定した。そして、15個のサンプルの平均値を、各実験例のヘイズ及び全光線透過率とした。測定時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、湿度40~65%とした。また、測定開始前に、各サンプルを23℃±5℃、湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置した。光入射面は基材側とした。結果を表2に示す。
ヘイズメーター(HM-150、村上色彩技術研究所製)を用いて、上記「1-5」で作製した各サンプルの、ヘイズ(JIS K-7136:2000)、及び全光線透過率(JIS K7361-1:1997)を測定した。そして、15個のサンプルの平均値を、各実験例のヘイズ及び全光線透過率とした。測定時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、湿度40~65%とした。また、測定開始前に、各サンプルを23℃±5℃、湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置した。光入射面は基材側とした。結果を表2に示す。
A1-7.ギラツキ
実験例A1~A4のタッチパネルペン用筆記性部材を、市販の超高精細液晶表示装置(シャープ製のスマートフォン、商品名:SH-03G、画素密度480ppi)上に載置して、ギラツキの状態を目視で評価した。ギラツキが目視で視認できないレベルであるものを2点、ギラツキが僅かに観察されるが気にならないものを1点、ギラツキがひどく観察されるものを0点」として、20人が評価を行った。20人の平均点が1.8点以上のものをA、1.6点以上1.8点未満のものをB、1.0以上1.6点未満のものをC、1.0点未満のものをDとした。結果を表2に示す。
実験例A1~A4のタッチパネルペン用筆記性部材を、市販の超高精細液晶表示装置(シャープ製のスマートフォン、商品名:SH-03G、画素密度480ppi)上に載置して、ギラツキの状態を目視で評価した。ギラツキが目視で視認できないレベルであるものを2点、ギラツキが僅かに観察されるが気にならないものを1点、ギラツキがひどく観察されるものを0点」として、20人が評価を行った。20人の平均点が1.8点以上のものをA、1.6点以上1.8点未満のものをB、1.0以上1.6点未満のものをC、1.0点未満のものをDとした。結果を表2に示す。
A2.タッチパネルペン用筆記性部材の作製
[実験例A1]
基材としてポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み100μm、東洋紡社製、商品名A4300)を用い、該基材上に、下記処方の第一樹脂層塗布液A1を乾燥後の厚みが8μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、第一樹脂層を形成し、次いで、第一樹脂層上に、下記処方の第二樹脂層塗布液A2を乾燥後の厚みが3μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、第二樹脂層を形成し、タッチパネルペン用筆記性部材を得た。
[実験例A1]
基材としてポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み100μm、東洋紡社製、商品名A4300)を用い、該基材上に、下記処方の第一樹脂層塗布液A1を乾燥後の厚みが8μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、第一樹脂層を形成し、次いで、第一樹脂層上に、下記処方の第二樹脂層塗布液A2を乾燥後の厚みが3μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、第二樹脂層を形成し、タッチパネルペン用筆記性部材を得た。
<第一樹脂層塗布液A1>
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 60部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 40部
・光重合開始剤 4部
(BASF社製、商品名:イルガキュア184)
・溶剤1(メチルイソブチルケトン) 90部
・溶剤2(メチルエチルケトン) 10部
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 60部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 40部
・光重合開始剤 4部
(BASF社製、商品名:イルガキュア184)
・溶剤1(メチルイソブチルケトン) 90部
・溶剤2(メチルエチルケトン) 10部
<第二樹脂層塗布液A2>
・アクリルモノマー 100部
・有機粒子 20部
(球状ポリスチレン粒子、平均粒子径3.0μm)
・光重合開始剤 5部
(BASF社製、イルガキュア184)
シリコーン系レベリング剤 0.3部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、TSF4460)
・溶剤1(トルエン) 90部
・溶剤2(MIBK) 10部
・アクリルモノマー 100部
・有機粒子 20部
(球状ポリスチレン粒子、平均粒子径3.0μm)
・光重合開始剤 5部
(BASF社製、イルガキュア184)
シリコーン系レベリング剤 0.3部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、TSF4460)
・溶剤1(トルエン) 90部
・溶剤2(MIBK) 10部
[実験例A2]
基材としてトリアセチルセルロース樹脂フィルム(厚み80μm、富士フイルム社製、TD80UL)を用い、該基材上に、下記処方の樹脂層塗布液A3を乾燥後の厚みが2.5μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、樹脂層を形成し、タッチパネルペン用筆記性部材を得た。
基材としてトリアセチルセルロース樹脂フィルム(厚み80μm、富士フイルム社製、TD80UL)を用い、該基材上に、下記処方の樹脂層塗布液A3を乾燥後の厚みが2.5μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、樹脂層を形成し、タッチパネルペン用筆記性部材を得た。
<樹脂層塗布液A3>
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 100部
(日本化薬社製、KAYARAD-PET-30)
・無機粒子 15部
(富士シリシア化学社製、不定形シリカ)
(疎水処理:シランカップリング剤、平均凝集粒子径2μm)
・光重合開始剤 5部
(BASF社製、イルガキュア184)
・シリコーン系レベリング剤 0.2部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製 TSF4460)
・離型剤 2部
(ダイキン工業(株)製、オプツールDAC)
・溶剤1(トルエン) 90部
・溶剤2(MIBK) 10部
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 100部
(日本化薬社製、KAYARAD-PET-30)
・無機粒子 15部
(富士シリシア化学社製、不定形シリカ)
(疎水処理:シランカップリング剤、平均凝集粒子径2μm)
・光重合開始剤 5部
(BASF社製、イルガキュア184)
・シリコーン系レベリング剤 0.2部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製 TSF4460)
・離型剤 2部
(ダイキン工業(株)製、オプツールDAC)
・溶剤1(トルエン) 90部
・溶剤2(MIBK) 10部
[実験例A3]
基材として厚み40μmのトリアセチルセルロース樹脂フィルムを用い、該基材上に、下記処方の樹脂層塗布液A4を乾燥後の厚みが7μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、樹脂層を形成し、タッチパネルペン用筆記性部材を得た。
基材として厚み40μmのトリアセチルセルロース樹脂フィルムを用い、該基材上に、下記処方の樹脂層塗布液A4を乾燥後の厚みが7μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、樹脂層を形成し、タッチパネルペン用筆記性部材を得た。
<樹脂層塗布液A4>
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 100部
(日本化薬社製、KAYARAD-PET-30)
・有機粒子 11部
(球状ポリスチレン、平均粒子径3.5μm)
・フュームドシリカ 7部
(平均一次粒子径10nm)
・光重合開始剤 3部
(BASF社製、イルガキュア184)
・シリコーン系レベリング剤 0.125部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、TSF4460)
・溶剤1(トルエン) 65部
・溶剤2(PMA) 10部
・溶剤3(イソプロピルアルコール) 25部
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 100部
(日本化薬社製、KAYARAD-PET-30)
・有機粒子 11部
(球状ポリスチレン、平均粒子径3.5μm)
・フュームドシリカ 7部
(平均一次粒子径10nm)
・光重合開始剤 3部
(BASF社製、イルガキュア184)
・シリコーン系レベリング剤 0.125部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、TSF4460)
・溶剤1(トルエン) 65部
・溶剤2(PMA) 10部
・溶剤3(イソプロピルアルコール) 25部
[実験例A4]
実験例A4のタッチパネルペン用筆記性部材として、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に粒子(粒子径約7~13μm)を含有する樹脂層を有する市販のタッチパネルの表面フィルム(ソニー社製、商品名:Friction Sheet DPTA-OSF1)を準備した。
実験例A4のタッチパネルペン用筆記性部材として、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に粒子(粒子径約7~13μm)を含有する樹脂層を有する市販のタッチパネルの表面フィルム(ソニー社製、商品名:Friction Sheet DPTA-OSF1)を準備した。
表1に示すように、条件A1-1を満たす筆記性部材は、筆記感の評価がA以上となっている。このことは、条件A1-1を満たす筆記性部材を選択することは、筆記感が良好である筆記性部材の選択につながることを示している。また、ペンA1は空隙を有する一方、ペン2は空隙を有さないバルクであり、ペンA1とペンA2とは種別が全く異なるものである。したがって、表1の結果は、タッチパネルペンの種類が異なる場合であっても、条件A1-1を満たす筆記性部材を選択することは、筆記感が良好である筆記性部材の選択につながることを示している。
さらに、表1の結果から、ペンの先端領域が、変形を促進する領域(i)と、硬さを付与する領域(ii)とを有するタッチパネルペン(ペンA1)と、λa等の諸物性が明細書中の好適な範囲である筆記性部材との組み合わせは、筆記感を良好にするために有効な組み合わせであることが確認できる。
さらに、表1の結果から、ペンの先端領域が、変形を促進する領域(i)と、硬さを付与する領域(ii)とを有するタッチパネルペン(ペンA1)と、λa等の諸物性が明細書中の好適な範囲である筆記性部材との組み合わせは、筆記感を良好にするために有効な組み合わせであることが確認できる。
また、表1の結果から、条件A1-4を満たし、かつ、筆記性部材の諸物性(λa等)が明細書中の好適な範囲である場合には、筆記感を良好にしつつペン先の摩耗の抑制に極めて優れることが確認できる。
また、表1及び表2の結果から、λa、粒子の面積比率、λa÷粒子密度及びヘイズが明細書中の好適な範囲である筆記性部材(実験例A1及びA2の筆記性部材)は、筆記感を良好にしやすく、かつギラツキの抑制に極めて優れることが確認できる。
また、表1及び表2の結果から、λa、粒子の面積比率、λa÷粒子密度及びヘイズが明細書中の好適な範囲である筆記性部材(実験例A1及びA2の筆記性部材)は、筆記感を良好にしやすく、かつギラツキの抑制に極めて優れることが確認できる。
A3.タッチパネルの作製
実験例A1~A4のタッチパネルペン用筆記性部材の基材側の面に、厚み20nmのITOの導電性膜をスパッタリング法で形成し、上部電極板とした。次いで、厚み1mmの強化ガラス板の一方の面に、厚み約20nmのITOの導電性膜をスパッタリング法で形成し、下部電極板とした。次いで、下部電極板の導電性膜を有する面に、スペーサー用塗布液として電離放射線硬化型樹脂(Dot Cure TR5903:太陽インキ社)をスクリーン印刷法によりドット状に印刷した後、高圧水銀灯で紫外線を照射して、直径50μm、高さ8μmのスペーサーを1mmの間隔で配列させた。
次いで、上部電極板と下部電極板とを、導電性膜どうしを対向するように配置させ、厚み30μm、幅3mmの両面接着テープで縁を接着し、実験例A1~A4の抵抗膜式タッチパネルを作製した。
実験例A1~A4の抵抗膜式タッチパネルに上記タッチパネルペンA1~A2で筆記したところ、各タッチパネルペンの再始動時の筆記感の評価は、表1と同様であった。この結果は、タッチパネルと、タッチパネルペンとの組み合わせからなるタッチパネルシステムにおいて、条件A1-1を満たすタッチパネルシステムは、再始動時の筆記感が良好であることを示している。
実験例A1~A4のタッチパネルペン用筆記性部材の基材側の面に、厚み20nmのITOの導電性膜をスパッタリング法で形成し、上部電極板とした。次いで、厚み1mmの強化ガラス板の一方の面に、厚み約20nmのITOの導電性膜をスパッタリング法で形成し、下部電極板とした。次いで、下部電極板の導電性膜を有する面に、スペーサー用塗布液として電離放射線硬化型樹脂(Dot Cure TR5903:太陽インキ社)をスクリーン印刷法によりドット状に印刷した後、高圧水銀灯で紫外線を照射して、直径50μm、高さ8μmのスペーサーを1mmの間隔で配列させた。
次いで、上部電極板と下部電極板とを、導電性膜どうしを対向するように配置させ、厚み30μm、幅3mmの両面接着テープで縁を接着し、実験例A1~A4の抵抗膜式タッチパネルを作製した。
実験例A1~A4の抵抗膜式タッチパネルに上記タッチパネルペンA1~A2で筆記したところ、各タッチパネルペンの再始動時の筆記感の評価は、表1と同様であった。この結果は、タッチパネルと、タッチパネルペンとの組み合わせからなるタッチパネルシステムにおいて、条件A1-1を満たすタッチパネルシステムは、再始動時の筆記感が良好であることを示している。
A.表示装置の作製
実験例A1~A4のタッチパネルペン用筆記性部材と、市販の超高精細液晶表示装置(シャープ製のスマートフォン、商品名:SH-03G、画素密度480ppi)とを、透明粘着剤を介して貼り合わせ、実験例A1~A4の表示装置を作製した。なお、貼り合わせの際は、タッチパネルペン用筆記性部材の基材側の面が表示素子側を向くようにした。
実験例A1~A4の表示装置に上記タッチパネルペンA1~A2で筆記したところ、各タッチパネルペンの筆記感の評価は、表1と同様であった。
実験例A1~A4のタッチパネルペン用筆記性部材と、市販の超高精細液晶表示装置(シャープ製のスマートフォン、商品名:SH-03G、画素密度480ppi)とを、透明粘着剤を介して貼り合わせ、実験例A1~A4の表示装置を作製した。なお、貼り合わせの際は、タッチパネルペン用筆記性部材の基材側の面が表示素子側を向くようにした。
実験例A1~A4の表示装置に上記タッチパネルペンA1~A2で筆記したところ、各タッチパネルペンの筆記感の評価は、表1と同様であった。
<実施形態Bの実施例>
B1.測定及び評価
実験例で作製又は準備したタッチパネルペン用筆記性部材について、以下の測定及び評価を行った。
B1.測定及び評価
実験例で作製又は準備したタッチパネルペン用筆記性部材について、以下の測定及び評価を行った。
B1-1.摩擦力
測定装置として新東科学社製の商品名「HEIDON-14DR」を用い、図3に示すように、タッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の表面に、下記のタッチパネルペンB1~B4を60度の角度で接触させ、保持具で固定した。保持具上部の土台に100gの重りを乗せ、タッチパネルペンに垂直荷重100gfがかかるようにした。荷重をかけたまま、筆記性部材を固定した可動台を、可動台とタッチパネルペンとの成す角の鋭角方向側(図3の右側)に14mm/秒の速度で移動させた。片道40mmの長さを移動した際の該ペンにかかる可動台の移動方向(ペンの鋭角方向)の摩擦力を測定した。サンプリング時間(測定間隔)は0.001秒とし、測定時の温度は23±5℃、相対湿度40~65%とした。その他の解析条件を以下に示す。計測された結果を元に、上述した(A)~(D)の手順に従い、動摩擦力の標準偏差(σFk)、動摩擦力の平均(Fk)、動摩擦力の最大値(Fkmax)、及び動摩擦力が3.0gf以下である時間割合(T)を算出した。結果を表3に示す。
<その他の解析条件>
・計測ソフト名:TriboSoft35(バージョン:Tribosoft3.59)
・モード:一定荷重測定
・荷重変換器容量:2000gf
・DASアンプルレンジ:50%
・垂直荷重:100g
・サンプリング容量:5500個
・単位系:CGS
・片道測定モード
・FEED SCALE 40mm
・POLARITY:OFF
・FILTER:PASS
・RANGE:50%FS
・ロードセルのキャリブレーション(ゼロとスパン値の入力):アナログダイヤル設定
測定装置として新東科学社製の商品名「HEIDON-14DR」を用い、図3に示すように、タッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の表面に、下記のタッチパネルペンB1~B4を60度の角度で接触させ、保持具で固定した。保持具上部の土台に100gの重りを乗せ、タッチパネルペンに垂直荷重100gfがかかるようにした。荷重をかけたまま、筆記性部材を固定した可動台を、可動台とタッチパネルペンとの成す角の鋭角方向側(図3の右側)に14mm/秒の速度で移動させた。片道40mmの長さを移動した際の該ペンにかかる可動台の移動方向(ペンの鋭角方向)の摩擦力を測定した。サンプリング時間(測定間隔)は0.001秒とし、測定時の温度は23±5℃、相対湿度40~65%とした。その他の解析条件を以下に示す。計測された結果を元に、上述した(A)~(D)の手順に従い、動摩擦力の標準偏差(σFk)、動摩擦力の平均(Fk)、動摩擦力の最大値(Fkmax)、及び動摩擦力が3.0gf以下である時間割合(T)を算出した。結果を表3に示す。
<その他の解析条件>
・計測ソフト名:TriboSoft35(バージョン:Tribosoft3.59)
・モード:一定荷重測定
・荷重変換器容量:2000gf
・DASアンプルレンジ:50%
・垂直荷重:100g
・サンプリング容量:5500個
・単位系:CGS
・片道測定モード
・FEED SCALE 40mm
・POLARITY:OFF
・FILTER:PASS
・RANGE:50%FS
・ロードセルのキャリブレーション(ゼロとスパン値の入力):アナログダイヤル設定
<タッチパネルペンB1>
・ソニー社製のデジタルペーパー(商品名:DPT-S1)のスタイラスペン用のフェルト替芯(DPTA-PTF1)を用いたペン
・先端領域の構成:ポリエステル系繊維(硬さを付与する領域(i))の集合体の中に空気孔(変形を促進する領域(ii))が混在した複合体
・領域(i)のヤング率:2GPa
・ペン先の直径:1.3mm
・ペン先の粗さの度合:σΔhn=0.014μm
<タッチパネルペンB2>
・マイクロソフト社製の商品名「SurfacePro3」に付属のタッチパネルペン
・先端領域の構成:ポリアセタール樹脂(POM)のバルク
・ペン先の組成(POM)のヤング率:1GPa超
・ペン先の直径:2.0mm
・ペン先の粗さの度合:σΔhn=0.006μm
<タッチパネルペンB3>
・アップル社製の商品名「Apple Pencil」に付属のタッチパネルペン
・先端領域の構成:ナイロン樹脂のバルク
・ペン先の組成(ナイロン樹脂)のヤング率:2GPa
・ペン先の直径:1.9mm
・ペン先の粗さの度合:σΔhn=0.006μm
・ソニー社製のデジタルペーパー(商品名:DPT-S1)のスタイラスペン用のフェルト替芯(DPTA-PTF1)を用いたペン
・先端領域の構成:ポリエステル系繊維(硬さを付与する領域(i))の集合体の中に空気孔(変形を促進する領域(ii))が混在した複合体
・領域(i)のヤング率:2GPa
・ペン先の直径:1.3mm
・ペン先の粗さの度合:σΔhn=0.014μm
<タッチパネルペンB2>
・マイクロソフト社製の商品名「SurfacePro3」に付属のタッチパネルペン
・先端領域の構成:ポリアセタール樹脂(POM)のバルク
・ペン先の組成(POM)のヤング率:1GPa超
・ペン先の直径:2.0mm
・ペン先の粗さの度合:σΔhn=0.006μm
<タッチパネルペンB3>
・アップル社製の商品名「Apple Pencil」に付属のタッチパネルペン
・先端領域の構成:ナイロン樹脂のバルク
・ペン先の組成(ナイロン樹脂)のヤング率:2GPa
・ペン先の直径:1.9mm
・ペン先の粗さの度合:σΔhn=0.006μm
B1-2.筆記感
タッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の面と反対側の面を、東レ社製の光学透明粘着シート(厚み100μm)を介して、ガラス板に貼り合わせ、上記タッチパネルペンB1~B3を用いて、筆記感を評価した。筆記感を評価する際のポイントは以下の2つに分けた。結果を表3に示す。
評価時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、湿度40~65%とした。なお、評価開始前に、各サンプルを23℃±5℃、湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置した。
<筆記時の感触>
筆記時の感触が良好であるものを2点、普通であるものを1点、良好でなかったものを0点として、20人が評価を行った。20人の平均点が1.8点以上のものをAA、1.6点以上1.8点未満のものをA、1.0以上1.6点未満のものをB、1.0点未満のものをCとした。
<手の疲れ>
3分間連続して筆記(瞬間的にも停止することなく筆記)した後の手の疲れを評価した。手に疲れを感じなかったものを2点、どちらとも言えないものを1点、手に疲れを感じたものを0点として、20人が評価を行った。20人の平均点が1.8点以上のものをAA、1.6点以上1.8点未満のものをA、1.0以上1.6点未満のものをB、1.0点未満のものをCとした。
タッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の面と反対側の面を、東レ社製の光学透明粘着シート(厚み100μm)を介して、ガラス板に貼り合わせ、上記タッチパネルペンB1~B3を用いて、筆記感を評価した。筆記感を評価する際のポイントは以下の2つに分けた。結果を表3に示す。
評価時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、湿度40~65%とした。なお、評価開始前に、各サンプルを23℃±5℃、湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置した。
<筆記時の感触>
筆記時の感触が良好であるものを2点、普通であるものを1点、良好でなかったものを0点として、20人が評価を行った。20人の平均点が1.8点以上のものをAA、1.6点以上1.8点未満のものをA、1.0以上1.6点未満のものをB、1.0点未満のものをCとした。
<手の疲れ>
3分間連続して筆記(瞬間的にも停止することなく筆記)した後の手の疲れを評価した。手に疲れを感じなかったものを2点、どちらとも言えないものを1点、手に疲れを感じたものを0点として、20人が評価を行った。20人の平均点が1.8点以上のものをAA、1.6点以上1.8点未満のものをA、1.0以上1.6点未満のものをB、1.0点未満のものをCとした。
B1-3.表面形状の測定
実験例のタッチパネル用筆記性部材を10cm四方に切断した。切断箇所は、目視でゴミや傷などの異常点がない事を確認の上、ランダムな部位から選択した。切断した筆記性部材を東レ社製の光学透明粘着シート(屈折率:1.47、厚み100μm)を介して、縦10cm×横10cmの大きさの黒色板(クラレ社製、商品名:コモグラス 品番 :DFA502K、厚み2.0mm)を貼り合わせたサンプルをそれぞれ15個準備した。
表面粗さ測定器(型番:SE-3400/小坂研究所株式会社製)を用いて、計測ステージにサンプルが固定かつ密着した状態となるようにセットしたのち、実施形態Aの実施例の表面形状の測定と同じ測定条件により、下記の測定項目について、各サンプルのタッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の表面形状を測定した。そして、15個のサンプルの平均値を、各実験例のRt、θa及びλaとした。測定時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、湿度40~65%とした。また、測定開始前に、各サンプルを23℃±5℃、湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置した。結果を表4に示す。
<測定項目>
・カットオフ値0.8mmのJIS B0601:2001の粗さ曲線の最大断面高さRt
・カットオフ値0.8mmの平均傾斜角θa
・カットオフ値0.8mmの平均波長λa
実験例のタッチパネル用筆記性部材を10cm四方に切断した。切断箇所は、目視でゴミや傷などの異常点がない事を確認の上、ランダムな部位から選択した。切断した筆記性部材を東レ社製の光学透明粘着シート(屈折率:1.47、厚み100μm)を介して、縦10cm×横10cmの大きさの黒色板(クラレ社製、商品名:コモグラス 品番 :DFA502K、厚み2.0mm)を貼り合わせたサンプルをそれぞれ15個準備した。
表面粗さ測定器(型番:SE-3400/小坂研究所株式会社製)を用いて、計測ステージにサンプルが固定かつ密着した状態となるようにセットしたのち、実施形態Aの実施例の表面形状の測定と同じ測定条件により、下記の測定項目について、各サンプルのタッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の表面形状を測定した。そして、15個のサンプルの平均値を、各実験例のRt、θa及びλaとした。測定時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、湿度40~65%とした。また、測定開始前に、各サンプルを23℃±5℃、湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置した。結果を表4に示す。
<測定項目>
・カットオフ値0.8mmのJIS B0601:2001の粗さ曲線の最大断面高さRt
・カットオフ値0.8mmの平均傾斜角θa
・カットオフ値0.8mmの平均波長λa
B1-4.粒子の面積比率、粒子の密度
実験例のタッチパネル用筆記性部材を5cm四方に切断したサンプルをそれぞれ15個準備した。15個の部位は、目視でゴミや傷などの異常点がない事を確認の上、ランダムな部位から選択した。下記(1)、(2)の手順で、粒子の面積比率及び粒子の密度を算出し、15個のサンプルの平均値を、各実験例の粒子の面積比率及び粒子の密度とした。結果を表4に示す。
(1)SEMの平面写真の撮像
日立協和エンジニアリング株式会社製のデジタル走査型電子顕微鏡(型番:S-4800)を用いて、倍率50000倍(加速電圧30.0kV、エミッション電流10μA)にて、筆記性部材表面のSEM平面写真を撮像した。
(2)面積比率及び粒子密度の算出
SEM写真のデジタルデータから、画像解析ソフト(商品名:Win Roof、三谷商事株式会社製)を用いて画像の二値化を行い、粒子部分を選択して、粒子の面積比率(%)及び粒子密度(個/100μm平方)を算出した。結果を表4に示す。
実験例のタッチパネル用筆記性部材を5cm四方に切断したサンプルをそれぞれ15個準備した。15個の部位は、目視でゴミや傷などの異常点がない事を確認の上、ランダムな部位から選択した。下記(1)、(2)の手順で、粒子の面積比率及び粒子の密度を算出し、15個のサンプルの平均値を、各実験例の粒子の面積比率及び粒子の密度とした。結果を表4に示す。
(1)SEMの平面写真の撮像
日立協和エンジニアリング株式会社製のデジタル走査型電子顕微鏡(型番:S-4800)を用いて、倍率50000倍(加速電圧30.0kV、エミッション電流10μA)にて、筆記性部材表面のSEM平面写真を撮像した。
(2)面積比率及び粒子密度の算出
SEM写真のデジタルデータから、画像解析ソフト(商品名:Win Roof、三谷商事株式会社製)を用いて画像の二値化を行い、粒子部分を選択して、粒子の面積比率(%)及び粒子密度(個/100μm平方)を算出した。結果を表4に示す。
B1-5.ヘイズ、全光線透過率
ヘイズメーター(HM-150、村上色彩技術研究所製)を用いて、上記「1-4」で作製した各サンプルの、ヘイズ(JIS K-7136:2000)、及び全光線透過率(JIS K7361-1:1997)を測定した。そして、15個のサンプルの平均値を、各実験例のヘイズ及び全光線透過率とした。測定時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、湿度40~65%とした。また、測定開始前に、各サンプルを23℃±5℃、湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置した。光入射面は基材側とした。結果を表4に示す。
ヘイズメーター(HM-150、村上色彩技術研究所製)を用いて、上記「1-4」で作製した各サンプルの、ヘイズ(JIS K-7136:2000)、及び全光線透過率(JIS K7361-1:1997)を測定した。そして、15個のサンプルの平均値を、各実験例のヘイズ及び全光線透過率とした。測定時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、湿度40~65%とした。また、測定開始前に、各サンプルを23℃±5℃、湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置した。光入射面は基材側とした。結果を表4に示す。
B1-6.ペン先の摩耗
測定装置として新東科学社製の商品名「HEIDON-14DR」を用い、図3に示すように、タッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の表面に、タッチパネルペンB1~B3を60度の角度で接触させ、保持具で固定した。保持具上部の土台に200gの重りを乗せ、タッチパネルペンに垂直荷重200gfがかかるようにした。荷重をかけたまま、筆記性部材を固定した可動台を14mm/秒の速度で、片道40mmの長さを往復移動する動作を200回繰り返した。評価時の温度は23±5℃ 相対湿度は40~65%とした。
評価基準は、(i)初期の動摩擦力に対して測定中の動摩擦力の変化が40%以下であること、(ii)タッチパネルペンのペン先の摩耗が目視で容易に確認できないこと、として、(i)及び(ii)を満たすものを「A」、(i)及び(ii)の何れかを満たさないものを「B」、(i)及び(ii)の何れも満たさないものを「C」とした。結果を表3に示す。
測定装置として新東科学社製の商品名「HEIDON-14DR」を用い、図3に示すように、タッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の表面に、タッチパネルペンB1~B3を60度の角度で接触させ、保持具で固定した。保持具上部の土台に200gの重りを乗せ、タッチパネルペンに垂直荷重200gfがかかるようにした。荷重をかけたまま、筆記性部材を固定した可動台を14mm/秒の速度で、片道40mmの長さを往復移動する動作を200回繰り返した。評価時の温度は23±5℃ 相対湿度は40~65%とした。
評価基準は、(i)初期の動摩擦力に対して測定中の動摩擦力の変化が40%以下であること、(ii)タッチパネルペンのペン先の摩耗が目視で容易に確認できないこと、として、(i)及び(ii)を満たすものを「A」、(i)及び(ii)の何れかを満たさないものを「B」、(i)及び(ii)の何れも満たさないものを「C」とした。結果を表3に示す。
B1-7.ギラツキ
実験例B1~B4のタッチパネルペン用筆記性部材を、市販の超高精細液晶表示装置(シャープ製のスマートフォン、商品名:SH-03G、画素密度480ppi)上に載置して、ギラツキの状態を目視で評価した。ギラツキが目視で視認できないレベルであるものを2点、ギラツキが僅かに観察されるが気にならないものを1点、ギラツキがひどく観察されるものを0点」として、20人が評価を行った。20人の平均点が1.8点以上のものをA、1.6点以上1.8点未満のものをB、1.0以上1.6点未満のものをC、1.0点未満のものをDとした。結果を表4に示す。
実験例B1~B4のタッチパネルペン用筆記性部材を、市販の超高精細液晶表示装置(シャープ製のスマートフォン、商品名:SH-03G、画素密度480ppi)上に載置して、ギラツキの状態を目視で評価した。ギラツキが目視で視認できないレベルであるものを2点、ギラツキが僅かに観察されるが気にならないものを1点、ギラツキがひどく観察されるものを0点」として、20人が評価を行った。20人の平均点が1.8点以上のものをA、1.6点以上1.8点未満のものをB、1.0以上1.6点未満のものをC、1.0点未満のものをDとした。結果を表4に示す。
2.タッチパネルペン用筆記性部材の作製及び準備
[実験例B1]
基材としてポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み100μm、東洋紡社製、商品名A4300)を用い、該基材上に、下記処方の第一樹脂層塗布液B1を乾燥後の厚みが8μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、第一樹脂層を形成し、次いで、第一樹脂層上に、下記処方の第二樹脂層塗布液B2を乾燥後の厚みが3μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、第二樹脂層を形成し、タッチパネルペン用筆記性部材を得た。
[実験例B1]
基材としてポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み100μm、東洋紡社製、商品名A4300)を用い、該基材上に、下記処方の第一樹脂層塗布液B1を乾燥後の厚みが8μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、第一樹脂層を形成し、次いで、第一樹脂層上に、下記処方の第二樹脂層塗布液B2を乾燥後の厚みが3μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、第二樹脂層を形成し、タッチパネルペン用筆記性部材を得た。
<第一樹脂層塗布液B1>
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 60部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 40部
・光重合開始剤 4部
(BASF社製、商品名:イルガキュア184)
・溶剤1(メチルイソブチルケトン) 90部
・溶剤2(メチルエチルケトン) 10部
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 60部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 40部
・光重合開始剤 4部
(BASF社製、商品名:イルガキュア184)
・溶剤1(メチルイソブチルケトン) 90部
・溶剤2(メチルエチルケトン) 10部
<第二樹脂層塗布液B2>
・アクリルモノマー 100部
・有機粒子 20部
(球状ポリスチレン粒子、平均粒子径3.0μm)
・光重合開始剤 5部
(BASF社製、イルガキュア184)
・フッソ系レベリング剤 0.3部
(DIC社製、メガファック RS-75)
・溶剤1(トルエン) 90部
・溶剤2(メチルイソブチルケトン) 10部
・アクリルモノマー 100部
・有機粒子 20部
(球状ポリスチレン粒子、平均粒子径3.0μm)
・光重合開始剤 5部
(BASF社製、イルガキュア184)
・フッソ系レベリング剤 0.3部
(DIC社製、メガファック RS-75)
・溶剤1(トルエン) 90部
・溶剤2(メチルイソブチルケトン) 10部
[実験例B2]
基材として厚み100μmのPETフィルムを用い、該基材上に、下記処方の第一樹脂層塗布液B3を乾燥後の厚みが4μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、第一樹脂層を形成した。次いで、第一樹脂層上に、下記処方の第二樹脂層塗布液B4を乾燥後の厚みが200nmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、第二樹脂層を形成し、タッチパネルペン用筆記性部材を得た。なお、第一樹脂層を形成する段階では第一樹脂層の電離放射線硬化性樹脂組成物は半硬化の状態とし、その後、第二樹脂層を形成する段階で、第一樹脂層及び第二樹脂層の電離放射線硬化性樹脂組成物を完全硬化させた。
基材として厚み100μmのPETフィルムを用い、該基材上に、下記処方の第一樹脂層塗布液B3を乾燥後の厚みが4μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、第一樹脂層を形成した。次いで、第一樹脂層上に、下記処方の第二樹脂層塗布液B4を乾燥後の厚みが200nmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、第二樹脂層を形成し、タッチパネルペン用筆記性部材を得た。なお、第一樹脂層を形成する段階では第一樹脂層の電離放射線硬化性樹脂組成物は半硬化の状態とし、その後、第二樹脂層を形成する段階で、第一樹脂層及び第二樹脂層の電離放射線硬化性樹脂組成物を完全硬化させた。
<第一樹脂層塗布液B3>
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 60部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 40部
・有機粒子 2部
(球状ポリスチレン粒子、平均粒子径5.0μm)
・無機粒子 15部
(疎水化処理された不定形シリカ、平均粒子径4.0μm)
・光重合開始剤 3.5部
(BASF社製、イルガキュア184)
・フッソ系レベリング剤 0.1部
(DIC社製、メガファック RS-75)
・溶剤1(トルエン) 120部
・溶剤2(シクロヘキサノン) 50部
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 60部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 40部
・有機粒子 2部
(球状ポリスチレン粒子、平均粒子径5.0μm)
・無機粒子 15部
(疎水化処理された不定形シリカ、平均粒子径4.0μm)
・光重合開始剤 3.5部
(BASF社製、イルガキュア184)
・フッソ系レベリング剤 0.1部
(DIC社製、メガファック RS-75)
・溶剤1(トルエン) 120部
・溶剤2(シクロヘキサノン) 50部
<第二樹脂層塗布液B4>
・多官能アクリレート
(日本化薬社製、KAYARAD PET-30) 100部
・中空シリカ粒子 90部
(平均一次粒子径60nm)
・下記の防汚剤A 5部
・光重合開始剤 7部
(BASF社製、イルガキュア127)
・溶剤1(メチルイソブチルケトン) 7500部
・溶剤2 830部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
・多官能アクリレート
(日本化薬社製、KAYARAD PET-30) 100部
・中空シリカ粒子 90部
(平均一次粒子径60nm)
・下記の防汚剤A 5部
・光重合開始剤 7部
(BASF社製、イルガキュア127)
・溶剤1(メチルイソブチルケトン) 7500部
・溶剤2 830部
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)
[実験例B3]
基材として厚み40μmのトリアセチルセルロース樹脂フィルムを用い、該基材上に、下記処方の樹脂層塗布液B5を乾燥後の厚みが7μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、樹脂層を形成し、タッチパネルペン用筆記性部材を得た。
基材として厚み40μmのトリアセチルセルロース樹脂フィルムを用い、該基材上に、下記処方の樹脂層塗布液B5を乾燥後の厚みが7μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、樹脂層を形成し、タッチパネルペン用筆記性部材を得た。
<樹脂層塗布液B5>
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 100部
(日本化薬社製、KAYARAD-PET-30)
・有機粒子 11部
(球状ポリスチレン、平均粒子径3.5μm)
・フュームドシリカ 7部
(平均一次粒子径10nm)
・光重合開始剤 3部
(BASF社製、イルガキュア184)
・シリコーン系レベリング剤 0.125部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、TSF4460)
・溶剤1(トルエン) 65部
・溶剤2(アノン) 10部
・溶剤3(イソプロピルアルコール) 25部
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 100部
(日本化薬社製、KAYARAD-PET-30)
・有機粒子 11部
(球状ポリスチレン、平均粒子径3.5μm)
・フュームドシリカ 7部
(平均一次粒子径10nm)
・光重合開始剤 3部
(BASF社製、イルガキュア184)
・シリコーン系レベリング剤 0.125部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、TSF4460)
・溶剤1(トルエン) 65部
・溶剤2(アノン) 10部
・溶剤3(イソプロピルアルコール) 25部
[実験例B4]
実験例B4のタッチパネルペン用筆記性部材として、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に粒子(粒子径約7~13μm)を含有する樹脂層を有する市販のタッチパネルの表面フィルム(ソニー社製、商品名:Friction Sheet DPTA-OSF1)を準備した。
実験例B4のタッチパネルペン用筆記性部材として、ポリエチレンテレフタレートフィルム上に粒子(粒子径約7~13μm)を含有する樹脂層を有する市販のタッチパネルの表面フィルム(ソニー社製、商品名:Friction Sheet DPTA-OSF1)を準備した。
表3の結果から、条件B1-1及び条件B1-2を満たす筆記性部材は、筆記感を良好にできることが確認できる。このことは、条件B1-1及び条件B1-2を満たす筆記性部材を選択することは、高レベルの筆記感が得られる筆記性部材の選択につながることを示している。また、ペンB1~B3は全て種類が異なるものであることから、表3の結果は、いかなるタッチパネルペンを用いた場合であっても、条件B1-1及び条件B1-2を満たす筆記性部材を選択することは、高レベルの筆記感が得られる筆記性部材の選択につながることを示している。
また、表3の結果から、条件B1-1を満たす筆記性部材を選択することは、ペン先の摩耗を抑制できる傾向にあることが確認できる。さらに、表3及び表4の結果から、条件B1-1を満たし、かつ、筆記性部材の諸物性(λa等)が明細書中の好適な範囲である場合には、ペン先の摩耗の抑制に極めて優れることが確認できる。
また、表4の結果から、λa、粒子の面積比率、λa÷粒子密度及びヘイズが明細書中の好適な範囲である筆記性部材(実験例B1及びB2の筆記性部材)は、ギラツキの抑制に極めて優れることが確認できる。
また、表4の結果から、λa、粒子の面積比率、λa÷粒子密度及びヘイズが明細書中の好適な範囲である筆記性部材(実験例B1及びB2の筆記性部材)は、ギラツキの抑制に極めて優れることが確認できる。
B3.タッチパネルの作製
実験例B1~B4のタッチパネルペン用筆記性部材の基材側の面に、厚み20nmのITOの導電性膜をスパッタリング法で形成し、上部電極板とした。次いで、厚み1mmの強化ガラス板の一方の面に、厚み約20nmのITOの導電性膜をスパッタリング法で形成し、下部電極板とした。次いで、下部電極板の導電性膜を有する面に、スペーサー用塗布液として電離放射線硬化型樹脂(Dot Cure TR5903:太陽インキ社)をスクリーン印刷法によりドット状に印刷した後、高圧水銀灯で紫外線を照射して、直径50μm、高さ8μmのスペーサーを1mmの間隔で配列させた。
次いで、上部電極板と下部電極板とを、導電性膜どうしを対向するように配置させ、厚み30μm、幅3mmの両面接着テープで縁を接着し、実験例B1~B4の抵抗膜式タッチパネルを作製した。
実験例B1~B4の抵抗膜式タッチパネルに上記タッチパネルペンB1~B3で筆記したところ、各タッチパネルペンの筆記感の評価は、表3と同様であった。この結果は、タッチパネルと、タッチパネルペンとの組み合わせからなるタッチパネルシステムにおいて、条件B1-1及び条件B1-2を満たすタッチパネルシステムは、高レベルの筆記感を付与できることを示している。
実験例B1~B4のタッチパネルペン用筆記性部材の基材側の面に、厚み20nmのITOの導電性膜をスパッタリング法で形成し、上部電極板とした。次いで、厚み1mmの強化ガラス板の一方の面に、厚み約20nmのITOの導電性膜をスパッタリング法で形成し、下部電極板とした。次いで、下部電極板の導電性膜を有する面に、スペーサー用塗布液として電離放射線硬化型樹脂(Dot Cure TR5903:太陽インキ社)をスクリーン印刷法によりドット状に印刷した後、高圧水銀灯で紫外線を照射して、直径50μm、高さ8μmのスペーサーを1mmの間隔で配列させた。
次いで、上部電極板と下部電極板とを、導電性膜どうしを対向するように配置させ、厚み30μm、幅3mmの両面接着テープで縁を接着し、実験例B1~B4の抵抗膜式タッチパネルを作製した。
実験例B1~B4の抵抗膜式タッチパネルに上記タッチパネルペンB1~B3で筆記したところ、各タッチパネルペンの筆記感の評価は、表3と同様であった。この結果は、タッチパネルと、タッチパネルペンとの組み合わせからなるタッチパネルシステムにおいて、条件B1-1及び条件B1-2を満たすタッチパネルシステムは、高レベルの筆記感を付与できることを示している。
B4.表示装置の作製
実験例B1~B4のタッチパネルペン用筆記性部材と、市販の超高精細液晶表示装置(シャープ製のスマートフォン、商品名:SH-03G、画素密度480ppi)とを、透明粘着剤を介して貼り合わせ、実験例B1~B4の表示装置を作製した。なお、貼り合わせの際は、タッチパネルペン用筆記性部材の基材側の面が表示素子側を向くようにした。
実験例B1~B4の表示装置に上記タッチパネルペンB1~B3で筆記したところ、各タッチパネルペンの筆記感の評価は、表3と同様であった。
実験例B1~B4のタッチパネルペン用筆記性部材と、市販の超高精細液晶表示装置(シャープ製のスマートフォン、商品名:SH-03G、画素密度480ppi)とを、透明粘着剤を介して貼り合わせ、実験例B1~B4の表示装置を作製した。なお、貼り合わせの際は、タッチパネルペン用筆記性部材の基材側の面が表示素子側を向くようにした。
実験例B1~B4の表示装置に上記タッチパネルペンB1~B3で筆記したところ、各タッチパネルペンの筆記感の評価は、表3と同様であった。
B5.その他のタッチパネルペンと、その他の筆記性部材との組み合わせ
下記のタッチパネルペンB4と、下記の実験例B5の筆記性部材とを用いて、摩擦力を測定するとともに、筆記感を評価した。結果を表5に示す。
下記のタッチパネルペンB4と、下記の実験例B5の筆記性部材とを用いて、摩擦力を測定するとともに、筆記感を評価した。結果を表5に示す。
<タッチパネルペンB4>
・東芝社製の商品名「Dynabook Tab S68」に付属のタッチパネルペン
・先端領域の構成:ポリエステル系繊維(硬さを付与する領域(i))の集合体の中に空気孔(変形を促進する領域(ii))が混在した複合体
・領域(i)のヤング率:3.0GPa
・領域(i)と領域(ii)との体積比率が約95:5
・ペン先の直径:1.4mm
・ペン先の粗さの度合:σΔhn=0.009μm
・東芝社製の商品名「Dynabook Tab S68」に付属のタッチパネルペン
・先端領域の構成:ポリエステル系繊維(硬さを付与する領域(i))の集合体の中に空気孔(変形を促進する領域(ii))が混在した複合体
・領域(i)のヤング率:3.0GPa
・領域(i)と領域(ii)との体積比率が約95:5
・ペン先の直径:1.4mm
・ペン先の粗さの度合:σΔhn=0.009μm
[実験例B5]
基材として、厚み40μmのトリアセチルセルロース樹脂フィルムを用い、該基材上に、下記処方の樹脂層塗布液B6を乾燥後の厚みが3μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、樹脂層を形成し、タッチパネルペン用筆記シートを得た。
基材として、厚み40μmのトリアセチルセルロース樹脂フィルムを用い、該基材上に、下記処方の樹脂層塗布液B6を乾燥後の厚みが3μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、樹脂層を形成し、タッチパネルペン用筆記シートを得た。
<樹脂層塗布液B6>
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 93部
(日本化薬社製、KAYARAD-PET-30)
・無機微粒子 5部
(富士シリシア化学社製、ゲル法不定形シリカ)
(疎水処理、平均粒子径(レーザー回折散乱法)4.1μm)
・光重合開始剤 5部
(BASF社製、イルガキュア184)
・シリコーン系レベリング剤 0.001部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製 TSF4460)
・溶剤1(メチルイソブチルケトン) 30部
・溶剤2(メチルエチルケトン) 30部
・溶剤3(イソプロピルアルコール) 30部
・溶剤4(N-ブタノール) 30部
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 93部
(日本化薬社製、KAYARAD-PET-30)
・無機微粒子 5部
(富士シリシア化学社製、ゲル法不定形シリカ)
(疎水処理、平均粒子径(レーザー回折散乱法)4.1μm)
・光重合開始剤 5部
(BASF社製、イルガキュア184)
・シリコーン系レベリング剤 0.001部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製 TSF4460)
・溶剤1(メチルイソブチルケトン) 30部
・溶剤2(メチルエチルケトン) 30部
・溶剤3(イソプロピルアルコール) 30部
・溶剤4(N-ブタノール) 30部
表5の結果から、条件B1-1の上限値を超える場合、筆記感を良好にできないことが確認できる。なお、表5では、条件B1-2を満たすものの、「筆記感(手の疲れ)」の評価が悪くなっている。これは、表5の事例では、瞬間的に摩擦力が低い時間帯があるものの、元の筆記が重いためであると考えられる。
なお、実験例B5の筆記性部材の表面形状は、Rtが5.8μm、θaが3.8度、λaが36μm、粒子の面積比率が11.2%、粒子密度が0.46(個/100μm平方)、λa÷粒子密度が78個/100μm平方、ヘイズが23%、全光線透過率が90.5%であり、ギラツキの評価がCであった。
なお、実験例B5の筆記性部材の表面形状は、Rtが5.8μm、θaが3.8度、λaが36μm、粒子の面積比率が11.2%、粒子密度が0.46(個/100μm平方)、λa÷粒子密度が78個/100μm平方、ヘイズが23%、全光線透過率が90.5%であり、ギラツキの評価がCであった。
<実施形態Cの実施例>
C1.測定及び評価
実施例及び比較例のタッチパネルペン用筆記性部材について、以下の測定及び評価を行った。
C1.測定及び評価
実施例及び比較例のタッチパネルペン用筆記性部材について、以下の測定及び評価を行った。
C1-1.摩擦力
測定装置として新東科学社製の商品名「HEIDON-18L」を用い、図3に示すように、実施例及び比較例のタッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の表面に、下記のタッチパネルペンC1を60度の角度で接触させ、保持具で固定した。保持具上部の土台に100gの重りを乗せ、タッチパネルペンに垂直荷重100gfがかかるようにした。荷重をかけたまま、筆記性部材を固定した可動台を、可動台とタッチパネルペンとの成す角の鋭角方向側(図3の右側)に14mm/秒の速度で移動させた。片道40mmの長さを移動した際の該ペンにかかる可動台の移動方向(ペンの鋭角方向)の摩擦力を測定した。さらに、可動台の移動終了後、筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させたままで、タッチパネルペンにかかる垂直荷重を解除し、この状態においてタッチパネルペンにかかる可動台の移動方向(ペンの鋭角方向)の残留摩擦力Freを測定した。
サンプリング時間(測定間隔)は0.001秒とし、測定時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、相対湿度40~65%とした。なお、測定開始前に、各サンプルを23℃±5℃、相対湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置した。その他の解析条件等を以下に示す。
計測された結果を元に、上述した(A)~(E)の手順に従い、条件C1-1のM100-200、条件C1-2のM8-100、条件C1-3の動摩擦力の平均(Fk)、条件C1-4の残留摩擦力の平均(Fre)を算出した。パワースペクトル密度の積分値の算出(特に離散フーリエ変換の計算)にはフリーソフトウェア「R」(version3.3.3)を用いた。
なお、各実施例及び比較例のM100-200、M8-100、Fk、Freは、15個のサンプルを各1回ずつ測定した際の平均値とした。結果を表6に示す。
<装置設定>
・RANGE:100%FS
・FILTER:PASS
・POLARITY:OFF
・ロードセルのキャリブレーション(ゼロとスパン値の入力):アナログダイヤル設定
<解析条件等>
・計測ソフト名:Surface Track Version 3,00D
・Load:100gf
・Scale:100%
・Sample Rate:1ms
・Samples:4000
・Max Inst Load:1000gf
測定装置として新東科学社製の商品名「HEIDON-18L」を用い、図3に示すように、実施例及び比較例のタッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の表面に、下記のタッチパネルペンC1を60度の角度で接触させ、保持具で固定した。保持具上部の土台に100gの重りを乗せ、タッチパネルペンに垂直荷重100gfがかかるようにした。荷重をかけたまま、筆記性部材を固定した可動台を、可動台とタッチパネルペンとの成す角の鋭角方向側(図3の右側)に14mm/秒の速度で移動させた。片道40mmの長さを移動した際の該ペンにかかる可動台の移動方向(ペンの鋭角方向)の摩擦力を測定した。さらに、可動台の移動終了後、筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させたままで、タッチパネルペンにかかる垂直荷重を解除し、この状態においてタッチパネルペンにかかる可動台の移動方向(ペンの鋭角方向)の残留摩擦力Freを測定した。
サンプリング時間(測定間隔)は0.001秒とし、測定時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、相対湿度40~65%とした。なお、測定開始前に、各サンプルを23℃±5℃、相対湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置した。その他の解析条件等を以下に示す。
計測された結果を元に、上述した(A)~(E)の手順に従い、条件C1-1のM100-200、条件C1-2のM8-100、条件C1-3の動摩擦力の平均(Fk)、条件C1-4の残留摩擦力の平均(Fre)を算出した。パワースペクトル密度の積分値の算出(特に離散フーリエ変換の計算)にはフリーソフトウェア「R」(version3.3.3)を用いた。
なお、各実施例及び比較例のM100-200、M8-100、Fk、Freは、15個のサンプルを各1回ずつ測定した際の平均値とした。結果を表6に示す。
<装置設定>
・RANGE:100%FS
・FILTER:PASS
・POLARITY:OFF
・ロードセルのキャリブレーション(ゼロとスパン値の入力):アナログダイヤル設定
<解析条件等>
・計測ソフト名:Surface Track Version 3,00D
・Load:100gf
・Scale:100%
・Sample Rate:1ms
・Samples:4000
・Max Inst Load:1000gf
<タッチパネルペンC1>
・マイクロソフト社製の商品名「サーフェスプロ4」に付属のタッチパネルペン(ペン先:HB)
・ペン先の構成:ウレタン樹脂バインダーおよびポリエステル繊維との混合物と、空気孔とが混在した複合体
・ペン先の直径:1.2mm
・マイクロソフト社製の商品名「サーフェスプロ4」に付属のタッチパネルペン(ペン先:HB)
・ペン先の構成:ウレタン樹脂バインダーおよびポリエステル繊維との混合物と、空気孔とが混在した複合体
・ペン先の直径:1.2mm
C1-2.筆記試験
<(1)長時間筆記時の手の疲労感>
実施例及び比較例のタッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の面と反対側の面を、東レ社製の光学透明粘着シート(厚み100μm)を介してガラス板に貼り合わせたサンプルAを作製した。上記タッチパネルペンC1を用い、前記サンプルAの筆記性部材側の面に対して10分間休まずに筆記した。筆記の際は市販の日本語の小説を複写する作業を行った。
10分経過して筆記を終了した後、手に疲労感を感じないものを2点、どちらともいえないものを1点、手に疲労感を感じたものを0点として、20人(20歳台が5人、30歳台が5人、40歳台が5人、50歳台が5人)が評価を行った。20人の平均点が1.6点以上のものをA、1.2点以上1.6点未満のものをB、1.0点以上1.2点未満のものをC、1.0点未満のものをDとした。
疲労感及び後述の筆記感の評価時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、相対湿度40~65%とした。なお、評価開始前に、各サンプルを23℃±5℃、相対湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置した。
<(1)長時間筆記時の手の疲労感>
実施例及び比較例のタッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の面と反対側の面を、東レ社製の光学透明粘着シート(厚み100μm)を介してガラス板に貼り合わせたサンプルAを作製した。上記タッチパネルペンC1を用い、前記サンプルAの筆記性部材側の面に対して10分間休まずに筆記した。筆記の際は市販の日本語の小説を複写する作業を行った。
10分経過して筆記を終了した後、手に疲労感を感じないものを2点、どちらともいえないものを1点、手に疲労感を感じたものを0点として、20人(20歳台が5人、30歳台が5人、40歳台が5人、50歳台が5人)が評価を行った。20人の平均点が1.6点以上のものをA、1.2点以上1.6点未満のものをB、1.0点以上1.2点未満のものをC、1.0点未満のものをDとした。
疲労感及び後述の筆記感の評価時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、相対湿度40~65%とした。なお、評価開始前に、各サンプルを23℃±5℃、相対湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置した。
<(2)筆記感>
上記タッチパネルペンC1を用い、上記サンプルAの筆記性部材側の面に対して20秒間試し書きを行った。
筆記時の感触が良好なものを2点、どちらともいえないものを1点、筆記時の感触が好みではないものを0点として、20人(20歳台が5人、30歳台が5人、40歳台が5人、50歳台が5人)が評価を行った。20人の平均点が1.6点以上のものをA、1.2点以上1.6点未満のものをB、1.0点以上1.2点未満のものをC、1.0点未満のものをDとした。
上記タッチパネルペンC1を用い、上記サンプルAの筆記性部材側の面に対して20秒間試し書きを行った。
筆記時の感触が良好なものを2点、どちらともいえないものを1点、筆記時の感触が好みではないものを0点として、20人(20歳台が5人、30歳台が5人、40歳台が5人、50歳台が5人)が評価を行った。20人の平均点が1.6点以上のものをA、1.2点以上1.6点未満のものをB、1.0点以上1.2点未満のものをC、1.0点未満のものをDとした。
C1-3.ペン先の摩耗
測定装置として新東科学社製の商品名「HEIDON-14DR」を用い、図3に示すように、タッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の表面に、タッチパネルペンC1を60度の角度で接触させ、保持具で固定した。保持具上部の土台に200gの重りを乗せ、タッチパネルペンに垂直荷重200gfがかかるようにした。荷重をかけたまま、筆記性部材を固定した可動台を14mm/秒の速度で、片道40mmの長さを往復移動する動作を200回繰り返した。評価時の温度は23±5℃ 相対湿度は40~65%とした。
評価基準は、(i)初期の動摩擦力に対して測定中の動摩擦力の変化が40%以下であること、(ii)タッチパネルペンのペン先の摩耗が目視で容易に確認できないこと、として、(i)及び(ii)を満たすものを「A」、(i)及び(ii)の何れかを満たさないものを「B」、(i)及び(ii)の何れも満たさないものを「C」とした。結果を表6に示す。
測定装置として新東科学社製の商品名「HEIDON-14DR」を用い、図3に示すように、タッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の表面に、タッチパネルペンC1を60度の角度で接触させ、保持具で固定した。保持具上部の土台に200gの重りを乗せ、タッチパネルペンに垂直荷重200gfがかかるようにした。荷重をかけたまま、筆記性部材を固定した可動台を14mm/秒の速度で、片道40mmの長さを往復移動する動作を200回繰り返した。評価時の温度は23±5℃ 相対湿度は40~65%とした。
評価基準は、(i)初期の動摩擦力に対して測定中の動摩擦力の変化が40%以下であること、(ii)タッチパネルペンのペン先の摩耗が目視で容易に確認できないこと、として、(i)及び(ii)を満たすものを「A」、(i)及び(ii)の何れかを満たさないものを「B」、(i)及び(ii)の何れも満たさないものを「C」とした。結果を表6に示す。
C1-4.表面形状の測定
実施例及び比較例のタッチパネル用筆記性部材を10cm四方に切断した。切断箇所は、目視でゴミや傷などの異常点がない事を確認の上、ランダムな部位から選択した。切断した筆記性部材を東レ社製の光学透明粘着シート(屈折率:1.47、厚み100μm)を介して、縦10cm×横10cmの大きさの黒色板(クラレ社製、商品名:コモグラス 品番 :DFA502K、厚み2.0mm)を貼り合わせたサンプルBをそれぞれ15個準備した。
表面粗さ測定器(型番:SE-3400/小坂研究所株式会社製)を用いて、計測ステージにサンプルBが固定かつ密着した状態となるようにセットしたのち、実施形態Aの実施例の表面形状の測定と同じ測定条件により、下記の測定項目について、サンプルBのタッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の表面形状を測定した。そして、15個のサンプルBの平均値を、各実施例及び比較例のRa、Rt及びθaとした。測定時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、相対湿度40~65%とした。また、測定開始前に、各サンプルを23℃±5℃、相対湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置した。結果を表6に示す。
<測定項目>
・カットオフ値0.8mmのJIS B0601:1994の算術平均粗さRa
・カットオフ値0.8mmのJISB0601:1994に基づき算出された粗さ曲線の、評価長さにおける山高さ(平均線から山頂(粗さ曲線の山における最も高い標高点)までの高さ)の最大値と、谷深さ(平均線から谷底(粗さ曲線の谷における最も低い標高点)までの深さ)の最大値との和(最大断面高さRt)
・カットオフ値0.8mmの平均傾斜角θa
実施例及び比較例のタッチパネル用筆記性部材を10cm四方に切断した。切断箇所は、目視でゴミや傷などの異常点がない事を確認の上、ランダムな部位から選択した。切断した筆記性部材を東レ社製の光学透明粘着シート(屈折率:1.47、厚み100μm)を介して、縦10cm×横10cmの大きさの黒色板(クラレ社製、商品名:コモグラス 品番 :DFA502K、厚み2.0mm)を貼り合わせたサンプルBをそれぞれ15個準備した。
表面粗さ測定器(型番:SE-3400/小坂研究所株式会社製)を用いて、計測ステージにサンプルBが固定かつ密着した状態となるようにセットしたのち、実施形態Aの実施例の表面形状の測定と同じ測定条件により、下記の測定項目について、サンプルBのタッチパネルペン用筆記性部材の樹脂層側の表面形状を測定した。そして、15個のサンプルBの平均値を、各実施例及び比較例のRa、Rt及びθaとした。測定時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、相対湿度40~65%とした。また、測定開始前に、各サンプルを23℃±5℃、相対湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置した。結果を表6に示す。
<測定項目>
・カットオフ値0.8mmのJIS B0601:1994の算術平均粗さRa
・カットオフ値0.8mmのJISB0601:1994に基づき算出された粗さ曲線の、評価長さにおける山高さ(平均線から山頂(粗さ曲線の山における最も高い標高点)までの高さ)の最大値と、谷深さ(平均線から谷底(粗さ曲線の谷における最も低い標高点)までの深さ)の最大値との和(最大断面高さRt)
・カットオフ値0.8mmの平均傾斜角θa
C1-5.ヘイズ、全光線透過率
実施例及び比較例のタッチパネル用筆記性部材を10cm四方に切断したサンプルを15個作製した。ヘイズメーター(HM-150、村上色彩技術研究所製)を用いて、ヘイズ(JIS K-7136:2000)、及び全光線透過率(JIS K7361-1:1997)を測定した。そして、15個のサンプルの平均値を、各実施例及び比較例のヘイズ及び全光線透過率とした。測定時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、相対湿度40~65%とした。また、測定開始前に、各サンプルを23℃±5℃、相対湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置した。光入射面は基材側とした。結果を表6に示す。
実施例及び比較例のタッチパネル用筆記性部材を10cm四方に切断したサンプルを15個作製した。ヘイズメーター(HM-150、村上色彩技術研究所製)を用いて、ヘイズ(JIS K-7136:2000)、及び全光線透過率(JIS K7361-1:1997)を測定した。そして、15個のサンプルの平均値を、各実施例及び比較例のヘイズ及び全光線透過率とした。測定時の雰囲気は、温度は23℃±5℃、相対湿度40~65%とした。また、測定開始前に、各サンプルを23℃±5℃、相対湿度40~65%の雰囲気に10分以上放置した。光入射面は基材側とした。結果を表6に示す。
C1-6.ギラツキ
実施例及び比較例のタッチパネルペン用筆記性部材を、市販の超高精細液晶表示装置(シャープ製のスマートフォン、商品名:SH-03G、画素密度480ppi)上に載置して、ギラツキの状態を目視で評価した。ギラツキが目視で視認できないレベルであるものを2点、ギラツキが僅かに観察されるが気にならないものを1点、ギラツキがひどく観察されるものを0点」として、20人が評価を行った。20人の平均点が1.8点以上のものをA、1.6点以上1.8点未満のものをB、1.0以上1.6点未満のものをC、1.0点未満のものをDとした。結果を表6に示す。
実施例及び比較例のタッチパネルペン用筆記性部材を、市販の超高精細液晶表示装置(シャープ製のスマートフォン、商品名:SH-03G、画素密度480ppi)上に載置して、ギラツキの状態を目視で評価した。ギラツキが目視で視認できないレベルであるものを2点、ギラツキが僅かに観察されるが気にならないものを1点、ギラツキがひどく観察されるものを0点」として、20人が評価を行った。20人の平均点が1.8点以上のものをA、1.6点以上1.8点未満のものをB、1.0以上1.6点未満のものをC、1.0点未満のものをDとした。結果を表6に示す。
C2.タッチパネルペン用筆記性部材の作製
[実施例C1]
基材としてポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み100μm、東洋紡社製、商品名A4300)を用い、該基材上に、下記処方の樹脂層塗布液C1を乾燥後の厚みが8μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、樹脂層を形成し、実施例C1のタッチパネルペン用筆記性部材を得た。
<樹脂層塗布液C1>
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 60部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 40部
・有機粒子 2部
(球状ポリスチレン粒子、平均粒子径5.0μm)
・無機粒子 15部
(ゲル法不定形シリカ、疎水化処理、平均粒子径4.0μm)
・光重合開始剤 3.5部
(BASF社製、イルガキュア184)
・シリコーン系レベリング剤 0.1部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、TSF4460)
・溶剤1(トルエン) 120部
・溶剤2(シクロヘキサノン) 50部
[実施例C1]
基材としてポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み100μm、東洋紡社製、商品名A4300)を用い、該基材上に、下記処方の樹脂層塗布液C1を乾燥後の厚みが8μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、樹脂層を形成し、実施例C1のタッチパネルペン用筆記性部材を得た。
<樹脂層塗布液C1>
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 60部
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 40部
・有機粒子 2部
(球状ポリスチレン粒子、平均粒子径5.0μm)
・無機粒子 15部
(ゲル法不定形シリカ、疎水化処理、平均粒子径4.0μm)
・光重合開始剤 3.5部
(BASF社製、イルガキュア184)
・シリコーン系レベリング剤 0.1部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、TSF4460)
・溶剤1(トルエン) 120部
・溶剤2(シクロヘキサノン) 50部
[実施例C2]
基材としてポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み100μm、東洋紡社製、商品名A4300)を用い、該基材上に、下記処方の樹脂層塗布液C2を乾燥後の厚みが5μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、樹脂層を形成し、実施例C2のタッチパネルペン用筆記性部材を得た。
<樹脂層塗布液C2>
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 38部
・イソシアヌル酸EO変性トリアクリレート 22部
・光重合開始剤 4部
(BASF社製、イルガキュア184)
・シリコーン系レベリング剤 0.1部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、TSF4460)
・透光性粒子 10部
(球状ポリアクリル-スチレン共重合体(平均粒径5μm、屈折率1.525)
・フュームドシリカ 5部)
(平均一次粒子径12nm)
・溶剤1(トルエン) 80部
・溶剤2(シクロヘキサノン) 20部
基材としてポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み100μm、東洋紡社製、商品名A4300)を用い、該基材上に、下記処方の樹脂層塗布液C2を乾燥後の厚みが5μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、樹脂層を形成し、実施例C2のタッチパネルペン用筆記性部材を得た。
<樹脂層塗布液C2>
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 38部
・イソシアヌル酸EO変性トリアクリレート 22部
・光重合開始剤 4部
(BASF社製、イルガキュア184)
・シリコーン系レベリング剤 0.1部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、TSF4460)
・透光性粒子 10部
(球状ポリアクリル-スチレン共重合体(平均粒径5μm、屈折率1.525)
・フュームドシリカ 5部)
(平均一次粒子径12nm)
・溶剤1(トルエン) 80部
・溶剤2(シクロヘキサノン) 20部
[比較例C1]
基材としてポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み100μm、東洋紡社製、商品名A4300)を用い、該基材上に、下記処方の樹脂層塗布液C3を乾燥後の厚みが10μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、樹脂層を形成し、比較例C1のタッチパネルペン用筆記性部材を得た。
<樹脂層塗布液C3>
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 100部
・セルロース誘導体(酢酸プロピオン酸セルロース) 1部
・有機粒子 3部
(球状アクリル粒子、平均粒子径25μm)
・無機粒子 14部
(ゲル法不定形シリカ、疎水化処理、平均粒子径4.0μm)
・光重合開始剤 5部
(BASF社製、イルガキュア184)
・シリコーン系レベリング剤 0.1部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、TSF4460)
・溶剤1(トルエン) 170部
・溶剤2(メチルイソブチルケトン) 45部
基材としてポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み100μm、東洋紡社製、商品名A4300)を用い、該基材上に、下記処方の樹脂層塗布液C3を乾燥後の厚みが10μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、樹脂層を形成し、比較例C1のタッチパネルペン用筆記性部材を得た。
<樹脂層塗布液C3>
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 100部
・セルロース誘導体(酢酸プロピオン酸セルロース) 1部
・有機粒子 3部
(球状アクリル粒子、平均粒子径25μm)
・無機粒子 14部
(ゲル法不定形シリカ、疎水化処理、平均粒子径4.0μm)
・光重合開始剤 5部
(BASF社製、イルガキュア184)
・シリコーン系レベリング剤 0.1部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、TSF4460)
・溶剤1(トルエン) 170部
・溶剤2(メチルイソブチルケトン) 45部
[比較例C2]
基材としてポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み100μm、東洋紡社製、商品名A4300)を用い、該基材上に、下記処方の樹脂層塗布液C4を乾燥後の厚みが5μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、樹脂層を形成し、比較例C2のタッチパネルペン用筆記性部材を得た。
<樹脂層塗布液C4>
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 90部
・アクリル樹脂 10部
(PMMA;平均分子量75,000)
・有機粒子 30部
(球状アクリル、平均粒子径14.0μm)
・光重合開始剤 3部
(BASF社製、イルガキュア184)
・シリコーン系レベリング剤 0.2部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、TSF4460)
・溶剤1(トルエン) 173部
・溶剤2(シクロヘキサノン) 24部
基材としてポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み100μm、東洋紡社製、商品名A4300)を用い、該基材上に、下記処方の樹脂層塗布液C4を乾燥後の厚みが5μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、樹脂層を形成し、比較例C2のタッチパネルペン用筆記性部材を得た。
<樹脂層塗布液C4>
・ペンタエリスリトールトリアクリレート 90部
・アクリル樹脂 10部
(PMMA;平均分子量75,000)
・有機粒子 30部
(球状アクリル、平均粒子径14.0μm)
・光重合開始剤 3部
(BASF社製、イルガキュア184)
・シリコーン系レベリング剤 0.2部
(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製、TSF4460)
・溶剤1(トルエン) 173部
・溶剤2(シクロヘキサノン) 24部
[比較例C3]
基材としてポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み100μm、東洋紡社製、商品名A4300)を用い、該基材上に、下記処方の樹脂層塗布液C5を乾燥後の厚みが20μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、樹脂層を形成し、比較例C3のタッチパネルペン用筆記性部材を得た。
<樹脂層塗布液C5>
・ポリエステルアクリレート 50部
・ウレタンアクリレート 110部
・光重合開始剤 5部
(BASF社製、イルガキュア184)
・フッ素シリコーン共重合系レベリング剤 0.2部
(信越化学工業社製、X-71-1203M)
・溶剤1(メチルエチルケトン) 50部
・溶剤2(メチルイソブチルケトン) 150部
基材としてポリエチレンテレフタレートフィルム(厚み100μm、東洋紡社製、商品名A4300)を用い、該基材上に、下記処方の樹脂層塗布液C5を乾燥後の厚みが20μmとなるように塗布、乾燥、紫外線照射して、樹脂層を形成し、比較例C3のタッチパネルペン用筆記性部材を得た。
<樹脂層塗布液C5>
・ポリエステルアクリレート 50部
・ウレタンアクリレート 110部
・光重合開始剤 5部
(BASF社製、イルガキュア184)
・フッ素シリコーン共重合系レベリング剤 0.2部
(信越化学工業社製、X-71-1203M)
・溶剤1(メチルエチルケトン) 50部
・溶剤2(メチルイソブチルケトン) 150部
表6に示すように、条件C1-1を満たす実施例の筆記性部材は、疲労感の評価がA以上となっている。このことは、条件C1-1を満たす筆記性部材を選択することは、長時間の筆記でも手に疲労感を受けにくい筆記性部材の選択につながることを示している。
また、表6の結果から、筆記性部材の諸物性(θa/Ra等)が明細書中の好適な範囲である場合には、ペン先の摩耗の抑制に極めて優れることが確認できる。さらに、表6の結果から、θa/Ra及びヘイズが明細書中の好適な範囲である実施例の筆記性部材は、ギラツキの抑制に優れることが確認できる。
また、表6の結果から、筆記性部材の諸物性(θa/Ra等)が明細書中の好適な範囲である場合には、ペン先の摩耗の抑制に極めて優れることが確認できる。さらに、表6の結果から、θa/Ra及びヘイズが明細書中の好適な範囲である実施例の筆記性部材は、ギラツキの抑制に優れることが確認できる。
C3.タッチパネルの作製
実施例及び比較例のタッチパネルペン用筆記性部材の基材側の面に、厚み20nmのITOの導電性膜をスパッタリング法で形成し、上部電極板とした。次いで、厚み1mmの強化ガラス板の一方の面に、厚み約20nmのITOの導電性膜をスパッタリング法で形成し、下部電極板とした。次いで、下部電極板の導電性膜を有する面に、スペーサー用塗布液として電離放射線硬化型樹脂(Dot Cure TR5903:太陽インキ社)をスクリーン印刷法によりドット状に印刷した後、高圧水銀灯で紫外線を照射して、直径50μm、高さ8μmのスペーサーを1mmの間隔で配列させた。
次いで、上部電極板と下部電極板とを、導電性膜どうしを対向するように配置させ、厚み30μm、幅3mmの両面接着テープで縁を接着し、実施例C1~C2及び比較例C1~C3の抵抗膜式タッチパネルを作製した。
実施例C1~C2及び比較例C1~C3の抵抗膜式タッチパネルに上記タッチパネルペンC1で筆記したところ、筆記性に関する評価(疲労感、筆記感)は、表6の評価と同様であった。この結果は、タッチパネルと、タッチパネルペンとの組み合わせからなるタッチパネルシステムにおいて、条件C1-1を満たすタッチパネルシステムは、長時間筆記した際に手に疲労感を受けにくくできることを示している。
実施例及び比較例のタッチパネルペン用筆記性部材の基材側の面に、厚み20nmのITOの導電性膜をスパッタリング法で形成し、上部電極板とした。次いで、厚み1mmの強化ガラス板の一方の面に、厚み約20nmのITOの導電性膜をスパッタリング法で形成し、下部電極板とした。次いで、下部電極板の導電性膜を有する面に、スペーサー用塗布液として電離放射線硬化型樹脂(Dot Cure TR5903:太陽インキ社)をスクリーン印刷法によりドット状に印刷した後、高圧水銀灯で紫外線を照射して、直径50μm、高さ8μmのスペーサーを1mmの間隔で配列させた。
次いで、上部電極板と下部電極板とを、導電性膜どうしを対向するように配置させ、厚み30μm、幅3mmの両面接着テープで縁を接着し、実施例C1~C2及び比較例C1~C3の抵抗膜式タッチパネルを作製した。
実施例C1~C2及び比較例C1~C3の抵抗膜式タッチパネルに上記タッチパネルペンC1で筆記したところ、筆記性に関する評価(疲労感、筆記感)は、表6の評価と同様であった。この結果は、タッチパネルと、タッチパネルペンとの組み合わせからなるタッチパネルシステムにおいて、条件C1-1を満たすタッチパネルシステムは、長時間筆記した際に手に疲労感を受けにくくできることを示している。
C4.表示装置の作製
実施例C1~C2及び比較例C1~C3のタッチパネルペン用筆記性部材と、市販の超高精細液晶表示装置(シャープ製のスマートフォン、商品名:SH-03G、画素密度480ppi)とを、透明粘着剤を介して貼り合わせ、実施例C1~C2及び比較例C1~C3の表示装置を作製した。なお、貼り合わせの際は、タッチパネルペン用筆記性部材の基材側の面が表示素子側を向くようにした。
実施例C1~C2及び比較例C1~C3の表示装置に上記タッチパネルペンC1で筆記したところ、各タッチパネルペンの筆記性に関する評価(疲労感、筆記感)は、表6の評価と同様であった。
実施例C1~C2及び比較例C1~C3のタッチパネルペン用筆記性部材と、市販の超高精細液晶表示装置(シャープ製のスマートフォン、商品名:SH-03G、画素密度480ppi)とを、透明粘着剤を介して貼り合わせ、実施例C1~C2及び比較例C1~C3の表示装置を作製した。なお、貼り合わせの際は、タッチパネルペン用筆記性部材の基材側の面が表示素子側を向くようにした。
実施例C1~C2及び比較例C1~C3の表示装置に上記タッチパネルペンC1で筆記したところ、各タッチパネルペンの筆記性に関する評価(疲労感、筆記感)は、表6の評価と同様であった。
1:基材
2:樹脂層
10:タッチパネルペン用筆記性部材
20:透明基板
30:導電膜
40:スペーサー
50:X軸電極
60:Y軸電極
70:絶縁体層
82:可動台
83:重り
84:保持具
85:土台
100:タッチパネル
200:タッチパネルペン
2:樹脂層
10:タッチパネルペン用筆記性部材
20:透明基板
30:導電膜
40:スペーサー
50:X軸電極
60:Y軸電極
70:絶縁体層
82:可動台
83:重り
84:保持具
85:土台
100:タッチパネル
200:タッチパネルペン
Claims (20)
- 下記条件A1-1を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別する、タッチパネルペン用筆記性部材の選別方法。
<条件A1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力の平均を算出する。
さらに、前記タッチパネルペン用筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了した後に、前記タッチパネルペンにかかる垂直荷重100gfを保持し、前記タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対して前記タッチパネルペンを60度の角度で接触させたままの状態とする。この状態において、前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の残留摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの残留摩擦力の平均を算出する。
前記動摩擦力の平均と前記残留摩擦力の平均とが「0.45<残留摩擦力の平均/動摩擦力の平均」の関係を示す。 - さらに、下記条件A1-2を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別する、請求項1に記載のタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法。
<条件A1-2>
前記残留摩擦力の平均が1.0gf以上25.0gf以下。 - さらに、下記条件A1-3を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別する、請求項1又は2に記載のタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法。
<条件A1-3>
前記動摩擦力の平均が1.0gf以上32.0gf以下。 - 表面にタッチパネルペン用筆記性部材を有するタッチパネルと、タッチパネルペンとからなるタッチパネルシステムであって、下記条件A1-1を満たすタッチパネルシステム。
<条件A1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力の平均を算出する。
さらに、前記タッチパネルペン用筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了した後に、前記タッチパネルペンにかかる垂直荷重100gfを保持し、前記タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対して前記タッチパネルペンを60度の角度で接触させたままの状態とする。この状態において、前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の残留摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの残留摩擦力の平均を算出する。
前記動摩擦力の平均と前記残留摩擦力の平均とが「0.45<残留摩擦力の平均/動摩擦力の平均」の関係を示す。 - 下記条件A1-1を満たす表面を有するタッチパネルペン用筆記性部材。
<条件A1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力の平均を算出する。
さらに、前記タッチパネルペン用筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了した後に、前記タッチパネルペンにかかる垂直荷重100gfを保持し、前記タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対して前記タッチパネルペンを60度の角度で接触させたままの状態とする。この状態において、前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の残留摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの残留摩擦力の平均を算出する。
前記動摩擦力の平均と前記残留摩擦力の平均とが「0.45<残留摩擦力の平均/動摩擦力の平均」の関係を示す。 - 表面に筆記性部材を有するタッチパネルであって、前記筆記性部材として、請求項5に記載のタッチパネルペン用筆記性部材の前記条件A1-1を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くように配置してなるタッチパネル。
- 表示素子上にタッチパネルを有する表示装置であって、前記タッチパネルが請求項6に記載のタッチパネルである、タッチパネル付きの表示装置。
- 下記条件B1-1及び条件B1-2を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別する、タッチパネルペン用筆記性部材の選別方法。
<条件B1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力を算出する。前記動摩擦力の標準偏差を算出した際に、前記標準偏差が2.0gf以上15.0gf以下。
<条件B1-2>
動摩擦力の全測定時間において、動摩擦力が3.0gf以下である時間割合が15%以上90%以下。 - 表面にタッチパネルペン用筆記性部材を有するタッチパネルと、タッチパネルペンとからなるタッチパネルシステムであって、下記条件B1-1及び条件B1-2を満たすタッチパネルシステム。
<条件B1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力を算出する。前記動摩擦力の標準偏差を算出した際に、前記標準偏差が2.0gf以上15.0gf以下。
<条件B1-2>
動摩擦力の全測定時間において、動摩擦力が3.0gf以下である時間割合が15%以上90%以下。 - 下記条件B1-1及び条件B1-2を満たす表面を有するタッチパネルペン用筆記性部材。
<条件B1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの動摩擦力を算出する。前記動摩擦力の標準偏差を算出した際に、前記標準偏差が2.0gf以上15.0gf以下。
<条件B1-2>
動摩擦力の全測定時間において、動摩擦力が3.0gf以下である時間割合が15%以上90%以下。 - 表面に筆記性部材を有するタッチパネルであって、前記筆記性部材として、請求項10に記載のタッチパネルペン用筆記性部材の前記条件B1-1及び条件B1-2を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くように配置してなるタッチパネル。
- 表示素子上にタッチパネルを有する表示装置であって、前記タッチパネルが請求項11に記載のタッチパネルである、タッチパネル付きの表示装置。
- 下記条件C1-1を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別する、タッチパネルペン用筆記性部材の選別方法。
<条件C1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力f[gf]を1m秒間隔で測定する。
前記タッチパネルペン用筆記性部材の移動が開始した後の1001m秒~2000m秒を125m秒ごとの8区間に分割する。前記動摩擦力を、区間ごとに、窓関数をハニング窓として離散フーリエ変換して、周波数ごとのパワースペクトル密度[(gf)2/Hz]を算出する。
区間ごとに100Hz超200Hz以下のパワースペクトル密度の積分値を算出し、8区間の前記積分値の平均値M100-200を算出した際に、前記M100-200が0.030[(gf)2]超0.400[(gf)2]以下を示す。 - さらに、下記条件C1-2を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別する、請求項13に記載のタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法。
<条件C1-2>
前記条件C1-1において算出した周波数ごとのパワースペクトル密度を用いて、区間ごとに8Hz超100Hz以下のパワースペクトル密度の積分値を算出する。8区間の前記積分値の平均値M8-100を算出した際に、前記M8-100が0.100[(gf)2]以上0.230[(gf)2]以下を示す。 - さらに、下記条件C1-3を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別する、請求項13又は14に記載のタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法。
<条件C1-3>
1m秒ごとの動摩擦力の平均が15.0gf以上45.0gf以下。 - さらに、下記条件C1-4を満たすものをタッチパネルペン用筆記性部材として選別する、請求項13~15の何れか1項に記載のタッチパネルペン用筆記性部材の選別方法。
<条件C1-4>
前記条件C1-1において、タッチパネルペン用筆記性部材の片道40mmの長さの移動が完了した後に、前記タッチパネルペンにかかる垂直荷重100gfを保持し、前記タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対して前記タッチパネルペンを60度の角度で接触させたままの状態とする。この状態において、前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の残留摩擦力を0.001秒間隔で測定し、0.001秒ごとの残留摩擦力の平均を算出した際に、前記残留摩擦力の平均が10.0gf以上45.0gf以下を示す。 - 表面にタッチパネルペン用筆記性部材を有するタッチパネルと、タッチパネルペンとからなるタッチパネルシステムであって、下記条件C1-1を満たすタッチパネルシステム。
<条件C1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力f[gf]を1m秒間隔で測定する。
前記タッチパネルペン用筆記性部材の移動が開始した後の1001m秒~2000m秒を125m秒ごとの8区間に分割する。前記動摩擦力を、区間ごとに、窓関数をハニング窓として離散フーリエ変換して、周波数ごとのパワースペクトル密度[(gf)2/Hz]を算出する。
区間ごとに100Hz超200Hz以下のパワースペクトル密度の積分値を算出し、8区間の前記積分値の平均値M100-200を算出した際に、前記M100-200が0.030[(gf)2]超0.400[(gf)2]以下を示す。 - 下記条件C1-1を満たす表面を有するタッチパネルペン用筆記性部材。
<条件C1-1>
タッチパネルペン用筆記性部材の表面に対してタッチパネルペンを60度の角度で接触させた状態で固定し、前記タッチパネルペンに垂直荷重100gfをかけながら、前記タッチパネルペン用筆記性部材を14mm/秒の速度で片道40mmの長さを移動させた際の前記タッチパネルペンにかかる前記移動方向の動摩擦力f[gf]を1m秒間隔で測定する。
前記タッチパネルペン用筆記性部材の移動が開始した後の1001m秒~2000m秒を125m秒ごとの8区間に分割する。前記動摩擦力を、区間ごとに、窓関数をハニング窓として離散フーリエ変換して、周波数ごとのパワースペクトル密度[(gf)2/Hz]を算出する。
区間ごとに100Hz超200Hz以下のパワースペクトル密度の積分値を算出し、8区間の前記積分値の平均値M100-200を算出した際に、前記M100-200が0.030[(gf)2]超0.400[(gf)2]以下を示す。 - 表面に筆記性部材を有するタッチパネルであって、前記筆記性部材として、請求項18に記載のタッチパネルペン用筆記性部材の前記条件C1-1を満たす側の面がタッチパネルの表面を向くように配置してなるタッチパネル。
- 表示素子上にタッチパネルを有する表示装置であって、前記タッチパネルが請求項19に記載のタッチパネルである、タッチパネル付きの表示装置。
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