JP6147620B2

JP6147620B2 - 透明触感フィルム及びその製造方法

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Publication number: JP6147620B2
Application number: JP2013187607A
Authority: JP
Inventors: 大祐伊藤; 平石　政憲; 政憲平石
Original assignee: Daicel Corp
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2017-06-14
Anticipated expiration: 2033-09-10
Also published as: JP2015055928A

Description

本発明は、タッチパネルなどのペン入力デバイスに利用され、表面のペン入力による書き味（触感）が改善された透明触感フィルム及びその製造方法に関する。

マンマシンインターフェースとしての電子ディスプレイの進歩に伴い、対話型の入力システムが普及し、なかでもタッチパネル（座標入力装置）をディスプレイと一体化した装置がＡＴＭ（現金自動受払機）、商品管理、アウトワーク（外交、セールス）、案内表示、娯楽機器などで広く使用されている。液晶ディスプレイなどの軽量・薄型ディスプレイでは、キーボードレスにでき、その特長が生きることから、モバイル機器にもタッチパネルが使用されるケースが増えている。タッチパネルは、指やペンなどの入力手段によって所定位置を押圧することにより、コンピュータなどに所定の情報等を入力する装置であり、位置検出の方法により、光学方式、超音波方式、静電容量方式、抵抗膜方式などに分類できる。これらの方式のうち、静電容量方式は、静電容量の変化を利用し、位置の検出を行う方式であるが、近年、機能性に優れる点から、ＩＴＯグリッド方式を採用する投影型静電容量方式タッチパネルが、スマートフォン、携帯電話、電子ペーパー、タブレット型パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ペンタブレット、遊戯機器などのモバイル機器で採用されて脚光を浴びている。なかでも、近年、入力手段としてペンを利用したペン入力型タッチパネルも普及しており、スマートフォン、電子ペーパー、タブレット型ＰＣ、ペンタブレット、遊戯機器、ＰＣなどにおいて利用が増加している。タッチパネルのディスプレイの表面には、用途に応じて、ハードコートフィルム、アンチニュートンリングフィルム、軟質フィルムなどが利用されている。

さらに、近年では、コンピュータ用のポインティングデバイスとしてペン入力を利用するペンタブレットも普及しており、前記タッチパネルも含め、ペン入力デバイスと称されている。また、表示パネルの画素数がフルハイビジョンテレビの４倍ある高解像度のテレビ（４Ｋテレビ）のディスプレイにタッチパネルを搭載したテレビや、建築分野や医療分野で利用される高解像度のペン入力デバイスも開発されており、これらのデバイスでは、高度な透明性も要求される。

しかし、ペン入力デバイスが様々な用途に普及するにつれて、ペン入力における書き味についても高度な機能が要求されており、例えば、紙に鉛筆で書くような書き味が要求されているが、軟質フィルムでは、抵抗感が大きすぎて、鉛筆のような書き味にはほど遠かった。

一方、ハードコートフィルムやアンチニュートンリングフィルムなどのフィルムにおいて、表面に凹凸構造を形成する方法で、指でのタッチ感（触感）を向上させるフィルムも提案されている。特開２０１０−１５３２９８号公報（特許文献１）には、ポリエステルフィルムからなる基材の片方の面にハードコート層が積層され、他方の面に金属酸化物からなる透明導電層が積層された積層フィルムであって、ハードコート層の領域表面平均粗さが０．０８〜０．３０μｍ、ＫＥＳ表面摩擦特性値の平均摩擦係数ＭＩＵが０．１３〜０．１７、摩擦係数の変動ＭＭＤが０．００６〜０．０１５であるタッチパネル用積層フィルムが開示されている。この文献には、アクリル系ハードコート液に、平均粒子径２〜７μｍの無機又は有機粒子を含有させたハードコート液が開示されている。さらに、前記無機又は有機粒子の割合が硬化樹脂１００重量部に対して０．５〜２０重量部であること、前記無機又は有機粒子としては、透明性の点から、細孔容積１．７ｍｌ／ｇ以上の多孔質シリカ系微粒子が好ましいことが記載されている。

しかし、このフィルムでも、ハードコート層は、微粒子と架橋性ポリマーとで形成されているため、指での触感はある程度改良されるものの、ペン入力に利用した場合、タッチペンが滑りすぎる。特に、ペン入力の書き始めと途中（書いている最中）とで書き味が一定でなく、鉛筆のような書き味にはほど遠かった。さらに、微粒子を含むため、内部ヘイズが発生し、視認性が低下するため、高度な透明性が要求される用途には適さなかった。また、微粒子の脱落により、傷が発生し、書き味も低下する。

特開２０１０−１５３２９８号公報（請求項１、段落［０００４］［００１３］［００１７］）

従って、本発明の目的は、透明性に優れるとともに、ペン入力デバイスにおいて、紙に対する鉛筆のような書き味で入力できる触感フィルム及びその製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、ペン入力の書き始め及び途中で書き味が略一定である触感フィルム及びその製造方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、反射光による干渉縞の発生を抑制できる触感フィルム及びその製造方法を提供することにある。

本発明の別の目的は、内部ヘイズを抑制でき、高度な透明性を有する触感フィルム及びその製造方法を提供することにある。

本発明者らは、前記課題を達成するため鋭意検討した結果、透明基材フィルムの表面に、線状凸部でボロノイ図のボロノイ境界を形成することにより、透明性を向上できるとともに、ペン入力デバイスにおいて、紙に対する鉛筆のような書き味でペンを用いて情報を入力できることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明の触感フィルムは、透明基材フィルムと、この透明基材フィルムの少なくとも一方の面でボロノイ図のボロノイ境界を形成する線状凸部とを含む。本発明の触感フィルムは、ＪＩＳＫ７１３６に準拠した全光線透過率及びヘイズが、それぞれ８５％以上及び３０％以下であってもよい。前記線状凸部の平均幅及び平均高さは、それぞれ１０〜３００μｍ及び１〜２０μｍであってもよい。前記線状凸部は、触感フィルム表面全体に対して５〜８０％の面積を占めてもよい。前記ボロノイ図のボロノイ領域（ボロノイ分割したときに形成される多角形）の平均面積は０．０１〜１６ｍｍ^２であってもよい。ボロノイ境界が形成された表面において、有効測定距離を２０ｍｍとしたとき、前半１０ｍｍの摩擦係数の標準偏差と後半１０ｍｍの摩擦係数の標準偏差との比（前者／後者）は０．２５〜４であってもよい。ボロノイ境界が形成された表面において、ＪＩＳＢ０６１０に準拠した転がり円最大高さうねり（ＷＥＭ）は５〜５０μｍであってもよい。前記透明基材フィルム及び線状凸部は、透明樹脂で形成されていてもよい。

本発明には、透明基材フィルムの少なくとも一方の面に線状凸部前駆体を印刷する印刷工程を含む前記触感フィルムの製造方法も含まれる。

本発明では、透明基材フィルムの表面に、線状凸部でボロノイ図のボロノイ境界が形成されているため、透明性を向上できるとともに、ペン入力デバイスにおいて、紙に対する鉛筆のような書き味でペンを用いて情報を入力できる。特に、ペン入力の書き始め及び途中で書き味（動作距離に対する摩擦係数のプロファイル）を一定に調整できるため、微妙なペン入力が可能となり、高度な機能を有するペン入力デバイスにも対応できる。また、ボロノイ図は完全なランダム構造であるため、反射光の干渉による虹色化（モアレ）を抑制できる。さらに、微粒子を含まないため、内部ヘイズを抑制でき、高度な透明性を実現できる。

図１は、ボロノイ図の一部を示す図である。図２は、紙に６Ｂ鉛筆を摺動させたときの動作距離に対する摩擦係数のグラフである。図３は、紙にＨＢ鉛筆を摺動させたときの動作距離に対する摩擦係数のグラフである。図４は、実施例１で得られた触感フィルムの動作距離に対する摩擦係数のグラフである。図５は、実施例２で得られた触感フィルムの動作距離に対する摩擦係数のグラフである。図６は、実施例３で得られた触感フィルムの動作距離に対する摩擦係数のグラフである。図７は、実施例４で得られた触感フィルムの動作距離に対する摩擦係数のグラフである。

［触感フィルム］
本発明の触感フィルムには、透明基材フィルムの少なくとも一方の面（例えば、ディスプレイの最表面に位置する側の片面）に線状凸部でボロノイ図（Ｖｏｒｏｎｏｉｄｉａｇｒａｍ）のボロノイ境界が形成されている。

図１は、ボロノイ図の一部を示す図である。図１に示すように、ボロノイ図は、ある距離空間の上の任意の位置に配置された複数個の点（母点）１に対して、同一距離空間上の他の点がどの点に近いかによって領域（ボロノイ領域）２に分けられた図であり、ボロノイ領域２の境界線はボロノイ境界３と称され、ボロノイ境界３の交点はボロノイ点４と称される。

すなわち、ボロノイ図では、ボロノイ境界によって形成された複数のボロノイ領域がランダムに配列された構造を有するため、ペン入力の際、入力方向に影響されず、ペンが線状凸部を安定して横断し、ペン入力の書き始め及び途中で（ペン入力の間）、動作距離に対する摩擦係数のプロファイルを略一定に調整できる。そのため、本発明の触感フィルムをペン入力デバイスのディスプレイに利用すると、紙に対する鉛筆のような書き味で入力できる。また、ボロノイ図は完全にランダムな構造であるため、反射光の干渉による虹色化（モアレ）を抑制できる。

なお、ボロノイ図については、文献「F. Aurenhammer, “Voronoi Diagrams -A Survey of a Fundamental Geometric Data Structure,” ACM Computing Surveys, 23 (1991), 345-405」、「A. Okabe, B. Boots, K. Sugihara and S.-N. Chiu, Spatial Tessellations -Concepts and Applications of Voronoi Diagrams, 2nd Edition, John Wiley and Sons, Inc., Chichester, 2000」、「S. Fortune, “Voronoi Diagrams and Delaunay Triangulations, ” in Computing in Euclidean Geometry, 2nd Edition, D. -Z. Du and F. Hwang, eds., World Scientific, Singapore, 225-265, 1995」などに記載されており、ボロノイ領域Ｖ(ｐ_ｉ)は、距離空間内の有限部分集合Ｐ＝｛ｐ_１，ｐ_２，…ｐ_ｎ｝及び距離ｄに対して、
Ｖ(ｐ_ｉ)＝｛ｐ｜ｄ(ｐ，ｐ_ｉ)＜ｄ(ｐ，ｐ_ｉ)，ｊ≠ｉ｝
で表され、ボロノイ図は、｛Ｖ(ｐ_１)，Ｖ(ｐ_２)，…Ｖ(ｐ_ｎ)｝で表される。

（透明基材フィルム）
透明基材フィルムは、透明材料で形成されていればよく、用途に応じて選択でき、ガラスなどの無機材料であってもよいが、強度や成形性などの点から、有機材料が汎用される。有機材料としては、例えば、セルロース誘導体、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、（メタ）アクリル系樹脂などの高分子が挙げられる。これらのうち、セルロースエステル、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂などが汎用される。

セルロースエステルとしては、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）などのセルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレートなどのセルロースアセテートＣ_３−４アシレートなどが挙げられる。ポリエステル樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリアルキレンアリレートなどが挙げられる。ポリイミド樹脂としては、ポリイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド、ポリアミドイミドなどが挙げられる。

これらのうち、耐熱性や透明性などのバランスに優れる点から、ＰＥＴやＰＥＮなどのポリＣ_２−４アルキレンアリレートが好ましい。また、線状凸部を金属材料で形成する場合など、高い耐熱性が要求される場合には、ポリイミド樹脂が好ましい。さらに、有機材料で形成された基材フィルムは、二軸延伸したフィルムであってもよい。

透明基材フィルムは、線状凸部との密着性を向上させるために、少なくとも線状凸部を形成する側の表面に易接着層を有していてもよい。易接着層は、通常、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ウレタン系樹脂などの慣用の接着性樹脂で形成されており、例えば、透明基材フィルムがポリエステル樹脂である場合、接着性樹脂は、低分子量のポリエステル系樹脂、脂肪族ポリエステル樹脂、非晶性ポリエステル樹脂などであってもよい。

透明基材フィルムは表面処理されていてもよい。表面処理としては、慣用の表面処理、例えば、コロナ放電処理、火炎処理、プラズマ処理、オゾンや紫外線照射処理などが挙げられる。

透明基材フィルムは、必要に応じて、慣用の添加剤、例えば、安定化剤（酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐光安定剤、熱安定化剤など）、着色剤、結晶核剤、可塑剤、難燃剤、難燃助剤、帯電防止剤、分散剤、抗菌剤などの添加剤を含んでいてもよい。これらの添加剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。さらに、透明基材フィルムは、表面の凸部を形成しない粒径や割合であれば、粒状充填剤を含んでいてもよいが、透明樹脂で形成されている場合、内部ヘイズを抑制できる点からも、粒状充填剤（微粒子）を含まないのが好ましく、光の波長よりも大きなサイズの他の添加剤も含まないのが好ましい。

透明基材フィルムの厚み（平均厚み）は、用途に応じて、１０μｍ〜１ｍｍ程度の範囲から選択でき、例えば、１０〜５００μｍ、好ましくは２０〜３００μｍ、さらに好ましくは３０〜２００μｍ程度である。

（線状凸部）
線状凸部は、触感フィルム表面において、ボロノイ図のボロノイ境界を形成する。すなわち、本発明の触感フィルムでは、線状凸部がボロノイ図における完全にランダムな閉じた区画を形成するため、ペン入力デバイスにおいて、ペンが安定して線状凸部を横断するため、ペンの書き味を向上できる。

本発明では、ペン入力デバイスにおいて、紙に対する鉛筆のような書き味でペンを用いて情報を入力するため、前記線状凸部（ボロノイ境界を構成する線状凸部）は、触感フィルム表面において、所定の面積で形成されている。具体的には、触感フィルム表面全体に対して線状凸部の占める面積割合（表面積ではなく、平面写真に基づく仮想面積割合）は５〜８０％であり、好ましくは８〜５０％（例えば、１０〜４０％）、さらに好ましくは１２〜３０％（特に１５〜２０％）程度である。線状凸部の面積割合が小さすぎると、ペン入力による摩擦係数が小さくなるため、書き味が低下し、多すぎると、ペン入力の書き始めと途中とで書き味が異なる。なお、本発明では、線状凸部の面積割合は、具体的には、後述する実施例に記載の方法で測定できる。

ボロノイ領域（ボロノイ分割したときに形成される多角形）の平均面積は、例えば、０．０１〜１６ｍｍ^２程度の範囲から選択でき、例えば、０．０２〜４ｍｍ^２、好ましくは０．０４〜０．８１ｍｍ^２、さらに好ましくは０．０９〜０．３６ｍｍ^２（特に０．１５〜０．２５ｍｍ^２）程度である。ボロノイ領域の平均径が小さすぎると、ペン入力の書き始めと途中とで書き味が異なる。一方、大きすぎると、ペン入力による摩擦係数が小さくなるため、書き味が低下する。なお、本発明では、ボロノイ領域の平均面積は、具体的には、ボロノイ領域を形成するための版に基づいて、ボロノイ領域を形成する多角形の数から算出される。

線状凸部の平均幅は１０〜３００μｍ程度の範囲から選択でき、例えば、３０〜２００μｍ、好ましくは５０〜１５０μｍ（特に８０〜１２０μｍ）程度である。平均幅が小さすぎると、ペン入力による摩擦係数が小さくなるため、書き味が低下する。一方、大きすぎても、ペン入力による摩擦係数が小さくなるため、書き味が低下する。

線状凸部の平均高さは１〜２０μｍ程度の範囲から選択でき、例えば、１．５〜１５μｍ、好ましくは２〜１０μｍ、さらに好ましくは２．５〜８μｍ（特に３〜５μｍ）程度である。平均高さが小さすぎると、ペン入力による摩擦係数が小さくなるため、書き味が低下する。一方、大きすぎると、ペンが引っ掛かりすぎるため、書き味が低下する。

なお、本発明では、ボロノイ領域の平均径、線状凸部の平均幅及び平均高さは、後述する実施例に記載の方法で測定できる。

線状凸部で形成されたボロノイ境界は、透明基材フィルムの少なくとも一方の面に形成されていればよく、透明基材フィルムの少なくとも一方の面に直接形成されていてもよく、透明基材フィルムの上に形成された他の層（後述する多孔質層など）の上に形成されていてもよい。さらに、線状凸部は、透明基材フィルムに直接形成される場合、鋳型を用いる方法、切削加工、エッチングなどにより、透明基材フィルムと一体化した同一の材料（透明材料）で形成されていてもよいが、簡便性や生産性などの点から、透明基材フィルムとは異なる材料を用いて印刷により形成するのが好ましい。他の層の上に線状凸部を形成する場合も、通常、印刷により他の層とは異なる材料で形成される。

他の材料としては、透明材料に限定されず、非透明材料、例えば、金属材料（金、銀、銅など）などであってもよいが、触感フィルムの透明性を向上できる点から、透明材料が好ましい。透明材料としては、透明基材フィルムの項で例示された透明樹脂であってもよいが、線幅の小さいボロノイ境界を形成し易い点から、硬化性樹脂（熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂など）が好ましい。

熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、ビニルエステル樹脂、ポリウレタンなどが挙げられる。これらの熱硬化性樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、透明性及び強度のバランスに優れる点から、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタンなどが好ましい。

光硬化性樹脂としては、例えば、光硬化性ポリエステル、光硬化性アクリル系樹脂、光硬化性エポキシ（メタ）アクリレート、光硬化性ウレタン（メタ）アクリレートなどが挙げられる。これらの光硬化性樹脂は単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、透明性及び強度のバランスに優れる点から、光硬化性アクリル系樹脂が好ましい。

本発明では、透明性、耐久性及び生産性に優れる点から、紫外線や電子線などの活性エネルギー線で硬化可能な光硬化性アクリル系樹脂が特に好ましい。

光硬化性アクリル系樹脂としては、分子内に２以上（例えば、２〜８程度）の（メタ）アクリロイル基を有する（メタ）アクリレートが汎用され、例えば、２〜８官能（メタ）アクリレート、２官能以上のオリゴマー又は樹脂などが含まれる。

２官能（メタ）アクリレートとしては、例えば、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレートなどのアルカンジオールジ（メタ）アクリレート；グリセリンジ（メタ）アクリレートなどのアルカンポリオールジ（メタ）アクリレート；ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレートなどのポリアルキレングリコールジ（メタ）アクリレート；ビスフェノール類のＣ_２−４アルキレンオキサイド付加体のジ（メタ）アクリレート；アダマンタンジ（メタ）アクリレートなどの橋架け環式ジ（メタ）アクリレートなどが例示できる。

３官能以上（３〜８官能程度）の（メタ）アクリレートとしては、例えば、多価アルコールと（メタ）アクリル酸とのエステル化物、例えば、グリセリントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート；ジトリメチロールプロパンテトラ（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ペンタ（メタ）アクリレート；ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。さらに、これらの多官能（メタ）アクリレートにおいて、多価アルコールは、アルキレンオキシド（例えば、エチレンオキシドなどのＣ_２−４アルキレンオキシド）の付加体であってもよい。これらの多官能（メタ）アクリレートは、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。

２官能以上のオリゴマー又は樹脂としては、例えば、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、シリコーン（メタ）アクリレートなどが挙げられる。これらのうち、ウレタン（メタ）アクリレートが汎用される。

これらの光硬化性アクリル系樹脂のうち、強度及び硬度が高く、耐久性を向上でき、かつ表面におけるペンの滑り性を向上できる点から、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートやジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートなどの３官能以上（特に４〜８官能）の（メタ）アクリレートが好ましい。

光硬化性アクリル系樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、触感を向上させる点から、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ（ＧＰＣ）において、ポリスチレン換算で、５００以上であってもよく、例えば、５００〜１００００、好ましくは６００〜９０００、さらに好ましくは７００〜８０００（特に１０００〜５０００）程度であってもよい。分子量が小さすぎると、触感が低下し、分子量が大きすぎると、成膜性や取り扱い性が低下する。

線状凸部が硬化性樹脂で形成されている場合、重合開始剤を含んでいてもよい。重合開始剤は、熱重合開始剤（ベンゾイルパーオキサイドなどの過酸化物などの熱ラジカル発生剤）であってもよく、光重合開始剤（光ラジカル発生剤）であってもよい。好ましい重合開始剤は、光重合開始剤である。光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン類又はプロピオフェノン類、ベンジル類、ベンゾイン類、ベンゾフェノン類、チオキサントン類、アシルホスフィンオキシド類などが例示できる。光重合開始剤には、慣用の光増感剤や光重合促進剤（例えば、第三級アミン類など）が含まれていてもよい。重合開始剤の割合は、硬化性樹脂１００重量部に対して０．１〜２０重量部、好ましくは０．５〜１０重量部、さらに好ましくは１〜８重量部（特に１〜５重量部）程度であってもよい。

硬化性樹脂（硬化前の硬化性樹脂）は、塗工性などの点から、さらに溶媒を含んでいるのが好ましい。溶媒は、バインダー成分（前記ビニル系化合物や熱可塑性エラストマーなど）の種類及び溶解性に応じて選択でき、少なくとも固形分を均一に溶解できる溶媒であればよい。そのような溶媒としては、例えば、ケトン類、エーテル類、炭化水素類、エステル類、水、アルコール類、セロソルブ類、スルホキシド類、アミド類などが例示できる。これらの溶媒は、単独で又は二種以上組み合わせて使用でき、混合溶媒であってもよい。これらの溶媒のうち、イソプロパノールなどのアルコール類、トルエンなどの芳香族炭化水素類などが汎用される。硬化性樹脂は、さらに透明基材フィルムの項で例示された添加剤を含んでいてもよい。

（他の層）
本発明の触感フィルムは、多孔質層を介して線状凸部（ボロノイ境界）が形成されていてもよい。多孔質層を介在させることにより、線幅の細い線状凸部を容易に形成できるとともに、金属材料で形成された線状凸部に対する密着性も向上できる。一方、高い透明性が要求される用途では、多孔質を介在させることなく、透明基材に線状凸部を直接形成するのが好ましい。

多孔質層の平均孔径は、例えば、０．０５〜３０μｍ、好ましくは０．１〜２０μｍ、さらに好ましくは０．３〜１０μｍ（特に０．５〜５μｍ）程度である。多孔質層の空孔率は、例えば、１０〜９０％、好ましくは３０〜８５％、さらに好ましくは５０〜８０％（特に６０〜７５％）程度である。孔径及び空孔率が小さすぎると、線幅の細い線状凸部を形成するのが困難となり、大きすぎると、線状凸部の高さが低くなり、書き味が低下する。

多孔質層は、透明基材フィルムの項で例示された透明樹脂で形成されていてもよく、通常、透明基材フィルムと同一又は同種の透明樹脂で形成されている。例えば、透明基材フィルムがポリイミドで形成されている場合、多孔質層は、ポリアミドイミドなどのポリイミド樹脂であってもよい。

多孔質層も、透明基材フィルムの項で例示された添加剤を含んでいてもよい。

多孔質層の厚み（平均厚み）は、例えば、０．１〜１００μｍ、好ましくは０．５〜７０μｍ、さらに好ましくは１〜５０μｍ程度である。

多孔質層の製造方法としては、湿式相転換法、乾式相転換法、溶媒置換速度調整材を用いる方法などの慣用の方法を利用でき、例えば、ＷＯ２００７／０９７２４９号パンフレットに記載の方法などを利用できる。

本発明の触感フィルムは、さらに他の機能層、例えば、透明導電層、アンチニュートンリング層、防眩層、光散乱層、反射防止層、偏光層、位相差層などの層と組み合わせてもよい。

（触感フィルムの表面特性）
本発明の触感フィルムの表面には、前記線状凸部でボロノイ図のボロノイ境界が形成されており、ボロノイ境界が形成された表面において、有効測定距離を２０ｍｍとしたとき、平均摩擦係数は０．０５以上であってもよく、例えば、０．０８〜０．５、好ましくは０．１〜０．４、さらに好ましくは０．１２〜０．３（特に０．１５〜０．２５）程度である。摩擦係数が低すぎると、滑りすぎる傾向があり、高すぎると、引っ掛かりすぎる。

摩擦係数の標準偏差は０．０１以上であってもよく、例えば、０．０１〜０．２、好ましくは０．０２〜０．１５、さらに好ましくは０．０３〜０．１２（特に０．０５〜０．１）程度である。標準偏差が小さすぎると、引っ掛かり感が低下し、標準偏差が大きすぎると、書き味が低下する。

さらに、前半１０ｍｍの標準偏差と後半１０ｍｍの標準偏差との比（前者／後者）は０．２５〜４であってもよく、例えば、０．４〜３、好ましくは０．５〜２．５、さらに好ましくは０．８〜２（特に１〜１．５）程度である。この比がこれらの範囲にあると、ペン入力の書き始め及び途中で（ペン入力の間）、動作距離に対する摩擦係数のプロファイルを略一定に調整できるため、ペン入力デバイスに利用すると、紙に対する鉛筆のような書き味で入力できる。一方、この比が小さすぎたり、大きすぎると、書き味が低下する。

本明細書では、摩擦係数は、静動摩擦測定機を用いて測定でき、詳細には、後述の実施例に記載された方法で測定できる。

触感フィルムの表面には、ボロノイ境界が形成された表面において、ＪＩＳＢ０６１０に準拠した転がり円最大高さうねり（Ｗ_ＥＭ）が５μｍ以上（例えば、５〜１００μｍ程度）であり、例えば、５〜５０μｍ、好ましくは６〜３０μｍ、さらに好ましくは７〜２０μｍ（特に８〜１５μｍ）程度である。本発明では、Ｗ_ＥＭがこのような範囲に調整されているため、ペン入力デバイスにおいて、プラスチックペン（例えば、ポリオキシメチレンで形成されたペン）で入力すると、ペン先が凸部に適度に引っ掛かるためか、ペン入力の書き始め及び途中で書き味を略一定に調整できる。Ｗ_ＥＭが小さすぎると、ペン入力デバイスにおいて、滑らずに引っ掛かりすぎて、抵抗感が発生する。

本明細書では、転がり円最大高さうねり（Ｗ_ＥＭ）は、ＪＩＳＢ０６１０に準拠して測定でき、詳細には、後述の実施例に記載された方法で測定できる。

（触感フィルムの他の特性）
本発明の触感フィルムは、ＪＩＳＫ７１３６に準拠した全光線透過率が７０％以上であるが、多孔質層を介在させることなく、透明基材フィルムの表面に線状凸部でボロノイ境界を直接形成した場合には、高度な透明性を実現でき、全光線透過率が８５％以上であってもよく、例えば、８５〜９９．９％、好ましくは８６〜９９．５％、さらに好ましくは８８〜９９％（特に、９０〜９５％）程度である。

本発明の触感フィルムは、微粒子を含まないため、内部ヘイズが抑制されている。そのため、本発明の触感フィルムは、例えば、ＪＩＳＫ７１３６に準拠したヘイズは、５０％以下に調整してもよく、例えば、３０％以下（例えば、０．１〜３０％）、好ましくは０．３〜２５％（例えば、０．５〜２０％）、さらに好ましくは１〜１５％（特に３〜１０％）程度である。本発明では、ヘイズを抑制できるため、高精細表示ディスプレイにも適している。

（触感フィルムの用途）
本発明の触感フィルムは、ディスプレイの最表面に配設するために用いてもよく、ペン入力の書き始め及び途中で書き味を略一定に調整でき、紙に対する鉛筆のような書き味で入力できるため、ペン入力型タッチパネルのディスプレイやペンタブレットなどのペン入力デバイスに利用でき、ディスプレイの最表面に位置するように配設される。特に、本発明の触感フィルムは、透明性及び書き味に優れるため、各種のペン入力型タッチパネル（特にＩＴＯグリッド方式を採用する投影型静電容量方式タッチパネル）のディスプレイ、特に、４Ｋテレビのディスプレイにタッチパネルを搭載した高解像度のテレビや、建築分野や医療分野で利用される高解像度のペン入力デバイスのディスプレイの操作に適している。

ペン入力デバイスで用いられるペン（接触子）は、プラスチックや金属などの硬質材料で形成されていればよく、通常、プラスチックで形成されている。プラスチックとしては、例えば、強度や耐久性などの点から、例えば、ポリアセタール樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリスルホン系樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は、単独で又は二種以上組み合わせて使用できる。これらのうち、軽量で強度が高く、耐摩耗性などの耐久性や摺動性にも優れる点から、ポリオキシメチレンなどのポリアセタール樹脂が好ましい。ペン先の形状は、特に限定されないが、通常、曲面形状（Ｒ状）である。ペン先の平均径は、特に限定されないが、例えば、０．１〜１０ｍｍ程度の範囲から選択でき、好ましくは０．３〜８ｍｍ、更に好ましくは０．３〜５ｍｍ程度であるが、通常、０．５〜３ｍｍ（特に０．６〜２ｍｍ）程度である。

［触感フィルムの製造方法］
本発明の触感フィルムは、鋳型を用いる方法、切削加工、エッチングなどにより、線状凸部と透明基材フィルムとが一体化したフィルムとして製造してもよいが、簡便性や生産性などの点から、透明基材フィルムの少なくとも一方の面（多孔質層が形成されている場合、多孔質層の上）に線状凸部前駆体を印刷する印刷工程を含む製造方法により製造するのが好ましい。

印刷工程において、線状凸部前駆体を印刷する方法としては、例えば、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、凹版印刷法（例えば、グラビア印刷法など）、オフセット印刷法、凹版オフセット印刷法、フレキソ印刷法などが挙げられる。これらの方法のうち、スクリーン印刷法、グラビア印刷法などが好ましい。なお、スクリーン印刷法により、透明基材フィルムに線状凸部を直接印刷する場合、通常、印刷後のパターンの幅（線径）は、設定幅よりも大きくなるため、目的の線幅よりも大きい設定幅に調整される。

印刷工程において、透明基材フィルムの上に形成された線状凸部前駆体のパターン（ボロノイ境界）は、通常、固化工程に供される。

固化工程において、線状凸部が硬化性樹脂で形成されている場合、未硬化の硬化性樹脂は、硬化処理に供される。未硬化の硬化性樹脂を含む前駆体が有機溶媒を含有する場合など、塗布後は、必要に応じて乾燥を行ってもよい。乾燥は、例えば、４０〜１５０℃、好ましくは５０〜１２０℃、さらに好ましくは６０〜１００℃程度の温度で行ってもよい。

硬化処理において、前駆体は、重合開始剤の種類に応じて加熱して硬化させてもよいが、通常、活性エネルギー線を照射することにより硬化できる。活性エネルギー線としては、例えば、放射線（ガンマー線、Ｘ線など）、紫外線、可視光線、電子線（ＥＢ）などが利用でき、通常、紫外線、電子線である場合が多い。

光源としては、例えば、紫外線の場合は、ＤｅｅｐＵＶランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、レーザー光源（ヘリウム−カドミウムレーザー、エキシマレーザーなどの光源）などを用いることができる。照射光量（照射エネルギー）は、塗膜の厚みにより異なるが、例えば、５０〜１００００ｍＪ／ｃｍ^２、好ましくは７０〜７０００ｍＪ／ｃｍ^２、さらに好ましくは１００〜５０００ｍＪ／ｃｍ^２程度であってもよい。

電子線の場合は、電子線照射装置などの露光源によって、電子線を照射する方法が利用できる。照射量(線量)は、塗膜の厚みにより異なるが、例えば、１〜２００ｋＧｙ（グレイ）、好ましくは５〜１５０ｋＧｙ、さらに好ましくは１０〜１００ｋＧｙ（特に２０〜８０ｋＧｙ）程度である。加速電圧は、例えば、１０〜１０００ｋＶ、好ましくは５０〜５００ｋＶ、さらに好ましくは１００〜３００ｋＶ程度である。

なお、活性エネルギー線の照射は、必要であれば、不活性ガス（例えば、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなど）雰囲気中で行ってもよい。

線状凸部が金属材料で形成されている場合、線状凸部前駆体は、通常、金属粒子、分散剤及び溶媒を含む金属ペーストであり、金属ペーストを焼成処理に供することにより、金属材料で形成された線状凸部が得られる。焼成処理は、金属材料の種類に応じて、金属粒子を焼結できる温度から選択でき、例えば、１５０〜３００℃、好ましくは１８０〜２８０℃、さらに好ましくは２００〜２６０℃程度である。

以下に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。実施例及び比較例で得られた触感フィルムを以下の項目で評価した。

［線状凸部の線幅（平均幅）、区画の平均面積］
ＣＣＤカメラ［ライカマイクロシステムズ（株）製「ライカＤＶＭ５０００」］を用いてサンプルを撮影し、観察画像より、線幅及び区画面積を測定した。

［ボロノイ領域の平均面積］
ボロノイ領域を形成するための版に基づいて、ボロノイ領域を形成する多角形の数から算出した。

［線状凸部の平均高さ、占有面積］
非接触表面形状測定装置［（株）菱化システム製「ＶｅｒｔＳｃａｎ２．０」］を用いて、サンプルの表面形状を測定した。さらに、観察画像より、高さ１μｍ以上（閾値１μｍ）の粒子解析を行い、凸部の占有面積を算出した。

［光学特性］
ヘイズメーター（日本電色（株）製、商品名「ＮＤＨ−５０００Ｗ」）を用いて、ＪＩＳＫ７１３６に準拠して、ヘイズ（ＨＺ）、全光線透過率（ＴＴ）を測定した。

［書き味］
ＮｉｎｔｅｎｄｏＤＳ（登録商標）用タッチペンで書き味を評価し、以下の基準で評価した。

○：紙に対する鉛筆の書き味に近い
×：滑り性が大きく、紙に対する鉛筆の書き味とは異なっている。

［転がり円最大高さうねり（Ｗ_ＥＭ）］
ＪＩＳＢ０６１０に準拠し、表面粗さ形状測定機（（株）東京精密製「サーフコム５７０Ａ」）を用いて、以下の条件で転がり円最大高さうねり（Ｗ_ＥＭ）を測定した。

測定子：うねり測定子（０１０２５０５）
測定子の仕様：８００μｍＲ、ルビー
駆動速度：３ｍｍ／ｓ
λｆ低減カットオフ値：８ｍｍ
測定長さ：１５ｍｍ。

［摩擦係数］
静動摩擦測定機（（株）トリニティーラボ製「ハンディートライボマスターＴＬ２０１Ｔｓ」）を用いて、測定条件（荷重５０ｇ重、速度５０ｍｍ／秒）で摩擦力を測定した。接触子としては、ポリオキシメチレン製ペン（ペン先径０．８ｍｍφ）を使用し、フィルムに対して４５°の角度で摺動させた。なお、参考例として、紙（（株）カウネット製「コピーペーパースタンダードタイプ」）に対して鉛筆（三菱鉛筆（株）製「ユニ６Ｂ」及び「ユニＨＢ」）を摺動させた。

［使用材料］
透明ＰＥＴ基材フィルム：東洋紡（株）製「Ａ４３００」、厚み１００μｍ
ＨＺ５％透明基材フィルム：下記方法で調製したフィルム
側鎖に重合性不飽和基を有するアクリル樹脂（（株）ダイセル製「サイクロマーＰ（ＡＣＡ）３２０Ｍ」）４重量部、セルロースアセテートプロピオネート（イーストマン社製「ＣＡＰ−４８２−２０」）２重量部、多官能アクリル系ＵＶ硬化性化合物（ダイセル・サイテック（株）製「ＤＰＨＡ」）１６重量部、アクリル系ＵＶ硬化性化合物（ＪＳＲ（株）製「デソライトＺ７５０１」）２０重量部、光開始剤（ＢＡＳＦ社製「イルガキュア９０７」）０．５重量部をメチルエチルケトン４０重量部と１−ブタノール６重量部、１−メトキシ−２−プロパノール６部、シクロヘキサノン６部の混合溶剤に溶解した。この溶液を、ワイヤーバー＃２４を用いて透明ＰＥＴ基材フィルム（Ａ４３００）上に流延した後、９５℃のオーブン内で２分間放置し、溶媒を蒸発させて厚さ約７μｍのコート層を形成させた。そして、コート層に、高圧水銀ランプ（アイグラフィックス社製）からの紫外線を紫外線照射量２００ｍＪ／ｃｍ^２で照射し、ＵＶ硬化処理した。

ＨＺ１３％透明基材フィルム：下記方法で調製したフィルム
側鎖に重合性不飽和基を有するアクリル樹脂（サイクロマーＰ（ＡＣＡ）３２０Ｍ）６重量部、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ−４８２−２０）２重量部、多官能アクリル系ＵＶ硬化性化合物（ＤＰＨＡ）６重量部、シリコーン含有アクリル系ＵＶ硬化性化合物（ダイセル・サイテック（株）製「ＥＢ１３６０」）１重量部、光開始剤（イルガキュア９０７）０．５重量部をメチルエチルケトン２５重量部と１−ブタノール１２．１５重量部の混合溶剤に溶解した。この溶液を、ワイヤーバー＃２４を用いて透明ＰＥＴ基材フィルム（Ａ４３００）上に流延した後、９０℃のオーブン内で２分間放置し、溶媒を蒸発させて厚さ約７μｍのコート層を形成させた。そして、コート層に、高圧水銀ランプ（アイグラフィックス社製）からの紫外線を約１０秒間照射し、ＵＶ硬化処理した。

ＨＺ２０％透明基材フィルム：下記方法で調製したフィルム
側鎖に重合性不飽和基を有するアクリル樹脂（サイクロマーＰ（ＡＣＡ）３２０Ｍ）５重量部、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ−４８２−２０）３重量部、多官能アクリル系ＵＶ硬化性化合物（ＤＰＨＡ）５重量部、シリコーン含有アクリル系ＵＶ硬化性化合物（ＥＢ１３６０）２重量部、光開始剤（イルガキュア９０７）０．５重量部をメチルエチルケトン２５重量部と１−ブタノール１２．１５重量部の混合溶剤に溶解した。この溶液を、ワイヤーバー＃２４を用いて透明ＰＥＴ基材フィルム（Ａ４３００）上に流延した後、９０℃のオーブン内で２分間放置し、溶媒を蒸発させて厚さ約７μｍのコート層を形成させた。そして、コート層に、高圧水銀ランプ（アイグラフィックス社製）からの紫外線を約１０秒間照射し、ＵＶ硬化処理した。

硬化性樹脂：ＵＶ硬化性インク、十条ケミカル（株）製「４１００ＧＡＲＬＣＳ」

［干渉縞の評価方法］
白画面を表示させたペン入力タブレット（ＳＵＭＳＵＮＧ（株）製「Ｇａｌａｘｙｎｏｔｅ」）の上にフィルムを載置し、干渉縞の有無を目視観察し、以下の基準で判定した。

○：干渉縞が見られない
×：干渉縞が見られる。

実施例１
スクリーン印刷機（東海精機（株）製「ＳＳＡ−ＰＣ２５０ＩＰ」、スクリーン版のサイズ：線径５０μｍ、ボロノイ領域の平均面積０．２ｍｍ^２）を用いて、印刷速度３０ｍｍ／秒、印刷圧力０．２ＭＰａの条件で、硬化性樹脂を透明ＰＥＴ基材フィルムの片面にスクリーン印刷してボロノイ境界パターンを形成し、紫外線照射装置（アイグラフィックス（株）製、メタルハライドランプ）を用いて、照射量２５０ｍＪ／ｃｍ^２で紫外線を照射して、硬化処理を行い、ボロノイ境界パターンを硬化させ、触感フィルムを得た。

実施例２〜４
透明ＰＥＴ基材フィルムの代わりに、それぞれＨＺ５％透明基材フィルム、ＨＺ１３％透明基材フィルム、ＨＺ２０％透明基材フィルムを用いる以外は実施例１と同様にして触感フィルムを得た。

参考例１
線径５０μｍ、１０００メッシュのスクリーン版を用いる以外は実施例１と同様にして、表面に線状凸部が格子状に形成された触感フィルムを得た。

得られた触感フィルムの線状凸部サイズ、光学特性、書き味、Ｗ_ＥＭ、摩擦係数、干渉縞の有無を評価した結果を表１に示す。なお、参考例２として、紙に鉛筆（６Ｂ及びＨＢ）を摺動させたときの摩擦係数も併せて示す。

表１の結果から明らかなように、実施例の触感フィルムは、透明性及び書き味に優れる上に、干渉縞の発生もない。

さらに、紙に６Ｂの鉛筆を摺動させたときの動作距離に対する摩擦係数のグラフを図２に示し、紙にＨＢの鉛筆を摺動させたときの動作距離に対する摩擦係数のグラフを図３に示し、実施例１〜４の触感フィルムにペンを摺動させたときの動作距離に対する摩擦係数のグラフを図４〜７に示す。図２〜７の結果から明らかなように、実施例の触感フィルムは、ペン入力の書き始め及び途中で動作距離に対する摩擦係数のプロファイルが一定であり、紙に鉛筆を摺動させたときのプロファイルに類似する。

本発明の触感フィルムは、ペンを用いて入力される各種のデバイス、例えば、ＰＣ、テレビ、携帯電話（スマートフォン）、電子ペーパー、遊技機器、モバイル機器、時計、電卓などの電気・電子又は精密機器の表示部において、表示装置（液晶表示装置、プラズマディスプレイ装置、有機又は無機ＥＬ表示装置など）と組み合わせて用いられるペン入力型タッチパネル（特に、ＩＴＯグリッド方式を採用する投影型静電容量方式タッチパネルのディスプレイ）、ペンタブレットなどのコンピュータ用ポインティングデバイスなどに利用できる。

なかでも、プラスチックペンでの入力を紙に対する鉛筆のような書き味で入力できるため、スマートフォン、携帯電話、電子ペーパー、タブレット型ＰＣ、ペンタブレット、遊戯機器、ＰＣなどのペン入力型タッチパネルのディスプレイに有用であり、特に、透明性及び書き味に優れるため、４Ｋテレビのディスプレイにタッチパネルを搭載した高解像度のテレビや、建築分野や医療分野で利用される高解像度のペン入力デバイスのディスプレイに特に有用である。

１…母点
２…ボロノイ領域
３…ボロノイ境界
４…ボロノイ点

Claims

透明基材フィルムと、この透明基材フィルムの少なくとも一方の面でボロノイ図のボロノイ境界を形成する線状凸部とを含み、
前記ボロノイ境界が形成された表面において、有効測定距離を２０ｍｍとしたとき、前半１０ｍｍの摩擦係数の標準偏差と後半１０ｍｍの摩擦係数の標準偏差との比（前者／後者）が０．２５〜４である触感フィルム。
透明基材フィルムと、この透明基材フィルムの少なくとも一方の面でボロノイ図のボロノイ境界を形成する線状凸部とを含み、
前記ボロノイ境界が形成された表面において、ＪＩＳＢ０６１０に準拠した転がり円最大高さうねり（ＷＥＭ）が５〜５０μｍである触感フィルム。
ＪＩＳＫ７１３６に準拠した全光線透過率及びヘイズが、それぞれ８５％以上及び３０％以下である請求項１又は２記載の触感フィルム。
線状凸部の平均幅及び平均高さが、それぞれ１０〜３００μｍ及び１〜２０μｍである請求項１〜３のいずれかに記載の触感フィルム。
線状凸部が、触感フィルム表面全体に対して５〜８０％の面積を占める請求項１〜４のいずれかに記載の触感フィルム。
ボロノイ図のボロノイ領域の平均面積が０．０１〜１６ｍｍ^２である請求項１〜５のいずれかに記載の触感フィルム。
透明基材フィルム及び線状凸部が、透明樹脂で形成されている請求項１〜６のいずれかに記載の触感フィルム。
透明基材フィルムの少なくとも一方の面に線状凸部前駆体を印刷する印刷工程を含む請求項１〜７のいずれかに記載の触感フィルムの製造方法。