触控面板笔用书写片、触控面板、显示装置和触控面板笔用书写片的筛选方法
文献发布时间:2023-06-19 11:08:20
本申请是分案申请,其母案申请的申请日为2016年12月5日,国际申请号为PCT/JP2016/086069,进入中国国家阶段的申请号为201680071021.X,发明名称为触控面板笔用书写片、触控面板、触控面板系统、显示装置和触控面板笔用书写片的筛选方法。
技术领域
本发明涉及触控面板笔用书写片、触控面板、触控面板系统、显示装置和触控面板笔用书写片的筛选方法。
背景技术
近年来,触控面板被搭载于许多便携式信息终端,其流通量正在增加。在触控面板的表面,出于各种目的有时会粘贴表面保护片。
以往作为主流的电阻膜式触控面板由于要进行用手指或笔反复打点的操作,因而要求表面保护片具有高度的耐擦伤性。
另一方面,对于目前作为主流的静电电容式触控面板的表面保护片要求用手指操作时的滑动性。这是因为,以往的电阻膜式无法同时检测多个部位,因此手指不会在画面上移动,但静电电容式触控面板能够同时检测多个部位,手指在画面上移动的操作多。
另外,在电阻膜式和静电电容式中共通的是,对于触控面板用的表面保护片要求用手指操作时防止指纹附着或者容易擦掉所附着的指纹的性能。
作为上述那样的触控面板用的表面保护片,例如提出了专利文献1~2。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-114939号公报
专利文献2:日本特开2014-109712号公报
发明内容
发明要解决的课题
静电电容式触控面板由于计测静电电容的变化来识别所接触的部位,因而需要接触物具有一定的导电性。因此,在静电电容式触控面板出现的当初,仅研究了利用手指的操作性,并未研究利用触控面板笔描绘文字或图案等的书写性。在电阻膜式触控面板中,使用触控面板笔时的操作的主流是打点,描绘文字或图案时的书写性并未得到重视。
但是近年来,开始提出能够对静电电容式触控面板或电磁感应型触控面板进行输入的触控面板笔,与利用触控面板笔的文字输入或绘画对应的应用程序逐渐增加,因而,对于触控面板用的表面保护片要求利用触控面板笔的良好书写感。
但是,以往提出的专利文献1~2的触控面板用的表面保护片并未对利用触控面板笔的书写感进行任何研究。进而近年来,逐渐要求如用铅笔在纸上书写那样的高水平的书写感。
本发明的课题在于,提供一种能够使书写感保持良好的触控面板笔用书写片、触控面板、触控面板系统、显示装置和触控面板笔用书写片的筛选方法。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题,本发明提供以下的[1]~[9]的触控面板笔用书写片、触控面板、触控面板系统、显示装置和触控面板笔用书写片的筛选方法。
[1]一种触控面板笔用书写片,其为下述的触控面板笔(A)用途的书写片,其具有以下表面:JIS B0601:2001的粗糙度曲线的最大峰高Rp和粗糙度曲线的最大谷深Rv满足下述条件(A1)~(A2),并且,由平均倾斜角θa和JIS B0601:2001的算术平均粗糙度Ra基于下述式(i)计算出的平均波长λa满足下述条件(A3)。
2.0μm≤Rp≤8.0μm (A1)
0.8μm≤Rv≤6.0μm (A2)
45μm≤λa≤300μm (A3)
λa=2π×(Ra/tan(θa)) (i)
<触控面板笔(A)>
该触控面板笔在前端区域的至少一部分具有角部,并且,施加垂直负荷100gf时的该前端区域的体积变化率为1.0%以下。
[2]一种触控面板,其为表面具有片的触控面板,作为该片,按照上述[1]所述的触控面板笔用书写片的满足上述条件(A1)~(A3)的一侧的面朝向触控面板的表面的方式进行配置。
[3]一种显示装置,其为具有触控面板的显示装置,该触控面板为上述[2]所述的触控面板。
[4]一种触控面板笔用书写片的筛选方法,其中,筛选出以下的片作为上述的触控面板笔(A)用途的书写片,该片具有以下表面:JIS B0601:2001的粗糙度曲线的最大峰高Rp和粗糙度曲线的最大谷深Rv满足上述条件(A1)~(A2),并且,由平均倾斜角θa和JISB0601:2001的算术平均粗糙度Ra基于上述式(i)计算出的平均波长λa满足上述条件(A3)。
[5]一种触控面板笔用书写片的筛选方法,其中,筛选出满足下述条件(B1)和条件(B2)的片作为触控面板笔用书写片。
<条件(B1)>
将触控面板笔在相对于触控面板笔用书写片的表面以60度的角度接触的状态下进行固定,一边对上述触控面板笔施加垂直负荷100gf,一边使上述触控面板笔用书写片以14mm/秒的速度沿着单程移动40mm的长度,以0.001秒的间隔测定此时对上述触控面板笔施加的上述移动方向的摩擦力,计算出动摩擦力F
<条件(B2)>
在条件(B1)中,完成上述触控面板笔用书写片的单程40mm的长度的移动后,保持对上述触控面板笔施加的垂直负荷100gf,使上述触控面板笔维持相对于上述触控面板笔用书写片的表面以60度的角度接触的状态。在该状态下,将对上述触控面板笔施加的上述移动方向的摩擦力设为残留摩擦力F
[6]一种触控面板系统,其为由表面具有触控面板笔用书写片的触控面板和触控面板笔构成的触控面板系统,其满足上述条件(B1)和条件(B2)。
[7]一种触控面板笔用书写片,其具有满足上述条件(B1)和条件(B2)的表面。
[8]一种触控面板,其为表面具有片的触控面板,作为上述片,按照上述[7]所述的触控面板笔用书写片的满足上述条件(B1)和条件(B2)的一侧的面朝向触控面板的表面的方式进行配置。
[9]一种带触控面板的显示装置,其为在显示元件上具有触控面板的显示装置,上述触控面板为上述[8]所述的触控面板。
发明的效果
本发明的触控面板笔用书写片、触控面板、触控面板系统和显示装置能够使书写感保持良好。另外,本发明的触控面板笔用书写片的筛选方法即便不利用触控面板笔进行书写试验,也能够筛选出书写感良好的书写片,能够高效地进行书写片的产品设计、品质管理。
附图说明
图1是示出本发明的触控面板笔用书写片的一个实施方式的截面图。
图2是示出本发明的触控面板笔用书写片的其他实施方式的截面图。
图3是示出用铅笔在纸上书写时的各时间的摩擦系数的变化的一例的图。
图4是对平均倾斜角θa的计算方法进行说明的图。
图5是示出触控面板笔(A)的前端区域的实施方式的截面图。
图6是对触控面板笔的直径D的计算方法进行说明的图。
图7是对摩擦系数的测定方法进行说明的示意图。
图8是示出本发明的触控面板笔用书写片的一个实施方式的截面图。
图9是示出本发明的触控面板笔用书写片的其他实施方式的截面图。
图10是示出用铅笔在纸上书写时的每20m秒的摩擦力的变化的一例的图。
图11是示出用铅笔在纸上书写时的每1m秒的摩擦力的变化的一例的图。
图12是示出本发明的触控面板的一个实施方式的截面图。
图13是示出本发明的触控面板的其他实施方式的截面图。
具体实施方式
<实施方式A>
[触控面板笔用书写片]
实施方式A的触控面板笔用书写片为下述的触控面板笔(A)用途的书写片,其具有以下表面:JIS B0601:2001的粗糙度曲线的最大峰高Rp和粗糙度曲线的最大谷深Rv满足下述条件(A1)~(A2),并且,由平均倾斜角θa和JIS B0601:2001的算术平均粗糙度Ra基于下述式(i)计算出的平均波长λa满足下述条件(A3)。
2.0μm≤Rp≤8.0μm (A1)
0.8μm≤Rv≤6.0μm (A2)
45μm≤λa≤300μm (A3)
λa=2π×(Ra/tan(θa)) (i)
<触控面板笔(A)>
该触控面板笔在前端区域的至少一部分具有角部,并且,施加垂直负荷100gf时的该前端区域的体积变化率为1.0%以下。
图1是示出实施方式A的触控面板笔用书写片10的一个实施方式的截面图。图1的触控面板笔用书写片10在塑料膜1的一个面具有树脂层2。图2的触控面板笔用书写片10为树脂层2的单层结构。
实施方式A的触控面板笔用书写片可以一个表面满足条件(A1)~(A3),也可以两个表面满足条件(A1)~(A3)。
实施方式A的触控面板笔用书写片可以为单页状的形态,也可以为将长条片卷绕成卷状而成的卷状形态。
以下有时将触控面板笔用书写片称为“书写片”。另外,以下有时将满足条件(A1)~(A3)的表面称为“书写面”。另外,以下有时将如用铅笔在纸上书写那样的高水平的书写感称为“类似铅笔的书写感”。
实施方式A的触控面板笔用书写片通过至少一个表面满足上述条件(A1)~(A3),能够利用触控面板笔(A)得到类似铅笔的书写感。以下,对触控面板笔(A)、条件(A1)~(A3)的设计的技术思想进行说明。
为了得到类似铅笔的书写感,可以考虑使书写片的表面形状接近纸张。但是,纸表面的凹凸程度剧烈,因此在使书写片的表面形状接近纸张的表面形状时,书写片显著白化,位于书写片下方的文字等信息变得难以识别,难以有效地发挥出作为触控面板用书写片的功能。因此,书写片的表面形状不能过度地凹凸。
另外,可以认为触控面板笔的前端区域越过书写片的表面凹凸时产生的阻力(动摩擦系数)会大幅影响书写感。在动摩擦系数低的情况下,形成打滑那样的触感,无法得到类似铅笔的书写感。即,为了得到类似铅笔的书写感,可以认为规定水平的动摩擦系数很重要。
另外,即便具有规定的动摩擦系数,但在动摩擦系数没有变化的情况下,人会感受到打滑那样的感觉。图3示出用铅笔在纸上书写时的各时间(每20ms)的摩擦系数的一例。图3的纵轴表示摩擦系数,横轴表示时间(ms)。由于测定初期的值不稳定,因此捕捉400ms以后的摩擦系数作为动摩擦系数。由图3可知,用铅笔在纸上书写时,动摩擦系数随时间大幅变化。因此,为了得到类似铅笔的书写感,可以认为动摩擦系数的变化也很重要。需要说明的是,图3的摩擦系数的测定条件为负荷50gf、书写速度50mm/s。
本发明人等深入研究了用于即便不使书写片的表面形状过度凹凸也能得到类似铅笔的书写感的构成。其结果着眼于下述方面:用于得到类似铅笔的书写感的构成不是书写片单独实现的,而是通过触控面板笔与书写片的组合实现的。
通用的触控面板笔为了防止损伤书写片而将笔的前端区域制成光滑的形状,或者使用柔软且容易变形的原材料来作为构成笔前端区域的原材料。本发明人等对笔的前端区域的形状和原材料进行了深入研究,结果发现:与通用的触控面板笔具有相反的技术思想、即“前端区域具有角部而不光滑、且前端区域难以变形的触控面板笔”对类似铅笔的书写感是有效的。
与前端区域不具有角部而光滑的笔相比,前端区域具有角部的笔由于笔的前端区域容易刮划书写片的表面凹凸,因此能够增加动摩擦系数。另外,即便是前端区域具有角部的笔,若含有柔软且容易变形的原材料作为构成前端区域的原材料,则笔的前端区域因笔压而变形,难以刮划书写片的表面凹凸,因此动摩擦系数不增加。即,前端区域具有角部且前端区域难以变形的触控面板笔能够增加动摩擦系数。并且,在使用该触控面板笔的情况下,即使不使书写片的表面形状过度凹凸,也能实现用于得到类似铅笔的书写感的条件、即“增加动摩擦系数”。
另外,本发明人等进一步研究的结果发现,通过使书写片具有满足条件(A1)~(A3)的表面,可以在得到适当的动摩擦系数的同时,得到动摩擦系数的变化。
条件(A1)
条件(A1)要求JIS B0601:2001的粗糙度曲线的最大峰高Rp满足2.0μm≤Rp≤8.0μm。
Rp小于2.0μm时,无法赋予在越过表面凹凸的峰部时产生的动摩擦系数,无法得到类似铅笔的书写感。Rp超过8.0μm时,凹凸变得过度,难以识别位于书写片下方的文字等信息。
条件(A1)优选满足2.5μm≤Rp≤7.0μm、更优选满足4.0μm≤Rp≤6.0μm。
需要说明的是,条件(A1)和后述条件(A2)~(A5)的截止值均为0.8mm。
另外,条件(A1)~(A5)的参数是对20个样品分别各测定1次时的平均值。另外,后述的雾度也是对20个样品分别各测定1次时的平均值。
条件(A2)
条件(A2)要求JIS B0601:2001的粗糙度曲线的最大谷深Rv满足0.8μm≤Rv≤6.0μm。
Rv小于0.8μm时,无法赋予在表面凹凸的谷部向上爬时产生的动摩擦系数,无法得到类似铅笔的书写感。Rv超过6.0μm时,凹凸变得过度,难以识别位于书写片下方的文字等信息。
条件(A2)优选满足1.0μm≤Rv≤5.0μm、更优选满足2.5μm≤Rp≤4.0μm。
条件(A3)
条件(A3)要求由平均倾斜角θa和JIS B0601:2001的算术平均粗糙度Ra基于下述式(i)计算出的平均波长λa满足45μm≤λa≤300μm。
λa=2π×(Ra/tan(θa)) (i)
λa小于45μm意味着凹凸的平均波长变短。因此,若λa小于45μm,则触控面板笔的前端始终与书写片表面的凸部顶点接触,书写片的表面凹凸的影响减少,动摩擦系数减小。另外,λa超过300μm意味着凹凸的平均波长变长。该情况下,触控面板笔的前端进入凸部之间,但由于凸部的间隔过宽,因此与凸部的接触频率减少,动摩擦系数减小。
条件(A3)优选满足100μm≤λa≤275μm、更优选满足200μm≤λa≤250μm。
平均倾斜角θa是小坂研究所制造的表面粗糙度测定器(商品名:SE-3400)的使用说明书(1995.07.20修订)中定义的值,如图4所示,可以由基准长度L中存在的凸部高度之和(h
另外,θa可以由下述式(A)算出。
[数学式1]
[式(A)中,“L”表示基准长度,“dy/dx”表示粗糙度曲线的各单位区间的斜率。]
需要说明的是,“基准长度”是指“截止值”。即,截止值为0.8mm的情况下,基准长度为0.8mm。另外,单位测定区间是指截止值除以采样数而得到的长度的区间。采样数为1500。
<触控面板笔(A)>
实施方式A的书写片通过用作前端区域的至少一部分具有角部、且施加垂直负荷100gf时的该前端区域的体积变化率为1.0%以下的触控面板笔(触控面板笔(A))用途的书写片,能够使书写感保持良好。
如上所述,通用的触控面板笔为了防止损伤书写片而将笔的前端区域制成光滑的形状,或者使用柔软且容易变形的原材料来作为构成笔前端区域的原材料。实施方式A的书写片以不同于通用的触控面板笔的“前端区域具有角部(前端区域不是光滑的形状)、且前端区域难以变形的触控面板笔”为对象。
触控面板笔(A)由于前端区域具有角部,因此笔的前端区域容易刮划书写片的表面凹凸,能够增加用于得到类似铅笔的书写感的重要要素、即动摩擦系数。此外,触控面板笔(A)由于施加垂直负荷100gf时的该前端区域的体积变化率为1.0%以下,因此难以因笔压而使笔的前端区域变形,前端区域的角部得到维持,因而能够增加用于得到类似铅笔的书写感的重要要素、即动摩擦系数。
需要说明的是,在使用笔的前端区域不具有角部的触控面板笔、或者施加垂直负荷100gf时的前端区域的体积变化率超过1.0%的触控面板笔的情况下,即便是满足上述条件(A1)~(A3)的片,也无法得到类似铅笔的书写感。
前端区域是指从触控面板笔的笔尖起1.5mm以内的范围。
需要说明的是,实施方式A中的“前端区域具有角部”是指,由以下的(i)~(iv)导出的θmax为15度以上。
(i)在包含触控面板笔的前端区域(从笔尖起1.5mm以内的范围)的范围内拍摄照片。
(ii)由上述照片计算出前端区域的外周的长度L。
(iii)将上述外周分割成长度L的1/300,制作301个点(n1~n301)。
(iv)在上述301个点分别画出上述外周的切线,将相邻的点处的切线彼此所成的角设为θ,将θ的最大值设为θmax。
需要说明的是,图5的(a)~(d)是示出触控面板笔(A)的前端区域的实施方式的截面图。图5中的虚线表示任意点处的切线。
角部优选形成于触控面板笔(A)的全方位。
θmax优选为15度以上且75度以下、更优选为20度以上且60度以下。
触控面板笔(A)的施加垂直负荷100gf时的前端区域的体积变化率为1.0%以下。触控面板笔的体积变化率例如可以如下算出。
首先,拍摄施加负荷前的照片,由照片计算出不施加负荷的状态下的前端区域的面积。接着,将触控面板笔垂直地设置于厚度3mm以上的玻璃板,拍摄对触控面板笔施加100gf的垂直负荷时的照片,由照片计算出施加负荷的状态的前端区域的面积。将所得到的面积代入下述式(ii),可以将得到的值视为体积变化率。照片优选从垂直于笔轴的方向一侧进行拍摄。
(施加负荷后的前端区域的面积/施加负荷前的前端区域的面积)×100 (ii)
触控面板笔(A)的施加垂直负荷100gf时的前端区域的体积变化率优选为0.1%以下。
为了使施加垂直负荷100gf时的前端区域的体积变化率为1.0%以下,构成触控面板笔(A)的前端区域的原材料优选以硬的原材料为主要成分。具体而言,构成触控面板笔(A)的前端区域的原材料优选以杨氏模量E超过1.0GPa的原材料为主要成分。另外,成为该主要成分的原材料的杨氏模量更优选为1.5GPa以上、进一步优选为1.8GPa以上。需要说明的是,从抑制书写片表面的损伤的观点出发,该原材料的杨氏模量优选为10.0GPa以下。主要成分是指相对于构成前端区域的全部原材料的固体成分为50质量%以上,优选为70质量%以上、更优选为90质量%以上。
作为杨氏模量E为1.0GPa以下的原材料,可以举出丙烯腈、氨基甲酸酯等。作为杨氏模量E超过1.0GPa的原材料,可以举出ABS树脂、聚缩醛、三聚氰胺树脂、尼龙、聚酯树脂等。
杨氏模量E的测定时的气氛为温度23℃±5℃、湿度50%±10%。另外,在杨氏模量E的测定开始前,将测定样品在23℃±5℃、湿度50%±10%的气氛中放置10分钟以上。
触控面板笔(A)的笔尖的直径D优选为0.3mm~6.0mm、更优选为0.4mm~2.0mm。
笔尖的直径D以从垂直于笔轴的方向一侧对触控面板笔所拍摄的照片为基准来算出。图6用虚线示出从垂直于笔轴的方向一侧对触控面板笔进行拍摄时的触控面板笔的外形。如图6的(a)所示,对于该照片,重合通过该照片的顶点且不从该照片超出的圆时,将达到最大的圆的直径作为笔尖的直径D。但是,如图6的(b)所示,若该照片具有斜面且该斜面相对于笔轴的角度为40度~90度,则也可以超出该斜面地使该圆重合。
<书写片的其他适宜条件>
实施方式A的书写片优选上述表面的JIS B0601:2001的算术平均粗糙度Ra满足下述条件(A4)。
0.3μm≤Ra≤2.5μm (A4)
通过使Ra为0.3μm以上,容易赋予适度的动摩擦系数,能够使类似铅笔的书写感更良好。通过使Ra为2.5μm以下,能够抑制因凹凸变得过度而导致的位于书写片下方的文字等信息难以识别。
条件(A4)更优选满足0.7μm≤Ra≤2.2μm、进一步优选满足1.5μm≤Ra≤1.8μm。
实施方式A的书写片优选上述表面的JIS B0610:2001的滚动圆最大高度起伏W
4.0μm≤W
通过使W
条件(A5)优选满足5.0μm≤W
W
实施方式A的书写片的JIS K7136:2000的雾度优选为15%~75%、更优选为20%~50%。
通过使雾度为15%以上,能够使防眩性良好,并且能够使书写片的外观接近纸张。通过使雾度为60%以下,能够抑制位于书写片下方的文字等信息难以识别。
在测定雾度时,从书写片的书写面的相反侧的表面入射光。书写片的两面满足上述条件(A1)~(A3)时,光入射面为哪个面均可。
实施方式A的书写片的满足上述条件(A1)~(A3)的一侧的面的JIS K5600-5-4:1999的铅笔硬度优选为H~9H、更优选为3H~6H。
触控面板笔(A)由于在前端区域具有角部且前端区域难以变形,因此,与通用的触控面板笔相比容易损伤书写片。通过使书写片的铅笔硬度为H以上,能够抑制用触控面板笔(A)书写时造成书写片表面的损伤。另外,通过使书写片的铅笔硬度为9H以下,能够使书写片的操作性良好,而且笔尖的寿命也延长。
此外,对于实施方式A的书写片来说,将触控面板笔(A)在相对于书写面以60度的角度接触的状态下进行固定,一边对触控面板笔(A)施加垂直负荷50gf,一边以14mm/秒的速度沿着单程扫描40mm的长度,将此时对触控面板笔(A)施加的扫描方向的动摩擦系数设为μk、将静摩擦系数设为μs时,μk和μs优选为以下的范围。
μk优选为0.08~0.30、更优选为0.12~0.25。μs优选为0.20~0.80、更优选为0.25~0.60。
动摩擦系数μk是指全部测定时间的动摩擦系数的平均值。静摩擦系数是指,从摩擦力0起随着测定时间的经过而达到动摩擦系数以上的最初的摩擦力的峰。摩擦系数的测定间隔优选为0.02秒。
需要说明的是,将触控面板笔(A)在相对于书写面以60度以外的角度(例如30度~75度这一范围的任意角度)接触的状态下进行固定时,μk和μs也优选为上述范围。另外,使扫描速度为14mm/秒以外的速度(例如0.1mm/秒~100mm/秒这一范围的任意速度)时,μk和μs也优选为上述范围。
图7是说明μk和μs的测定方法的示意图。
图7中,触控面板笔81在接触书写片10的状态下被保持工具84所固定。另外,在保持工具84的上部附带有用于放置砝码83的基座85。在基座85上放置有砝码83,利用该砝码对触控面板笔施加了垂直负荷。书写片10被固定于可移动台82上。
在测定摩擦系数时,在触控面板笔被如上所述固定的状态下,将可移动台82沿着可移动台与触控面板笔所成的角的钝角方向侧(图7的左侧)以规定的速度进行扫描。
作为能够进行图7所示测定的装置,可以举出新东科学公司制造的商品名HEIDON-14DR。
<书写片整体的构成>
实施方式A的触控面板笔用书写片只要至少一个表面满足条件(A1)~(A3)即可,其构成没有特别限定。
例如,作为实施方式A的触控面板笔用书写片10的构成,如图1和图2那样,可以举出具有树脂层2、且该树脂层2的一个表面满足条件(A1)~(A3)的构成。
需要说明的是,虽未图示,但也可以具有树脂层或塑料膜以外的其他层,且该其他层的表面满足条件(A1)~(A3)。作为其他层,可以举出抗静电层、防污层等。另外,虽未图示,但树脂层也可以由2层以上构成。
满足条件(A1)~(A3)的表面(书写面)可以通过(a)压花、喷砂、蚀刻等物理处理或化学处理;(b)利用模具的成型;(c)涂布等来形成。在这些方法中,从表面形状的再现性的观点出发,(b)利用模具的成型是合适的,从生产率和应对多品种的观点出发,(c)涂布是合适的。
关于利用模具的成型,制作包含与满足条件(A1)~(A3)的形状互补的形状的模具,将形成树脂层的材料浇注到该模具中,然后从模具中取出,由此可以形成。此处,作为该材料,使用构成树脂层的材料,将该材料浇注到模具中,然后使塑料膜重合,若能将树脂层连同塑料膜一起从模具中取出,则可以得到在塑料膜上具有树脂层、且该树脂层的表面满足条件(A1)~(A3)的触控面板笔用书写片。另外,通过不使用塑料膜而将树脂层直接从模具中取出,或者使用塑料膜并在将树脂层从模具中取出后再剥离塑料膜,可以得到由树脂层单层形成、且该树脂层的表面满足条件(A1)~(A3)的触控面板笔用书写片。
作为浇注到模具中的材料,使用固化性树脂组合物(热固化性树脂组合物或电离辐射固化性树脂组合物)的情况下,优选在从模具中取出之前将固化性树脂组合物固化。
关于基于涂布的树脂层形成,可以将含有树脂成分、粒子和溶剂的树脂层形成涂布液利用凹版涂布、棒涂等公知的涂布方法涂布到塑料膜上并干燥、固化而形成。
为了使通过涂布而形成的树脂层的表面形状满足上述条件(A1)~(A3),优选使粒子的平均粒径、粒子的含量和树脂层的膜厚为后述范围,并且利用溶剂和干燥条件对粒子的凝集进行控制。
树脂层的膜厚优选为1.5μm~10μm、更优选为2μm~6μm。树脂层的膜厚例如可以从使用透射型电子显微镜(TEM)或扫描透射型电子显微镜(STEM)拍摄的截面的图像测定20处的厚度,并由20处的值的平均值算出。优选TEM或STEM的加速电压为10kV~30kV、倍率为5万倍~30万倍。
树脂层的粒子可以使用有机粒子和无机粒子中的任一种。作为有机粒子,可以举出由聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸-苯乙烯共聚物、三聚氰胺树脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、苯并胍胺-三聚氰胺-甲醛缩合物、硅酮、氟系树脂和聚酯系树脂等形成的粒子。作为无机粒子,可以举出由二氧化硅、氧化铝、锑、氧化锆和二氧化钛等形成的粒子。
相对于树脂成分100质量份,树脂层中的粒子(微米级的粒子)的含量优选为5质量份~40质量份、更优选为10质量份~25质量份、进一步优选为12质量份~22质量份。
树脂层中的粒子的平均粒径优选为2.0μm~13.0μm、更优选为4.0μm~7.0μm、进一步优选为8.0μm~10.0μm。
粒子的平均粒径可以通过下述(1)~(3)的操作算出。
(1)用光学显微镜对书写片拍摄透射观察图像。倍率优选为500倍~2000倍。
(2)从观察图像抽出任意10个粒子,计算出各粒子的粒径。关于粒径,用平行的任意两条直线夹持粒子的截面时,作为该两条直线间距离达到最大的两条直线的组合中的直线间距离而进行测定。
(3)在同一样品的其他画面的观察图像中进行5次同样的操作,将由总计50个粒径的数平均得到的值作为树脂层中的粒子的平均粒径。
从容易使书写片的表面形状为上述范围的观点出发,粒子的平均粒径优选大于树脂层的膜厚。具体而言,[粒子的平均粒径]-[树脂层的膜厚]优选为2.0μm~7.8μm、更优选为4.0μm~7.5μm、进一步优选为5.0μm~7.0μm。
树脂层的树脂成分优选包含热固化性树脂组合物或电离辐射固化性树脂组合物的固化物,从进一步改善机械强度的观点出发,更优选包含电离辐射固化性树脂组合物的固化物,其中进一步优选包含紫外线固化性树脂组合物的固化物。
热固化性树脂组合物为至少包含热固化性树脂的组合物,是通过加热而固化的树脂组合物。
作为热固化性树脂,可以举出丙烯酸类树脂、氨基甲酸酯树脂、酚醛树脂、脲三聚氰胺树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、硅酮树脂等。在热固化性树脂组合物中,根据需要在这些固化性树脂中添加固化剂。
电离辐射固化性树脂组合物是包含具有电离辐射固化性官能团的化合物(以下也称为“电离辐射固化性化合物”)的组合物。作为电离辐射固化性官能团,可以举出(甲基)丙烯酰基、乙烯基、烯丙基等烯属不饱和键基团、以及环氧基、氧杂环丁基等。作为电离辐射固化性化合物,优选具有烯属不饱和键基团的化合物,更优选具有2个以上烯属不饱和键基团的化合物,其中进一步优选具有2个以上烯属不饱和键基团的多官能性(甲基)丙烯酸酯系化合物。作为多官能性(甲基)丙烯酸酯系化合物,可以使用单体和低聚物中的任一种。
需要说明的是,电离辐射是指电磁波或带电粒子束中具有能够使分子发生聚合或交联的能量量子的辐射,通常使用紫外线(UV)或电子射线(EB),除此之外,也可以使用X射线、γ射线等电磁波;α射线、离子射线等带电粒子束。
在多官能性(甲基)丙烯酸酯系化合物中,作为2官能(甲基)丙烯酸酯系单体,可以举出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A四乙氧基二丙烯酸酯、双酚A四丙氧基二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯等。
作为3官能以上的(甲基)丙烯酸酯系单体,例如,可以举出三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸改性三(甲基)丙烯酸酯等。
另外,上述(甲基)丙烯酸酯系单体可以将分子骨架的一部分进行改性,也可以使用通过环氧乙烷、环氧丙烷、己内酯、异氰脲酸、烷基、环状烷基、芳香族、双酚等进行改性后的物质。
另外,作为多官能性(甲基)丙烯酸酯系低聚物,可以举出氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯等丙烯酸酯系聚合物等。
氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯例如通过多元醇和有机二异氰酸酯与羟基(甲基)丙烯酸酯的反应而得到。
另外,优选的环氧(甲基)丙烯酸酯为:使3官能以上的芳香族环氧树脂、脂环族环氧树脂、脂肪族环氧树脂等与(甲基)丙烯酸反应而得到的(甲基)丙烯酸酯;使2官能以上的芳香族环氧树脂、脂环族环氧树脂、脂肪族环氧树脂等与多元酸和(甲基)丙烯酸反应而得到的(甲基)丙烯酸酯;以及使2官能以上的芳香族环氧树脂、脂环族环氧树脂、脂肪族环氧树脂等与酚类和(甲基)丙烯酸反应而得到的(甲基)丙烯酸酯。
上述电离辐射固化性化合物可以单独使用一种,或者将两种以上组合使用。
在电离辐射固化性化合物为紫外线固化性化合物的情况下,电离辐射固化性组合物优选包含光聚合引发剂或光聚合促进剂等添加剂。
作为光聚合引发剂,可以举出选自苯乙酮、二苯甲酮、α-羟基烷基苯酮、米蚩酮、苯偶姻、苄基二甲基缩酮、苯甲酰基苯甲酸酯、α-酰基肟酯、噻吨酮类等中的1种以上。
这些光聚合引发剂的熔点优选为100℃以上。通过使光聚合引发剂的熔点为100℃以上,在书写片的制造过程或触控面板的透明导电膜的形成过程中,残留的光聚合引发剂发生升华,能够防止制造装置或透明导电膜的污染。
另外,光聚合促进剂能够减轻因固化时的空气导致的聚合阻碍并提高固化速度,例如可以举出选自对二甲基氨基苯甲酸异戊酯、对二甲基氨基苯甲酸乙酯等中的1种以上。
在树脂层形成涂布液中,通常为了调节粘度或者能够使各成分溶解或分散而使用溶剂。根据溶剂的种类,将树脂层形成涂布液进行涂布、干燥过程后的树脂层的表面状态不同,因此,优选考虑溶剂的饱和蒸气压、溶剂对透明基材的渗透性等来选择溶剂。具体而言,溶剂例如可例示出酮类(丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等)、醚类(二噁烷、四氢呋喃等)、脂肪族烃类(己烷等)、脂环式烃类(环己烷等)、芳香族烃类(甲苯、二甲苯等)、卤代烃类(二氯甲烷、二氯乙烷等)、酯类(乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等)、醇类(丁醇、环己醇等)、溶纤剂类(甲基溶纤剂、乙基溶纤剂等)、溶纤剂乙酸酯类、亚砜类(二甲基亚砜等)、酰胺类(二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等)等,也可以为这些的混合物。
在溶剂的干燥缓慢的情况下,粒子容易在树脂层的内部发生凝集。因此,为了满足上述(A1)~(A3)的条件,溶剂的选择极其重要。
溶剂优选根据粒子的平均粒径进行选择。在平均粒径超过10μm的大粒子的情况下,为了防止粒子的凝集,优选包含全部溶剂中的50质量%以上的蒸发速度为180以上的溶剂,更优选包含60质量%以上,进一步优选包含80质量%以上。
另一方面,在平均粒径为10μm以下的小粒子的情况下,为了以某种程度使粒子凝集,优选包含全部溶剂中的50质量%以上的蒸发速度小于180的溶剂,更优选包含60质量%以上,进一步优选包含70质量%~95质量%。
作为相对蒸发速度为180以上的溶剂,可以举出甲苯(200)、甲基乙基酮(370)。作为相对蒸发速度小于180的溶剂,可以举出甲基异丁基酮(160)、环己酮(32)、异丙醇(94)、正丁醇(47)。括号内的数值为各溶剂的相对蒸发速度。
需要说明的是,除了上述的溶剂选择以外,进一步对干燥条件(温度、干燥风的风速)进行控制,能够进一步控制粒子的凝集状态。
另外,从容易使书写片的表面形状为上述范围的观点出发,优选使树脂层形成涂布液中含有流平剂。流平剂可以举出氟系流平剂、硅酮系流平剂、氟硅酮共聚物系流平剂等,优选硅酮系流平剂、氟硅酮共聚物系流平剂。
作为流平剂的添加量,相对于树脂层形成涂布液的全部固体成分,优选为0.01重量%~0.5重量%、更优选为0.01重量%~0.3重量%。
塑料膜可以由聚酯、三乙酰纤维素(TAC)、二醋酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚砜、聚砜、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇缩醛、聚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨酯和非晶质烯烃(Cyclo-Olefin-Polymer:COP,环烯烃类聚合物)等树脂形成。
在这些塑料膜中,从机械强度、尺寸稳定性的观点出发,优选经拉伸加工、特别是双轴拉伸加工的聚酯(聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯)。
塑料膜的厚度优选为5μm~200μm、更优选为10μm~150μm。
[触控面板]
实施方式A的触控面板为表面具有片的触控面板,作为该片,按照实施方式A的触控面板笔用书写片的满足条件(A1)~(A3)的一侧的面朝向触控面板的表面的方式进行配置。
作为触控面板,可以举出电阻膜式触控面板、静电电容式触控面板、内嵌式触控面板、电磁感应式触控面板、光学式触控面板和超声波式触控面板等。这些之中,优选光学特性优异的电磁感应式触控面板、光学式触控面板和超声波式触控面板。
[显示装置]
实施方式A的显示装置为具有触控面板的显示装置,该触控面板为实施方式A的触控面板。
作为构成显示装置的显示元件,可以举出液晶显示元件、EL显示元件、等离子体显示元件、电子纸元件、内嵌式触控面板液晶显示元件等。显示元件为液晶显示元件、EL显示元件、等离子体显示元件、电子纸元件的情况下,将实施方式A的触控面板载置于这些显示元件上。
实施方式A的显示装置能够得到类似铅笔的书写感而不使表面过度粗糙,因而能够抑制显示元件的分辨率大幅受损。特别是,在显示元件为电子纸元件的显示装置中,上述效果得到显著发挥。
[触控面板笔用书写片的筛选方法]
实施方式A的触控面板笔用书写片的筛选方法中,筛选出以下的片作为下述的触控面板笔(A)用途的书写片,该片具有以下表面:JIS B0601:2001的粗糙度曲线的最大峰高Rp和粗糙度曲线的最大谷深Rv满足下述条件(A1)~(A2),并且,由平均倾斜角θa和JISB0601:2001的算术平均粗糙度Ra基于下述式(i)计算出的平均波长λa满足下述条件(A3)。
2.0μm≤Rp≤8.0μm (A1)
0.8μm≤Rv≤6.0μm (A2)
45μm≤λa≤300μm (A3)
λa=2π×(Ra/tan(θa)) (i)
<触控面板笔(A)>
该触控面板笔在前端区域的至少一部分具有角部,并且,施加垂直负荷100gf时的该前端区域的体积变化为1.0%以下。
在实施方式A的触控面板笔用书写片的筛选方法中,即便不利用触控面板笔(A)进行书写试验,也能够筛选出可得到类似铅笔的书写感的书写片,能够高效地进行书写片的产品设计、品质管理。
筛选触控面板笔用书写片的判定条件以上述(A1)~(A3)为必要条件。条件(A1)~(A3)的判定条件优选为上述实施方式A的书写片的适合数值范围。例如,条件(A1)的判定条件优选满足2.5μm≤Rp≤7.0μm、更优选满足4.0μm≤Rp≤6.0μm。
在实施方式A的触控面板笔用书写片的筛选方法中,从使书写感更良好的观点等出发,更优选以下述列举的条件(A4)~(A6)中的一个以上作为判定条件,进一步优选以(A4)~(A6)全部作为判定条件。
0.3μm≤Ra≤2.5μm (A4)
4.0μm≤W
雾度为15%~75% (A6)
条件(A4)~(A6)的判定条件优选为上述实施方式A的书写片的适合数值范围。
<实施方式B>
[触控面板笔用书写片的筛选方法]
实施方式B的触控面板笔用书写片的筛选方法中,筛选出满足下述条件(B1)和条件(B2)的片作为触控面板笔用书写片。
<条件(B1)>
将触控面板笔在相对于触控面板笔用书写片的表面以60度的角度接触的状态下进行固定,一边对上述触控面板笔施加垂直负荷100gf,一边使上述触控面板笔用书写片以14mm/秒的速度沿着单程移动40mm的长度,以0.001秒的间隔测定此时对上述触控面板笔施加的上述移动方向的摩擦力,计算出动摩擦力F
<条件(B2)>
在条件(B1)中,完成上述触控面板笔用书写片的单程40mm的长度的移动后,保持对上述触控面板笔施加的垂直负荷100gf,使上述触控面板笔维持相对于上述触控面板笔用书写片的表面以60度的角度接触的状态。在该状态下,将对上述触控面板笔施加的上述移动方向的摩擦力设为残留摩擦力F
需要说明的是,60度是指将与触控面板笔用书写片的片表面平行的方向设为0度,相对于片表面倾斜60度。
图8和图9是示出实施方式B的触控面板笔用书写片10的一个实施方式的截面图。图8和图9的触控面板笔用书写片10在基材1的一个面具有树脂层2。
实施方式B的触控面板笔用书写片可以一个表面满足条件(B1)和条件(B2),也可以两个表面满足条件(B1)和条件(B2)。
实施方式A的触控面板笔用书写片可以为单页状的形态,也可以为将长条片卷绕成卷状而成的卷状形态。
以下,有时将触控面板笔用书写片称为“书写片”,将满足条件(B1)和条件(B2)的表面称为“书写面”。
<书写面>
实施方式B的触控面板笔用书写片的筛选方法中,筛选出具有满足上述条件(B1)和条件(B2)的表面的片作为触控面板笔用书写片。以下,对条件(B1)和条件(B2)的设计的技术思想进行说明。
首先,对条件(B1)的设计的技术思想进行说明。
条件(B1)是关于动摩擦力的参数。在动摩擦力小的情况下,书写时成为打滑那样的触感,无法得到高水平的书写感。即,为了得到高水平的书写感,可以认为规定水平的动摩擦力很重要。
本发明人等对书写感和动摩擦力的关系进行了进一步的研究,结果发现:即便具有规定水平的动摩擦力,在动摩擦力不随时间变化的情况下,人也会感受到打滑那样的感觉。并且,本发明人等进一步研究的结果发现,人会以惊人的短间隔感受到摩擦的变化。
图10和图11是示出用铅笔在纸上书写时的各时间的动摩擦力的一例,图10是每20m秒测定动摩擦力的图,图11是每1m秒测定动摩擦力的图。图10和图11的纵轴表示动摩擦力,横轴表示时间(m秒)。另外,图10和图11的动摩擦力的测定条件为负荷100gf、书写速度14mm/s。
由图10和图11的比较可以确认,由于测定间隔的不同,动摩擦力的变化范围明显不同。可以认为其理由是,纸表面的纤维的间距产生了影响。具体而言,可以认为是因为:在1m秒(0.001秒)间隔时,每次测定时铅笔跨越纸纤维的次数的偏差大,而在20m秒(0.02秒)间隔时,每次测定时铅笔跨越纸纤维的次数的偏差变小。换言之,可以认为:1m秒间隔不是平均化的值,因此偏差大,而20m秒间隔是平均化的值,因此偏差变小。
本发明人等制作了各种书写片并进行同样的测定,进行感官评价(人感受到的书写感)的对比时,惊人地发现人能够识别出1m秒间隔这种极短间隔的摩擦力的偏差来作为书写感。
条件(B1)要求:以规定的条件测定0.001秒间隔的摩擦力,由测定结果计算出的动摩擦力F
上述标准偏差小于3.0gf的情况下,各时间的动摩擦力的变化小,因此人感受到打滑那样的触感,无法得到高水平的书写感。
另外,上述标准偏差超过11.0gf的情况下,触控面板笔的移动感到较重,感到笔尖被挂住,无法得到高水平的书写感。此外,上述标准偏差超过11.0gf的情况下,具有触控面板笔的笔尖的磨损剧烈的倾向。
上述标准偏差优选为4.5gf以上且9.0gf以下、更优选为4.8gf以上且7.0gf以下。
动摩擦力F
接着,对条件(B2)的设计的技术思想进行说明。
在书写文字或描绘图形时,很多情况下会一瞬间停止书写后再次启动。例如,在变换书写方向时,通常一瞬间停止书写,然后变换书写方向。可以认为停止后再次启动时的书写感与静摩擦力有很大关系,但根据本发明人等的研究,随处可见两者不具有充分的相关关系。
条件(B2)要求:在完成条件(B1)的书写片的移动后,在保持触控面板笔的负荷条件以及与书写片的、与触控面板的接触条件的状态下,以0.001秒的间隔测定对触控面板笔施加的上述移动方向的摩擦力(残留摩擦力F
可以认为条件(B2)的残留摩擦力F
F
另外,F
F
实施方式B中,F
图7是说明F
图7中,触控面板笔81在接触书写片10的状态下被保持工具84所固定。另外,在保持工具84的上部附带有用于放置砝码83的基座85。在基座85上放置有砝码83,利用该砝码对触控面板笔施加了垂直负荷。书写片10被固定于可移动台82上。
在测定摩擦力时,在触控面板笔被如上所述固定的状态下,将固定有书写片10的可移动台82沿着书写片与触控面板笔所成的角的钝角方向侧(图7的左侧)以规定的速度移动。此时,触控面板笔81在书写片10的移动方向产生摩擦力,能够由各时间的摩擦力计算出F
作为能够进行图7所示测定的装置,可以举出新东科学公司制造的商品名HEIDON-14DR。
需要说明的是,在实施方式B中,F
(A)零点校正
将触控面板笔在相对于触控面板笔用书写片的表面以60度的角度接触的状态下进行固定,对触控面板笔施加垂直负荷100gf。以该状态(书写片不动)静置100m秒,以0.001秒的间隔测定在触控面板笔的钝角方向产生的摩擦力。从摩擦力的总计测值(1m秒的摩擦力~残留摩擦力的测定结束的摩擦力为止的全部摩擦力的测定值)减去计测时间为1m秒~100m秒之间的摩擦力的最大值,将所得到的值作为各时间的摩擦力,进行零点校正。后述的(C)~(E)基于经零点校正的摩擦力而算出。
(B)实测时间
将进行零点校正前的计测时间1m秒~100m秒的摩擦力的标准偏差的3倍作为“阈值”。在上述(A)的100m秒静置后,进而静置500m秒,之后以14mm/秒的速度沿着书写片在书写片与触控面板笔所成的角的钝角方向进行移动,以0.001秒的间隔测定触控面板笔的钝角方向的摩擦力。将书写片的移动开始后最初超过阈值的时间作为“实测开始”的时间。
(C)最大摩擦力F
由实测开始后1500m秒以内的最大摩擦力计算出最大摩擦力F
(D)动摩擦力F
将产生最大摩擦力F
将从开始实测的时间起至书写片的40mm长度的移动完成的时间为止的摩擦力的平均作为暂定平均摩擦力。自第一峰时间起经过30m秒后,将最初产生超过[暂定平均摩擦力+(最大摩擦力×0.1)]的摩擦力的时间作为第二峰时间。
将自第二峰时间起经过500m秒的时间作为动摩擦力的测定开始时间,将书写片的40mm长度的移动完成的时间作为动摩擦力的测定结束时间,测定各时间的动摩擦力,能够计算出动摩擦力F
(E)残留摩擦力F
在完成书写片的单程40mm的长度的移动后,保持对触控面板笔施加的垂直负荷100gf,使触控面板笔维持相对于触控面板笔用书写片的表面以60度的角度接触的状态。在该状态下,测定对触控面板笔施加的钝角方向的摩擦力(残留摩擦力F
从得到更高水平的书写感的观点和抑制笔尖磨损的观点出发,实施方式B的书写片的筛选方法优选筛选出满足下述条件(B3)的片。
<条件(B3)>
F
F
对条件(B1)~(B3)的判定中所用的触控面板笔没有特别限定,可以从市售的触控面板笔中适当选择。
需要说明的是,在触控面板笔的笔尖的材料不陷入书写片的表面凹凸的情况下,难以设计满足条件(B1)~(B3)的书写片。因此,用于条件(B1)~(B3)的判定的触控面板笔优选笔尖具有一定的柔软性。但是,笔尖仅由具有柔软性的材料形成的情况下,笔尖会在膜的凸状部的凹陷部分产生磨损,因此有时寿命缩短,或者笔尖难以从书写片的表面凹凸离开。因此,用于条件(B1)~(B3)的判定的触控面板笔优选笔的前端区域具有至少2个区域。具体而言,笔的前端区域优选至少具有促进变形的区域(i)和赋予硬度的区域(ii)。另外,优选促进变形的区域(i)和赋予硬度的区域(ii)有规则地或随机地混杂。作为区域(i)和区域(ii)混杂的构成,例如,可以举出多孔质的构成(空气孔成为促进变形的区域(i))、在坚硬的原材料中混杂有柔软的原材料而成的构成。
作为促进变形的区域(i),例如可以举出空气孔。作为赋予硬度的区域(ii),可以举出杨氏模量为1.2GPa以上的原材料。赋予硬度的区域(ii)的原材料的杨氏模量优选为2.0GPa以上、更优选为2.5GPa以上。需要说明的是,从抑制书写片的磨损的观点出发,赋予硬度的区域(ii)的原材料的杨氏模量优选为5.0GPa以下、更优选为4.0GPa以下、进一步优选为3.5GPa以下。
区域(i)与区域(ii)的体积比优选为98∶2~70∶30、更优选为95∶5~75∶25、进一步优选为90∶10~80∶20。
测定杨氏模量E时的气氛为温度23℃±5℃、湿度50%±10%。另外,在杨氏模量E的测定开始前,将测定样品在23℃±5℃、湿度50%±10%的气氛中放置10分钟以上。
前端区域是指从触控面板笔的笔尖起1.5mm以内的范围。
另外,用于条件(B1)~(B3)的判定的触控面板笔的笔尖的直径优选为0.3mm~2.5mm、更优选为0.5mm~2.0mm、进一步优选为0.7mm~1.7mm。
笔尖的直径D以从垂直于笔轴的方向一侧对触控面板笔所拍摄的照片为基准来算出。图6用虚线示出从垂直于笔轴的方向一侧对触控面板笔进行拍摄时的触控面板笔的外形。如图6的(a)所示,对于该照片,重合通过该照片的顶点且不从该照片超出的圆时,将达到最大的圆的直径作为笔尖的直径D。但是,如图6的(b)所示,若该照片具有斜面且该斜面相对于笔轴的角度为40度~90度,则也可以超出该斜面地使该圆重合。
另外,实施方式B的书写片的筛选方法中,优选筛选出书写片的JIS K7136:2000的雾度满足下述条件(B4)的书写片。
<条件(B4)>
雾度为25.0%以上
通过使雾度为25.0%以上,能够易于抑制炫光(显像光看起来有微细的亮度偏差的现象)。
从抑制炫光的观点出发,雾度更优选为35.0%以上、进一步优选为45.0%以上。另外,从抑制显示元件的分辨力降低的观点出发,雾度优选为90.0%以下、更优选为70.0%以下、进一步优选为67.0%以下、更进一步优选为60.0%以下。
在测定雾度和后述的总透光率时,从书写片的书写面(满足上述条件(B1)和条件(B2)的面)的相反侧的表面入射光。书写片的两面为书写面的情况下,光入射面为哪个面均可。需要说明的是,雾度和总透光率是对20个样品分别各测定1次时的平均值。
另外,实施方式B的书写片的筛选方法中,优选筛选出书写片的JIS K7361-1:1997的总透光率满足下述条件(B5)的书写片。
<条件(B5)>
总透光率为87.0%以上
通过使总透光率为87.0%以上,能够抑制显示元件的亮度降低。
总透光率更优选为88.0%以上、进一步优选为89.0%以上。需要说明的是,若总透光率过高,则具有难以满足条件(B1)和条件(B2)的倾向。因此,总透光率优选为92.0%以下、更优选为91.5%以下、进一步优选为91.0%以下。
[触控面板笔用书写片]
实施方式B的触控面板用书写片具有满足下述条件(B1)和条件(B2)的表面。
<条件(B1)>
将触控面板笔在相对于触控面板笔用书写片的表面以60度的角度接触的状态下进行固定,一边对上述触控面板笔施加垂直负荷100gf,一边使上述触控面板笔用书写片以14mm/秒的速度沿着单程移动40mm的长度,以0.001秒的间隔测定此时对上述触控面板笔施加的上述移动方向的摩擦力,计算出动摩擦力F
<条件(B2)>
在条件(B1)中,完成上述触控面板笔用书写片的单程40mm的长度的移动后,保持对上述触控面板笔施加的垂直负荷100gf,使上述触控面板笔维持相对于上述触控面板笔用书写片的表面以60度的角度接触的状态。在该状态下,将对上述触控面板笔施加的上述移动方向的摩擦力设为残留摩擦力F
将触控面板笔在相对于书写面以60度以外的角度(例如30度~75度这一范围的任意角度)接触的状态下进行固定时,实施方式B的书写片也优选满足条件(B1)和(B2)。另外,使移动速度为14mm/秒以外的速度(例如0.1mm/秒~100mm/秒这一范围的任意速度)时,条件(B1)和条件(B2)也优选为上述范围。
从得到更高水平的书写感的观点和抑制笔尖磨损的观点出发,实施方式B的书写片优选书写面的F
<条件(B3)>
F
实施方式B的书写片的条件(B1)~(B3)的优选范围与上述触控面板笔用书写片的筛选方法的条件(B1)~(B3)的优选范围相同。
另外,为了易于满足条件(B1)~(B3),实施方式B的书写片优选用作笔的前端区域至少具有促进变形的区域(i)和赋予硬度的区域(ii)的触控面板笔用的书写片。促进变形的区域(i)和赋予硬度的区域(ii)的具体实施方式如上所述。
另外,实施方式B的书写片优选用作笔尖的直径在上述范围的触控面板笔用的书写片。
另外,实施方式B的书写片优选JIS K7136:2000的雾度满足下述条件(B4)。
<条件(B4)>
雾度为25.0%以上
另外,实施方式B的书写片优选筛选出书写片的JIS K7361-1:1997的总透光率满足下述条件(B5)的书写片。
<条件(B5)>
总透光率为87.0%以上
实施方式B的书写片的条件(B4)和(B5)的优选范围与上述触控面板笔用书写片的筛选方法的条件(B4)和(B5)的优选范围相同。
<书写片整体的构成>
实施方式B的触控面板笔用书写片只要至少一个表面满足条件(B1)和条件(B2)即可,对其构成没有特别限定。
例如,作为实施方式B的触控面板笔用书写片10的构成,如图8和图9那样,可以举出在基材1上具有树脂层2、且该树脂层2的一个表面满足条件(B1)和条件(B2)的构成。如图9所示,树脂层2可以为第一树脂层2a、第二树脂层2b的多层结构。
需要说明的是,虽未图示,但实施方式B的触控面板笔用书写片10的构成可以为不具有基材的树脂层单层,或者,也可以具有基材和树脂层以外的其他层且该其他层的表面满足条件(B1)和条件(B2)。作为其他层,可以举出抗静电层、防污层等。
书写面可以通过“压花、喷砂、蚀刻等物理处理或化学处理”、“利用模具的成型”、“涂布”等来形成。在这些方法中,从表面形状的再现性的观点出发,“利用模具的成型”是合适的,从生产率和应对多品种的观点出发,“涂布”是合适的。
为了使书写片满足条件(B1)和条件(B2),书写片的书写面优选满足以下的物性(a)~(f)。物性(a)~(f)是对20个样品分别各测定1次时的平均值。
需要说明的是,计算出后述Rt、θa、λa时的截止值均为0.8mm。关于截止值,鉴于设想的笔尖的直径优选为0.3mm~2.5mm、更优选为0.5mm~2.0mm、进一步优选为0.7mm~1.7mm,从JIS所规定的截止值中选择包罗上述直径尺寸的截止值。
(a)书写面的JIS B0601:2001的粗糙度曲线的最大截面高度Rt为2.5μm以上且8.0μm以下。
(b)书写面的平均倾斜角θa为2.0度以上且7.5度以下。
(c)由平均倾斜角θa和JIS B0601:2001的算术平均粗糙度Ra,基于式[λa=2π×(Ra/tan(θa))]计算出的平均波长λa为40μm以上且150μm以下。
(d)书写面的粒子的面积比率为18.0%以上且35.0%以下。
(e)上述λa(μm)与书写面的100μm见方的粒子密度(个/100μm
(f)压入深度为3μm处的书写片的马氏硬度为100N/mm
上述物性(a)~(e)意味着:书写面的凹凸不大量存在极端高的峰部或极端低的谷部,存在适度大小的凹凸且书写面的凸部适度地密集。通过使书写面满足上述物性(a)~(e),能够易于满足条件(B1)和(B2)。
需要说明的是,满足上述物性(a)~(e)还与抑制炫光、抑制触控面板笔的笔尖磨损有关。
上述物性(f)表示书写片的变形容易度。通过满足上述物性(f),在一瞬间使触控面板笔的移动静止时,书写面的触控面板笔的笔尖存在的区域呈现与周边区域相比适度下沉的状态。因此,容易产生残留摩擦力F
为了满足上述物性(f),压入深度为3μm处的基材自身的马氏硬度优选为125N/mm
上述(a)的Rt更优选为2.8μm以上且6.0μm以下、进一步优选为3.0μm以上且4.5μm以下。
上述(b)的θa更优选为2.1度以上且5.0度以下、更优选为2.2度以上且4.5度以下。
上述(c)的λa更优选为50μm以上且100μm以下、进一步优选为55μm以上且85μm以下。
上述(d)的面积比率更优选为19.0%以上且32.0%以下、进一步优选为20.0%以上且30.0%以下。
上述(e)的商更优选为50以上且100以下、进一步优选为55以上且80以下。
上述(f)的马氏硬度更优选为120N/mm
作为计算上述(c)的λa的基础的“平均倾斜角θa”是小坂研究所制造的表面粗糙度测定器(商品名:SE-3400)的操作说明书(1995.07.20修订)中定义的值,如图4所示,可以由基准长度L中存在的凸部高度之和(h
另外,θa可以由实施方式A中所示的式(A)算出。
上述(d)的粒子的面积比率可以如下算出:由利用扫描型电子显微镜(SEM)得到的书写面的平面照片,利用图像分析软件将图像进行二值化,选择粒子部分而算出。另外,成为计算上述(e)的基础的书写面的100μm见方的粒子密度(个/100μm
上述(f)的压入深度为3μm处的书写片的马氏硬度为以下的值:制作在书写片的基材侧的表面形成有厚度25μm的粘合剂层(形成粘合剂层的粘合剂在23℃的储能模量为1.0×10
马氏硬度是指利用超显微硬度计测定的值,可以如下算出:一边连续地增加负荷,一边对样品压入角锥形的金刚石压头,由在表面形成的角锥形的凹坑的对角线长度计算其表面积A(mm
测定时优选在23℃的环境下进行。另外,优选在压入深度到达3μm后保持10秒,之后以一定的位移速度提起。
作为超显微硬度计,可以举出Helmut Fischer公司制造的商品名HM500。
关于基材的马氏硬度,也可以同样地制作在基材的一侧形成有厚度25μm的粘合剂层的样品,利用上述方法从该样品的与粘合剂层相反一侧的表面进行测定。
另外,关于实施方式B的书写片,从在提高书写面的耐擦伤性的同时抑制触控面板笔的磨损的观点出发,书写面的JIS K5600-5-4:1999的铅笔硬度优选为2H以上且9H以下、更优选为5H以上且7H以下、进一步优选为5H以上且6H以下。
关于基于涂布的树脂层形成,可以将含有树脂成分、粒子和溶剂而成的树脂层形成涂布液利用凹版涂布、棒涂等公知的涂布方法涂布到基材上并干燥、固化而形成。为了使通过涂布而形成的树脂层容易满足条件(B1)和条件(B2),优选使粒子的平均粒径、粒子的含量和树脂层的厚度等为后述范围。
需要说明的是,如图9所示,在树脂层由2层以上形成的情况下,只要至少任一个树脂层中含有粒子即可,从易于满足条件(B1)和条件(B2)的观点出发,优选在最表面的树脂层中包含粒子。另外,通过为最表面的树脂层包含粒子且下层的树脂层不含粒子的构成,能够易于提高书写面的铅笔硬度。
树脂层的粒子可以使用有机粒子和无机粒子中的任一种。作为有机粒子,可以举出由聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸-苯乙烯共聚物、三聚氰胺树脂、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、苯并胍胺-三聚氰胺-甲醛缩合物、硅酮、氟系树脂和聚酯系树脂等形成的粒子。作为无机粒子,可以举出由二氧化硅、氧化铝、锑、氧化锆和二氧化钛等形成的粒子。在这些粒子中,从容易抑制粒子的凝集、容易满足条件(B1)和条件(B2)的方面出发,优选有机粒子。
另外,从抑制触控面板笔的笔尖磨损的观点出发,粒子优选为球形粒子。
树脂层中的粒子的平均粒径根据树脂层的厚度而不同,不能一概而论,从容易满足条件(B1)和条件(B2)的观点出发,优选为1.0μm~10.0μm、更优选为2.0μm~5.0μm、进一步优选为2.5μm~3.5μm。在粒子凝集的情况下,凝集粒子的平均粒径优选满足上述范围。粒子的平均粒径可以利用与实施方式A同样的方法算出。
粒子可以为粒径分布宽的粒子(单一粒子且粒径分布宽,或者,将粒径分布不同的两种以上的粒子混合而成的混合粒子的粒径分布宽),从抑制炫光的观点出发,优选粒径分布窄。具体而言,粒子的粒径分布的变异系数优选为25%以下、更优选为20%以下、进一步优选为15%以下。
从易于满足条件(B1)和条件(B2)的观点出发,相对于树脂成分100质量份,树脂层中的粒子的含量优选为15质量份~20质量份、更优选为18质量份~23质量份、进一步优选为20质量份~25质量份。
树脂层的膜厚的优选范围根据树脂层的实施方式略有不同。例如,从易于满足条件(B1)和条件(B2)的观点、提高书写面的铅笔硬度的观点和抑制卷曲的观点出发,包含粒子的树脂层的厚度优选为2.0μm~8.0μm、更优选为2.2μm~6.0μm、进一步优选为2.7μm~4.0μm。
另外,从易于满足条件(B1)和条件(B2)的观点出发,[粒子的平均粒径]/[包含粒子的树脂层的膜厚]之比优选为0.7~1.3、更优选为0.8~1.2、进一步优选为0.9~1.1。
不含粒子的树脂层优选与包含粒子的树脂层相比更位于基材侧,从提高书写面的铅笔硬度的观点和抑制卷曲的观点出发,其厚度优选为3.0μm~15.0μm、更优选为6.0μm~10.0μm。
对于树脂层的膜厚而言,树脂层的膜厚例如可以从使用扫描型透射电子显微镜(STEM)拍摄的截面的图像测定20处的厚度,并由20处的值的平均值算出。优选STEM的加速电压为10kv~30kV、STEM的倍率为1000倍~7000倍。
树脂层的树脂成分优选包含热固化性树脂组合物或电离辐射固化性树脂组合物的固化物,从提高书写面的铅笔硬度的观点出发,更优选包含电离辐射固化性树脂组合物的固化物,其中进一步优选包含紫外线固化性树脂组合物的固化物。
热固化性树脂组合物为至少包含热固化性树脂的组合物,是通过加热而固化的树脂组合物。
作为热固化性树脂,可以举出丙烯酸类树脂、氨基甲酸酯树脂、酚醛树脂、脲三聚氰胺树脂、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、硅酮树脂等。在热固化性树脂组合物中,根据需要在这些固化性树脂中添加固化剂。
电离辐射固化性树脂组合物是包含具有电离辐射固化性官能团的化合物(以下也称为“电离辐射固化性化合物”)的组合物。作为电离辐射固化性官能团,可以举出(甲基)丙烯酰基、乙烯基、烯丙基等烯属不饱和键基团、以及环氧基、氧杂环丁基等。作为电离辐射固化性化合物,优选具有烯属不饱和键基团的化合物,更优选具有2个以上烯属不饱和键基团的化合物,其中进一步优选具有2个以上烯属不饱和键基团的多官能性(甲基)丙烯酸酯系化合物。作为多官能性(甲基)丙烯酸酯系化合物,可以使用单体和低聚物中的任一种。
需要说明的是,电离辐射是指电磁波或带电粒子束中具有能够使分子发生聚合或交联的能量量子的辐射,通常使用紫外线(UV)或电子射线(EB),除此之外,也可以使用X射线、γ射线等电磁波;α射线、离子射线等带电粒子束。
在多官能性(甲基)丙烯酸酯系化合物中,作为2官能(甲基)丙烯酸酯系单体,可以举出乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A四乙氧基二丙烯酸酯、双酚A四丙氧基二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯等。
作为3官能以上的(甲基)丙烯酸酯系单体,例如,可以举出三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸改性三(甲基)丙烯酸酯等。
另外,上述(甲基)丙烯酸酯系单体可以将分子骨架的一部分进行改性,也可以使用通过环氧乙烷、环氧丙烷、己内酯、异氰脲酸、烷基、环状烷基、芳香族、双酚等进行改性后的物质。
另外,作为多官能性(甲基)丙烯酸酯系低聚物,可以举出氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯等丙烯酸酯系聚合物等。
氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯例如通过多元醇和有机二异氰酸酯与羟基(甲基)丙烯酸酯的反应而得到。
另外,优选的环氧(甲基)丙烯酸酯为:使3官能以上的芳香族环氧树脂、脂环族环氧树脂、脂肪族环氧树脂等与(甲基)丙烯酸反应而得到的(甲基)丙烯酸酯;使2官能以上的芳香族环氧树脂、脂环族环氧树脂、脂肪族环氧树脂等与多元酸和(甲基)丙烯酸反应而得到的(甲基)丙烯酸酯;以及使2官能以上的芳香族环氧树脂、脂环族环氧树脂、脂肪族环氧树脂等与酚类和(甲基)丙烯酸反应而得到的(甲基)丙烯酸酯。
上述电离辐射固化性化合物可以单独使用一种,或者将两种以上组合使用。
在电离辐射固化性化合物为紫外线固化性化合物的情况下,电离辐射固化性组合物优选包含光聚合引发剂或光聚合促进剂等添加剂。
作为光聚合引发剂,可以举出选自苯乙酮、二苯甲酮、α-羟基烷基苯酮、米蚩酮、苯偶姻、苄基甲基缩酮、苯甲酰基苯甲酸酯、α-酰基肟酯、噻吨酮类等中的1种以上。
这些光聚合引发剂的熔点优选为100℃以上。通过使光聚合引发剂的熔点为100℃以上,在书写片的制造过程或触控面板的透明导电膜的形成过程中,残留的光聚合引发剂发生升华,能够防止制造装置或透明导电膜的污染。
另外,光聚合促进剂能够减轻因固化时的空气导致的聚合阻碍并提高固化速度,例如可以举出选自对二甲基氨基苯甲酸异戊酯、对二甲基氨基苯甲酸乙酯等中的1种以上。
在树脂层形成涂布液中,通常为了调节粘度或者能够使各成分溶解或分散而使用溶剂。根据溶剂的种类,涂布、干燥过程后的树脂层的表面状态不同,因此,优选考虑溶剂的饱和蒸气压、溶剂对透明基材的渗透性等来选择溶剂。具体而言,溶剂例如可例示出酮类(丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等)、醚类(二噁烷、四氢呋喃等)、脂肪族烃类(己烷等)、脂环式烃类(环己烷等)、芳香族烃类(甲苯、二甲苯等)、卤代烃类(二氯甲烷、二氯乙烷等)、酯类(乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等)、醇类(丁醇、环己醇等)、溶纤剂类(甲基溶纤剂、乙基溶纤剂等)、溶纤剂乙酸酯类、亚砜类(二甲基亚砜等)、酰胺类(二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等)等,也可以为这些的混合物。
在溶剂的干燥过慢的情况下,树脂层的流平性变得过度,由此难以形成易于满足条件(B1)和条件(B2)的表面形状。因此,作为溶剂,优选包含全部溶剂中的50质量%以上的蒸发速度(将乙酸正丁酯的蒸发速度设为100时的相对蒸发速度)为180以上的溶剂,更优选包含60质量%以上。作为相对蒸发速度为180以上的溶剂,可以举出甲苯。甲苯的相对蒸发速度为195。
另外,从使表面形状适度地光滑、容易使书写片的表面形状为上述范围的观点出发,优选使树脂层形成涂布液中含有流平剂。流平剂可以举出氟系流平剂、硅酮系流平剂、氟硅酮共聚物系流平剂等。作为流平剂的添加量,相对于树脂层形成涂布液的全部固体成分,优选为0.01重量%~0.50重量%、更优选为0.10重量%~0.40重量%、进一步优选为0.20重量%~0.30质量%。
作为基材,优选塑料膜。
塑料膜可以由聚酯、三乙酰纤维素(TAC)、二醋酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚砜、聚砜、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇缩醛、聚醚酮、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氨酯和非晶质烯烃(Cyclo-Olefin-Polymer:COP,环烯烃类聚合物)等树脂形成。
在这些塑料膜中,从容易满足机械强度、尺寸稳定性和上述物性(f)的观点出发,优选经拉伸加工、特别是双轴拉伸加工的聚酯膜。在聚酯膜中,优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯。
基材的厚度优选为5μm~200μm、更优选为10μm~150μm。
[触控面板]
实施方式B的触控面板为表面具有片的触控面板,作为上述片,按照实施方式B的触控面板笔用书写片的满足条件(B1)和条件(B2)的一侧的面朝向触控面板的表面的方式进行配置。
作为触控面板,可以举出电阻膜式触控面板、静电电容式触控面板、内嵌式触控面板、光学式触控面板、超声波式触控面板和电磁感应式触控面板等。
如图12所示,电阻膜式触控面板100是将未图示的电路连接于基本结构而成的,上述基本结构是具有导电膜30的上下一对透明基板20以导电膜30彼此相对的方式隔着间隔件40配置而成的。
在电阻膜式触控面板的情况下,例如可以举出下述构成:使用实施方式B的书写片10作为上部透明基板20,使该书写片10的满足条件(B1)和条件(B2)的一侧的面朝向触控面板100的表面来使用。另外,虽未图示,但电阻膜式触控面板也可以为下述构成:按照使满足条件(B1)和(B2)的一侧的面朝向表面的方式,将实施方式B的书写片贴合到上部透明基板上的构成;按照满足条件(B1)和(B2)的一侧的面朝向表面的方式,将实施方式B的书写片载置于上部透明基板上,并用框等固定的构成。
静电电容式触控面板可以举出表面型和投影型等,大多使用投影型。投影型的静电电容式触控面板是将电路连接于基本结构而成的,上述基本结构是将X轴电极和与该X轴电极正交的Y轴电极隔着绝缘体进行配置而得到的。若对该基本结构进行更具体的说明,则可以举出以下方案:在1张透明基板上的各面形成X轴电极和Y轴电极的方案;在透明基板上依次形成X轴电极、绝缘体层、Y轴电极的方案;如图13所示,在透明基板20上形成X轴电极50、在另一个透明基板20上形成Y轴电极60、并借助粘接剂层等绝缘体层70进行层叠的方案等。另外,还可以举出对这些基本方案进一步层叠其他透明基板的方案。
在静电电容式触控面板的情况下,例如可以举出下述构成:使用实施方式B的书写片10作为表面侧的透明基板20,使该书写片10的满足条件(B1)和条件(B2)的一侧的面朝向触控面板100的表面来使用。另外,虽未图示,但静电电容式触控面板也可以为下述构成:按照使满足条件(B1)和(B2)的一侧的面朝向表面的方式,将实施方式B的书写片贴合到表面侧的透明基板上的构成;按照满足条件(B1)和(B2)的一侧的面朝向表面的方式,将实施方式B的书写片载置于表面侧的透明基板上,并用框等固定的构成。
电磁感应式触控面板是使用产生磁场的专用笔的触控面板。电磁感应式触控面板至少具有检测出由笔产生的电磁能量的传感器部,进而在传感器部上具有透明基板。该透明基板也可以为多层结构。
在电磁感应式触控面板的情况下,例如可以举出下述构成:在位于传感器部上的透明基板中,作为最表面的透明基板而使用实施方式B的书写片,按照该书写片的满足条件(B1)和条件(B2)一侧的面朝向触控面板的表面的方式来使用。或者,在电磁感应式触控面板的情况下,也可以为下述构成:在位于传感器部上的透明基板中,在最表面的透明基板上,按照满足条件(B1)和(B2)的一侧的面朝向表面的方式贴合实施方式B的书写片的构成;在该最表面的透明基板上,按照满足条件(B1)和(B2)的一侧的面朝向表面的方式载置实施方式B的书写片,并用框等固定的构成。
内嵌式触控面板是在2张玻璃基板中夹设液晶而成的液晶元件的内部组装电阻膜式、静电电容式、光学式等的触控面板功能而得到的。
在内嵌式触控面板的情况下,例如可以举出下述构成:在表面侧的玻璃基板上,按照实施方式B的书写片的满足条件(B1)和条件(B2)的一侧的面朝向触控面板的表面的方式配置使用。需要说明的是,在内嵌式触控面板的表面侧的玻璃基板与实施方式B的书写片之间也可以具有偏振片等其他层。
[触控面板系统]
实施方式B的触控面板系统是由表面具有触控面板笔用书写片的触控面板和触控面板笔构成的触控面板系统,其满足下述条件(B1)和条件(B2)。
<条件(B1)>
将触控面板笔在相对于触控面板笔用书写片的表面以60度的角度接触的状态下进行固定,一边对上述触控面板笔施加垂直负荷100gf,一边使上述触控面板笔用书写片以14mm/秒的速度沿着单程移动40mm的长度,以0.001秒的间隔测定此时对上述触控面板笔施加的上述移动方向的摩擦力,计算出动摩擦力F
<条件(B2)>
在条件(B1)中,完成上述触控面板笔用书写片的单程40mm的长度的移动后,保持对上述触控面板笔施加的垂直负荷100gf,使上述触控面板笔维持相对于上述触控面板笔用书写片的表面以60度的角度接触的状态。在该状态下,将对上述触控面板笔施加的上述移动方向的摩擦力设为残留摩擦力F
实施方式B的触控面板系统中的触控面板、触控面板笔用书写片和触控面板笔的实施方式例如可以举出与在上述实施方式B的触控面板笔用书写片的筛选方法、触控面板笔用书写片和触控面板中示出的实施方式同样的实施方式。
根据实施方式B的触控面板系统,能够对触控面板赋予高水平的书写感。
[带触控面板的显示装置]
实施方式B的带触控面板的显示装置是在显示元件上具有触控面板的显示装置,上述触控面板为实施方式B的触控面板。
作为显示元件,可以举出液晶显示元件、EL显示元件、等离子体显示元件、电子纸元件等。在显示元件为液晶显示元件、EL显示元件、等离子体显示元件、电子纸元件的情况下,将实施方式B的触控面板载置于这些显示元件上。
实施方式B的带触控面板的显示装置能够赋予高水平的书写感。
实施例
接着,通过实施例来更详细地说明本发明,但本发明不受该例的任何限定。
<实施方式A的实施例>
A1.测定和评价
对于实施例和比较例中制作的触控面板笔用书写片,进行了以下的测定和评价。结果示于表1或表2。
A1-1.表面形状测定
将实施例和比较例的触控面板用书写片切割成10cm见方。关于切割部位,通过目视确认了没有灰尘或损伤等异常点后,从随机的部位选择。分别准备20个将所切割的表面构件借助东丽公司制造的光学透明粘合片(折射率:1.47、厚度100μm)贴合于纵10cm×横10cm大小的黑色板(可乐丽公司制造、商品名:Comoglas型号:DFA502K、厚度2.0mm)而得到的样品。
使用小坂研究所制造的表面粗糙度测定器(商品名:SE-3400),以样品固定且密合于计测台的状态进行设置后,根据下述测定条件,对下述的测定项目测定各样品的树脂层侧的表面形状。并且,测定20个样品的平均值作为各实施例和比较例的粗糙度曲线的最大峰高Rp、粗糙度曲线的最大谷深Rv、算术平均粗糙度Ra和平均波长λa。
<测定条件>
[表面粗糙度检测部的触针]
小坂研究所制造的商品名SE3400(前端曲率半径:2μm、顶角:90度、材质:金刚石)
[表面粗糙度测定器的测定条件]
·评价长度:截止值λc的5倍
·预备长度:截止值λc的2倍
·触针的进给速度:0.5mm/s
·纵倍率:2000倍
·横倍率:10倍
·截止值:0.8mm
·导头(skid):不使用(不接触测定面)
·截止滤波器种类:高斯
·不灵敏区水平:10%
·tp/PC曲线:普通
A1-2.雾度
分别准备20个将实施例和比较例的触控面板用书写片切割成5cm见方而成的样品。关于20个部位,通过目视确认了没有灰尘或损伤等异常点后,从随机的部位选择。
利用雾度计(HM-150、村上色彩技术研究所制造),根据JIS K-7136:2000测定各样品的雾度(整体雾度)。光入射面为塑料膜侧。
A1-3.书写感
借助东丽公司制造的光学透明粘合片(厚度100μm),将触控面板笔用书写片的与树脂层侧的面相反一侧的面贴合到玻璃板上,利用下述触控面板笔A1~A3,按照以下的基准来评价书写感。3~5为合格线,4为最好,5为次好。
评价时的气氛为温度23℃±5℃、湿度50%±10%。需要说明的是,在评价开始前,将各样品在23℃±5℃、湿度50%±10%的气氛中放置10分钟以上。
1:打滑
2:略微打滑
3:用圆珠笔在纸上书写的触感
4:用铅笔在纸上书写的触感(类似铅笔的书写感)
5:接近类似铅笔的书写感,但触感略重
6:过重
<触控面板笔A1>
·任天堂株式会社制造、商品名“DS专用触控笔NTR-004”
·前端区域的角部:有
·前端区域的θmax:43度
·施加垂直负荷100gf时的该前端区域的体积变化率:1.0%以下
·前端区域的原材料:ABS树脂(杨氏模量:1.9GPa~2.8GPa)单独
·笔尖的直径:2.0mm
<触控面板笔A2>
·东芝株式会社制造、商品名“ACTIVE静电笔IPCZ131A”
·前端区域的角部:有
·前端区域的非曲面与曲面所成的角:40度
·施加垂直负荷100gf时的该前端区域的体积变化率:超过1.0%
·前端区域的原材料:三聚氰胺树脂(杨氏模量:7.6GPa)与丙烯腈(杨氏模量:0.003GPa)的混合。前端区域的全部原材料中的三聚氰胺树脂的比例为50质量%以上。
·笔尖的直径:0.8mm
<触控面板笔A3>
·KINGJIM公司制造的电子笔记本(商品名:BB-2)附带的笔
·前端区域的角部:无
·施加垂直负荷100gf时的该前端区域的体积变化率:1.0%以下
·前端区域的原材料:聚缩醛(杨氏模量:3.6GPa)单独
·笔尖的直径:1.4mm
(在触控面板笔A1~A3中,触控面板笔A1满足触控面板笔(A)的条件)
1-4.视觉辨认性
按照树脂层侧朝向表面的方式,将触控面板笔用书写片置于市售的电子纸(索尼公司制造、商品名DPT-S1)上,在荧光灯的照明下(书写片的亮度:500勒克司)对电子纸的文字信息的视觉辨认性进行评价。将文字信息能够良好地进行视觉辨认的情况记为“A”,将文字信息难以进行视觉辨认的情况记为“B”。
A:没有荧光灯的映入,且感觉不到文字模糊。
B:荧光灯略微映入,文字略微模糊,但足够使用。
C:荧光灯的映入剧烈,文字过于模糊,无法承受使用。
A2.触控面板笔用书写片的制作
[实施例A1]
在塑料膜(厚度80μm的三乙酰纤维素膜)上,以干燥后的厚度为2μm的方式涂布下述配方的树脂层涂布液A1,进行干燥(70℃、30秒、风速5m/s)并进行紫外线照射,形成树脂层,得到触控面板笔用书写片。
<树脂层涂布液A1>
·季戊四醇三丙烯酸酯 60份
·二季戊四醇六丙烯酸酯 40份
·有机粒子 15份
(球状聚苯乙烯、平均粒径为9.0μm)
·光聚合引发剂 3份
(BASF公司制造、Irgacure 184)
·氟硅酮共聚系流平剂 0.2份
(信越化学工业公司制造、X-71-1203M)
·溶剂1(甲苯) 20份
·溶剂2(环己酮) 24份
·溶剂3(甲基异丁基酮) 156份
[实施例A2]
将树脂层的厚度变更为3μm,除此以外与实施例A2同样地得到触控面板笔用书写片。
[实施例A3]
将树脂层的厚度变更为4μm,除此以外与实施例A2同样地得到触控面板笔用书写片。
[实施例A4]
将树脂层涂布液A1变更为下述配方的树脂层涂布液A2,将树脂层的厚度变更为3μm,除此以外与实施例A1同样地得到触控面板笔用书写片。
<树脂层涂布液A2>
·季戊四醇三丙烯酸酯 60份
·二季戊四醇六丙烯酸酯 40份
·有机粒子 30份
(球状丙烯酸类、平均粒径为12.0μm)
·光聚合引发剂 3份
(BASF公司制造、Irgacure 184)
·氟硅酮共聚系流平剂 0.2份
(信越化学工业公司制造、X-71-1203M)
·溶剂1(甲苯) 173份
·溶剂2(环己酮) 24份
·溶剂3(甲基异丁基酮) 3份
[实施例A5]
将树脂层的厚度变更为5μm,除此以外与实施例A4同样地得到触控面板笔用书写片。
[实施例A6]
将树脂层的厚度变更为6μm,除此以外与实施例A4同样地得到触控面板笔用书写片。
[实施例A7]
将塑料膜变更为厚度80μm的PET膜,将树脂层涂布液A1变更为下述配方的树脂层涂布液A3,除此以外与实施例A1同样地得到触控面板笔用书写片。
<树脂层涂布液A3>
·季戊四醇三丙烯酸酯 93份
·无机微粒 7份
(Fuji Silysia Chemical Ltd制造、凝胶法无定形二氧化硅)
(疏水处理、平均粒径:4.1μm)
·光聚合引发剂 5份
(BASF公司制造、Irgacure 184)
·硅酮系流平剂 0.001份
(Momentive Performance Materials公司制造TSF4460)
[比较例A1]
将树脂层涂布液A1变更为下述配方的树脂层涂布液A4,将树脂层的厚度变更为5μm,除此以外与实施例A1同样地得到触控面板笔用书写片。
<树脂层涂布液A4>
·季戊四醇三丙烯酸酯 60份
·二季戊四醇六丙烯酸酯 40份
·有机粒子 30份
(球状丙烯酸类、平均粒径为14.0μm)
·光聚合引发剂 3份
(BASF公司制造、Irgacure 184)
·氟硅酮共聚系流平剂 0.2份
(信越化学工业公司制造、X-71-1203M)
·溶剂1(甲苯) 173份
·溶剂2(环己酮) 24份
·溶剂3(甲基异丁基酮) 3份
[比较例A2]
将树脂层的厚度变更为6μm,除此以外与比较例A1同样地得到触控面板笔用书写片。
[比较例A3~A6]
作为比较例A3~A6的触控面板笔用书写片,准备市售的片A~D。
[表1]
表1
[表2]
表2
由表1和表2的结果可以确认,满足条件(A1)~(A3)的实施例A1~A7的书写片在使用满足触控面板笔(A)的条件的触控面板笔A1时,能够得到类似铅笔的书写感。
<实施方式B的实施例>
B1.测定和评价
对于实验例中制作或准备的触控面板笔用书写片,进行以下的测定和评价。结果示于表3。
B1-1.摩擦力
如图7所示,使下述的触控面板笔B1~B4以60度的角度接触触控面板笔用书写片的树脂层侧的表面,利用保持工具进行固定。将100g的砝码置于保持工具上部的基座,用以对触控面板笔施加垂直负荷100gf。在施加负荷的状态下,使固定有书写片的可移动台沿着可移动台与触控面板笔所成的角的钝角方向侧(图7的左侧)以14mm/秒的速度移动。测定移动单程40mm的长度时对该笔施加的移动方向的摩擦力。此外,在可移动台的移动结束后,使触控面板笔相对于书写片的表面以60度的角度接触,以该状态解除对触控面板笔施加的垂直负荷,在该状态下测定对触控面板笔施加的移动方向的残留摩擦力F
测定装置使用新东科学公司制造的商品名“HEIDON-14DR”,模式为“一定负荷且单程的摩擦测定模式”,摩擦力的测定间隔为0.001秒。测定时的气氛为温度23℃±5℃、湿度50%±10%。需要说明的是,在测定开始前,将各样品在23℃±5℃、湿度50%±10%的气氛中放置10分钟以上。
按照上述(A)~(E)的步骤,计算出动摩擦力F
<触控面板笔B1>
·微软公司制造的商品名“SurcacePro4”附带的触控面板笔B
·前端区域的构成:氨基甲酸酯树脂粘合剂和聚酯系纤维的混合物(赋予硬度的区域(ii))与空气孔(促进变形的区域(i))混杂的复合体
·区域(i)与区域(ii)的体积比率为约87∶13
·区域(i)的杨氏模量:2GPa
·笔尖的直径:1.2mm
<触控面板笔B2>
·东芝公司制造的商品名“Dynabook Tab S68”附带的触控面板笔
·前端区域的构成:在聚酯系纤维(赋予硬度的区域(ii))的集合体中混杂有空气孔(促进变形的区域(i))的复合体
·区域(i)的杨氏模量:3.0GPa
·区域(i)与区域(ii)的体积比率为约95∶5
·笔尖的直径:1.5mm
<触控面板笔B3>
·微软公司制造的商品名“SurfacePro3”附带的触控面板笔
·前端区域的构成:聚缩醛树脂(POM)的块(bulk)
·笔尖的直径:1.6mm
<触控面板笔B4>
·苹果公司制造的商品名“iPadPro”附带的触控面板笔
·前端区域的构成:尼龙树脂的块
·笔尖的直径:2.0mm
B1-2.表面形状的测定
将实施例和比较例的触控面板用书写片切割成10cm见方。关于切割部位,通过目视确认了没有灰尘或损伤等异常点后,从随机的部位选择。分别准备20个将所切割的表面构件借助东丽公司制造的光学透明粘合片(折射率:1.47、厚度100μm)贴合纵10cm×横10cm大小的黑色板(可乐丽公司制造、商品名:Comoglas型号:DFA502K、厚度2.0mm)而得到的样品。
使用表面粗糙度测定器(型号:SE-3400/小坂研究所株式会社制造),以样品固定且密合于计测台的状态进行设置后,根据下述测定条件,对下述的测定项目测定各样品的树脂层侧的表面形状。并且,将20个样品的平均值作为各实施例和比较例的Rt、θa和λa。
<测定条件>
[表面粗糙度检测部的触针]
小坂研究所制的商品名SE2555N(前端曲率半径:2μm、顶角:90度、材质:金刚石)
[表面粗糙度测定器的测定条件]
·评价长度:截止值λc的5倍
·预备长度:截止值λc的2倍
·触针的进给速度:0.5mm/s
·纵倍率:2000倍
·横倍率:10倍
·导头(skid):不使用(不接触测定面)
·截止滤波器种类:高斯
·不灵敏区水平:10%
·tp/PC曲线:普通
<测定项目>
·截止值0.8mm的JIS B0601:2001的粗糙度曲线的最大截面高度Rt
·截止值0.8mm的平均倾斜角θa
·截止值0.8mm的平均波长λa
B1-3.粒子的面积比率、粒子的密度
(1)SEM的平面照片的拍摄
使用Hitachi Kyowa Engineering公司制造的数字扫描型电子显微镜(型号:S-4800),以倍率50000倍(加速电压30.0kV、发射电流10μA)拍摄书写片表面的SEM平面照片。
(2)面积比率和粒子密度的计算
使用图像分析软件(商品名:Win Roof、三谷商事株式会社制造),由SEM照片的数字数据进行图像的二值化,选择粒子部分,计算出粒子的面积比率(%)和粒子密度(个/100μm
B1-4.书写片的马氏硬度
制作出20个在书写片的基材的与树脂层相反一侧的面上形成有厚度50μm的粘合剂层(构成粘合剂层的粘合剂在23℃的储能模量:0.8GPa)而得到的样品。
使用超显微硬度计(Helmut Fischer公司制造、商品名HM500),一边连续地增加负荷,一边从样品的树脂层侧压入金刚石压头,直至压入深度达到3μm为止,以3μm的压入深度保持10秒,测定马氏硬度(N/mm
B1-5.雾度、总透光率
分别准备20个将实施例和比较例的触控面板用书写片切割成5cm见方而成的样品。关于20个部位,通过目视确认了没有灰尘或损伤等异常点后,从随机的部位选择。
利用雾度计(HM-150、村上色彩技术研究所制造),测定了各样品的雾度(JIS K-7136:2000)和总透光率(JIS K7361-1:1997)。并且,将20个样品的平均值作为各实施例和比较例的雾度和总透光率。光入射面为基材侧。
B1-6.铅笔硬度
依照JIS K5600-5-4:1999,以负荷500gf、速度1.4mm/秒的条件测定了书写片的书写面的铅笔硬度。
B1-7.书写感
借助东丽公司制造的光学透明粘合片(厚度100μm),将触控面板笔用书写片的与树脂层侧的面相反一侧的面贴合到玻璃板上,利用上述触控面板笔B1~B4,对书写感进行了评价。将划直线时的书写感和一瞬间停止书写并变换方向时的书写感这两种书写感作为评分,整体的书写感良好的情况作为2分,整体的书写感一般的情况作为1分,整体的书写感不好的情况作为0分,由20人进行评价。20人的平均分为1.8分以上的情况记为AA,为1.6分以上且小于1.8分的情况记为A,为1.0分以上且小于1.6分的情况记为B,小于1.0分的情况记为C。
评价时的气氛为温度23℃±5℃、湿度50%±10%。需要说明的是,在评价开始前,将各样品在23℃±5℃、湿度50%±10%的气氛中放置10分钟以上。
B1-8.笔尖的磨损
如图7所示,使触控面板笔B1~B4以60度的角度接触触控面板笔用书写片的树脂层侧的表面,利用保持工具进行固定。将100g的砝码置于保持工具上部的基座,对触控面板笔施加垂直负荷100gf。在施加负荷的状态下,使固定有书写片的可移动台以14mm/秒的速度往复移动单程40mm的长度,将该动作重复200次。
评价基准为:(i)相对于初期的动摩擦力,测定中的动摩擦力的变化为40%以下;(ii)通过目视无法容易地确认到触控面板笔的笔尖磨损,将满足(i)和(ii)的情况记为“A”,将不满足(i)和(ii)中任一者的情况记为“B”,将(i)和(ii)均不满足的情况记为“C”。
测定装置使用新东科学公司制造的商品名“HEIDON-14DR”,模式为“一定负荷且往复的摩擦测定模式”,评价时的温度为23℃。
B2.触控面板笔用书写片的制作
[实验例B1]
使用聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(厚度100μm、东洋纺公司制造、商品名:A4300、压入深度为3μm处的马氏硬度:155N/mm
<树脂层涂布液B1>
·季戊四醇三丙烯酸酯 60份
·二季戊四醇六丙烯酸酯 40份
·有机粒子 20份
(球状聚苯乙烯粒子、平均粒径为3.0μm、变异系数为20%)
·光聚合引发剂 5份
(BASF公司制造、商品名:Irgacure 184)
·硅酮系流平剂 0.2份
(Momentive Performance Materials公司制造、商品名:TSF4460)
·溶剂1(甲苯) 90份
·溶剂2(甲基异丁基酮) 10份
[实验例B2]
使用聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(厚度100μm、东洋纺公司制造、商品名:A4300、压入深度为3μm处的马氏硬度:155N/mm
<第一树脂层涂布液B2>
·季戊四醇三丙烯酸酯 60份
·二季戊四醇六丙烯酸酯 40份
·光聚合引发剂 4份
(BASF公司制造、商品名:Irgacure 184)
·溶剂1(甲基异丁基酮) 90份
·溶剂2(甲基乙基酮) 10份
<第二树脂层涂布液B3>
·丙烯酸类单体 65份
·有机粒子 25份
(球状聚苯乙烯粒子、平均粒径为3.0μm、变异系数为20%)
·光聚合引发剂 5份
(BASF公司制造、Irgacure 184)
·氟系流平剂 0.3份
(DIC公司制造、MEGAFAC RS-75)
·溶剂1(甲苯) 125份
·溶剂2(甲基异丁基酮) 10份
[实验例B3]
使用三乙酰纤维素膜(厚度80μm、压入深度为3μm处的马氏硬度:190N/mm
<第二树脂层涂布液B4>
·季戊四醇三丙烯酸酯 60份
·二季戊四醇六丙烯酸酯 40份
·有机粒子 12.5份
(球状聚苯乙烯粒子、平均粒径为10.0μm)
·光聚合引发剂 4份
(BASF公司制造、商品名:Irgacure 184)
·苯并三唑系紫外线吸收剂 2.5份
·氟系流平剂 0.3份
(DIC公司制造、MEGAFAC RS-75)
·溶剂1(异丙醇) 20份
·溶剂2(甲基异丁基酮) 80份
[实验例B4~B5]
作为实验例B4~B5的触控面板笔用书写片,准备了在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上具有含有粒子的树脂层的市售的触控面板的表面膜。
实验例B4(索尼公司制造、商品名:Friction Sheet DPT-S1)
实验例B5(Nakabayashi公司制造、商品名:液晶保护膜TBF-SEP14FLH)
[表3]
表3
如表3所示,F
另外,由表3的结果可以确认,选择满足条件(B1)和条件(B2)的书写片具有能够抑制笔尖磨损的倾向。特别是可以确认,满足条件(B1)和条件(B2)、且书写片的各种物性(λa等)为说明书中的优选范围时,对于抑制笔尖磨损而言是极其优异的。
此外,由表3的结果可以确认,笔尖区域的构成为纤维与粘合剂的复合体的触控面板笔(笔B1和笔B2)与λa等各种物性为说明书中的优选范围的书写片的组合对于改善书写感来说是有效的组合。
B3.触控面板的制作
在实验例B1~B5的触控面板笔用书写片的基材侧的面上,利用溅射法形成厚度20nm的ITO的导电性膜,作为上部电极板。接着,在厚度1mm的强化玻璃板的一个面上,利用溅射法形成厚度约20nm的ITO的导电性膜,作为下部电极板。接着,在下部电极板的具有导电性膜的面上,利用丝网印刷法以点状印刷作为间隔件用涂布液的电离辐射固化型树脂(Dot Cure TR5903:太阳油墨公司),之后利用高压汞灯照射紫外线,以1mm的间隔排列直径50μm、高度8μm的间隔件。
接着,使上部电极板和下部电极板按照导电性膜彼此相对的方式进行配置,用厚度30μm、宽度3mm的双面胶带粘接边缘,制作出实验例B1~B5的电阻膜式触控面板。
利用上述触控面板笔B1~B4在实验例B1~B5的电阻膜式触控面板上进行书写时,各触控面板笔的书写感的评价与表3相同。该结果表明,在包括触控面板与触控面板笔的组合的触控面板系统中,满足条件(B1)和条件(B2)的触控面板系统的书写感良好。
另外,将实验例B1~B5的电阻膜式触控面板载置于市售的超高清晰液晶显示装置(夏普公司制造的智能手机、商品名:SH-03G、像素密度为480ppi)上,目视评价图像时,实验例B1~B3的触控面板能够抑制炫光。特别是,实验例B1~B2的触控面板对于炫光的抑制极其优异。另一方面,实验例B4~B5的触控面板的炫光明显。
B4.显示装置的制作
利用透明粘合剂将实验例B1~B5的触控面板笔用书写片和市售的超高清晰液晶显示装置(夏普公司制造的智能手机、商品名:SH-03G、像素密度为480ppi)贴合,制作出实验例B1~B5的显示装置。需要说明的是,贴合时,使触控面板笔用书写片的基材侧的面朝向显示元件侧。
利用上述触控面板笔B1~B4在实验例B1~B5的显示装置上进行书写时,各触控面板笔的书写感的评价与表3相同。
另外,目视评价实验例B1~B5的显示装置的图像时,实验例B1~B3的显示装置能够抑制炫光。特别是,实验例B1~B2的显示装置对于炫光的抑制极其优异。另一方面,实验例B4~B5的显示装置的炫光明显。
工业上的可利用性
本发明的触控面板笔用书写片、触控面板、触控面板系统和显示装置在能够使触控面板笔的书写感保持良好的方面有用。另外,本发明的触控面板笔用书写片的筛选方法在能够高效地进行书写片的产品设计、品质管理的方面有用。
附图标记说明
1:塑料膜
2:树脂层
10:触控面板笔用书写片
81:触控面板笔
82:可移动台
83:砝码
84:保持工具
85:基座
- 触控面板笔用书写片、触控面板、触控面板系统、显示装置和触控面板笔用书写片的筛选方法
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