JP7177234B2 - ペン入力デバイス - Google Patents

Description

本発明は、ペン入力デバイス用表面材及びペン入力デバイスに関する。

スタイラスペン（接触子）により入力されるペン入力デバイスのディスプレイ面には、例えば、紙にペンで記入した場合のような書き味を実現するためにペン入力デバイス用フィルムが配置される。

ペン入力デバイス用フィルムの入力面には、ペンに対して適度な抵抗を有することが求められる。このため、例えば特許文献１に開示されるように、ベース部にある程度の粒径を有する粒子を分散させることにより、入力面に凹凸を形成したペン入力デバイス用フィルムが開発されている。

特開２０１４－２３２２７７号公報

ところで、高精細画素を有するディスプレイ等の表面に、上記フィルムのようなペン入力デバイス用表面材を装着すると、ディスプレイの出射光がフィルムの入力面の凹凸により屈折したり、ディスプレイの画素が凹凸によるレンズ効果で拡大されて見えたりすることで、ディスプレイのギラツキが発生し、画像が見づらくなることがある。

このギラツキを抑制する方法としては、例えば、入力面の凹凸を小さくしてレンズ効果を低減する方法が考えられるが、ペン入力デバイス用表面材の書き味が低下するおそれがある。

そこで本発明は、ディスプレイに装着した際に発生するギラツキを抑制可能であると共に優れた書き味を有するペン入力デバイス用表面材、及び、ギラツキを抑制可能であると共に優れた書き味を有するペン入力デバイスを提供可能にすることを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明に一態様に係るペン入力デバイス用表面材は、ペンにより入力される凹凸面を有し、走査型白色干渉顕微鏡により測定したときの絶対高さが１．０μｍ以上の凹凸が前記凹凸面に形成され、且つ、前記顕微鏡により測定したときの前記凹凸面の前記絶対高さが１．０μｍ未満の範囲における表面粗さＳａの値が、０．１０以上０．１６以下の範囲の値に設定されている。

上記構成によれば、走査型白色干渉顕微鏡により測定したときの絶対高さが１．０μｍ以上の凹凸が凹凸面に形成されることにより、凹凸面に適度な大きさの凹凸が形成される。このため、ペンで凹凸面に入力する際、ペンの振動及び加速度が、紙にペンで筆記したときのペンの振動及び加速度に近くなり、紙の書き味に近い優れた書き味が得られる。

また、走査型白色干渉顕微鏡により測定したときの凹凸面の絶対高さが１．０μｍ未満の範囲における表面粗さＳａの値が、０．１０以上０．１６以下の範囲の値に設定されることにより、凹凸面に微小な凹凸が形成され、凹凸面の凹凸によるレンズ効果が低減される。これにより、表面材をディスプレイに装着した場合に画素が凹凸面の凹凸によるレンズ効果によって拡大されてディスプレイのギラツキが発生するのが抑制される。

シート状のベース部材と、前記ベース部材の一方の面を被覆するコート層とを備え、前記コート層の前記ベース部材側とは反対側に配置された面が、前記凹凸面であってもよい。

上記構成によれば、例えば共通のベース部材を用いながら、コート層を変更することで、所望の表面形状の凹凸面を形成し易くすることができる。また、ベース部材とコート層とがそれぞれ有する機能を発揮させ易くすることができる。

前記コート層は、前記ベース部材の前記一方の面に沿って延びるベース部と、前記ベース部中に分散された第１粒子と第２粒子とを有し、前記第１粒子の平均粒径が、１０μｍ以上１５μｍ以下の範囲の値に設定され、前記第２粒子の平均粒径が、０．４μｍ以上０．６μｍ未満の範囲の値に設定されていてもよい。また、前記第１粒子がアクリル粒子であり、前記第２粒子がシリカ粒子であってもよい。また前記コート層のヘイズ値が８％以上３９％以下の範囲の値に設定されていてもよい。

これらの各設定を行うことにより、優れた書き味を有しながらディスプレイのギラツキを抑制可能なコート層の凹凸面を形成し易くすることができる。また、コート層が第２粒子を有することで、凹凸面にディスプレイのギラツキを誘発しにくい微小な凹凸を付与できると共に、凹凸面の外光の反射を良好に防止でき、凹凸面に防眩性を付与できる。

ディスプレイの表面に装着したときの前記ディスプレイの輝度分布の標準偏差が、０以上１０以下の範囲の値に設定されていてもよい。ここでディスプレイの輝度分布の標準偏差の値は、ディスプレイ上の輝点のばらつきの程度を示し、ディスプレイのギラツキを定量的に評価できる客観的指標となる。このため上記構成によれば、標準偏差の値を０以上１０以下の範囲の値に設定することで、ペン入力デバイス用表面材を介したディスプレイのギラツキを良好に抑制できる。

表面粗さ形状測定機により測定したときの前記凹凸面の転がり円最大うねりＷ_ＥＭが、８．０以上１２．０以下の範囲の値に設定されていてもよい。このように凹凸面の転がり円最大うねりＷ_ＥＭを設定することにより、ペン入力デバイス用表面材にペンで入力する際、ペンが各保持領域と引っ掛かって離れるときの、ペンの振動によるペンの振動の振幅及びペンの加速度が、紙にペンで筆記したときの、ペンの振動によるペンの振動の振幅及びペンの加速度に近くなり、紙の書き味により近い書き味が得られる。よって、更に優れた書き味のペン入力デバイス用表面材を得ることができる。

光学櫛幅０．５ｍｍの透過像鮮明度が、４５％以上１００％以下の範囲の値に設定されていてもよい。これにより、優れた書き味を有しながらディスプレイのギラツキを抑制できると共に、ディスプレイの出射光を良好に透過可能なペン入力デバイス用表面材を実現できる。

また、本発明の一態様に係るペン入力デバイスは、ディスプレイと、前記ディスプレイの表示領域と重なる位置でペンにより入力される入力面とを備えるペン入力デバイスであって、前記入力面の動摩擦係数が、０．２４以上０．２６以下の範囲の値に設定され、前記ディスプレイの輝度分布の標準偏差が、０以上１０以下の範囲の値に設定されている。

上記構成によれば、ペン入力デバイスにおいて、入力面にペンにより入力した際に優れた書き味が得られると共に、ディスプレイのギラツキを良好に抑制できる。

本発明の各態様によれば、ディスプレイに装着した際に発生するギラツキを抑制可能であると共に優れた書き味を有するペン入力デバイス用表面材、及び、ギラツキを抑制可能であると共に優れた書き味を有するペン入力デバイスを提供できる。

第１実施形態に係るペン入力デバイスの模式的な断面図である。 ギラツキ検査機の概略図である。 第２実施形態に係るペン入力デバイスの模式的な断面図である。 第３実施形態に係るペン入力デバイスの模式的な断面図である。

以下、各実施形態について、各図を参照して説明する。
（第１実施形態）
［ペン入力デバイス用表面材］
図１は、第１実施形態に係るペン入力デバイス１６の模式断面図である。図１に示すように、ペン入力デバイス１６は、デバイスユニット７と、ペン入力デバイス用表面材１（以下、単に表面材１と称する。）を備える。デバイスユニット７は、ディスプレイ１９を有する。デバイスユニット７は、一例としてスマートフォンであるが、これに限定されない。

表面材１は、一例として、シート状のベース部材２と、ベース部材２の一方の面を被覆するコート層３とを備える。表面材１は光透過性を有し、全光線透過率が、一例として８８％以上１００％以下の範囲の値に設定されている。表面材１は、ここではフィルムであるが、その厚みは限定されない。従って表面材１は、例えば板部材でもよい。

ベース部材２は、透明部材であり、一方の面でコート層３を支持すると共に、他方の面側においてデバイスユニット７のディスプレイ１９におけるディスプレイ面１９ａに装着される。ベース部材２の材質は、一例としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）であるが、これに限定されない。ベース部材２は、ここではフィルムであるが、その厚みは限定されない。従ってベース部材２は、例えば板部材でもよい。

コート層３は、透明層であり、ベース部材２の一方の面（ディスプレイ面１９ａとは反対側に位置する上面２ａ）を覆うように配置される。コート層３は、ベース部材２側とは反対側に配置された凹凸面３ａを有する。凹凸面３ａは、ペン入力デバイス用のペンにより入力される入力面である。このペンの先端部分の材質は、適宜設定可能であるが、一例としてポリアセタール（ＰＯＭ）である。コート層３の厚みは限定されない。

表面材１では、走査型白色干渉顕微鏡により測定したときの絶対高さが１．０μｍ以上の凹凸が凹凸面３ａに形成され、且つ、前記顕微鏡により測定したときの凹凸面３ａの絶対高さが１．０μｍ未満の範囲における表面粗さ（算術平均粗さ）Ｓａの値が、０．１０以上０．１６以下の範囲の値に設定されている。

ここで言う表面粗さＳａとは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１で規定される算術平均粗さＲａを三次元に拡張し、表面形状をなす曲面と平均面とで囲まれた部分の体積を測定面積で割ったものとして定義される。また、走査型白色干渉顕微鏡によれば、非接触で凹凸面３ａの表面形状を確認できると共に、その表面粗さＳａを測定できる。

また表面材１は、表面粗さ形状測定機により測定したときの凹凸面３ａの転がり円最大うねりＷ_ＥＭが、８．０以上１２．０以下の範囲の値に設定されている。また表面材１は、ディスプレイ１９の表面に装着したときのディスプレイ１９の輝度分布の標準偏差が、０以上１０以下の範囲の値に設定されている。この測定は、例えばＪＩＳ Ｂ ０６１０に準拠して測定できる。

本実施形態のコート層３は、ベース部材２の上面２ａに沿って延びるベース部４と、ベース部４中に分散された第１粒子５と第２粒子６とを有する。一例として、ベース部４は樹脂材料からなる。また一例として、第１粒子５はアクリル粒子であり、第２粒子６はシリカ粒子（ナノシリカ粒子）である。第１粒子５の平均粒径は、１０μｍ以上１５μｍ以下の範囲の値に設定されている。第２粒子６の平均粒径は、０．４μｍ以上０．６μｍ未満の範囲の値に設定されている。第２粒子６の平均粒径は、ここでは０．５μｍに設定されている。

なお、本書で言う平均粒径とは、コールターカウンター法における５０％体積平均粒径を指す。またコート層３のヘイズ値は、８％以上３９％以下の範囲の値に設定されている。

粒子５，６は、ベース部４の内部に互いに分散され且つベース部４に覆われた状態で、ベース部４に保持されている。ベース部４は、粒子５，６を被覆しながら、粒子５，６と対応する位置において、ベース部材２側とは反対側に部分的に突出している。

具体的にベース部４は、突出部３ｂ，３ｃを有する。突出部３ｂは、第１粒子５と対応する位置において、当該位置の周辺領域からベース部材２とは反対側に突出している。突出部３ｃは、第２粒子６と対応する位置において、当該位置の周辺領域からベース部材２とは反対側に突出している。突出部３ｂは、突出部３ｃよりも大きい。

表面材１では、コート層３の凹凸面３ａに沿って、複数の突出部３ｂ，３ｃが分散配置されている。言い換えると、コート層３の凹凸面３ａには、隣接する一対の突出部３ｂの間に、少なくとも１つの突出部３ｃが配置されている。

ペン入力デバイス１６は、表面材１のディスプレイ１９側とは反対側の面（凹凸面３ａ）の動摩擦係数が、０．２４以上０．２６以下の範囲の値に設定されている。また上記したように、ディスプレイ１９の表面（ディスプレイ面１９ａ）に表面材１を装着したときのディスプレイ１９の輝度分布の標準偏差が、０以上１０以下の範囲の値に設定されている。

以上説明したように、表面材１は、ペンにより入力される凹凸面３ａを有する。そして、走査型白色干渉顕微鏡により測定したときの絶対高さが１．０μｍ以上の凹凸が凹凸面３ａに形成され、且つ、前記顕微鏡で測定したときの凹凸面３ａの絶対高さが１．０μｍ未満の範囲における表面粗さＳａの値が、０．１０以上０．１６以下の範囲の値に設定されている。

このように、前記顕微鏡で測定したときの絶対高さが１．０μｍ以上の凹凸が凹凸面３ａに形成されることにより、凹凸面３ａに適度な大きさの凹凸が形成される。このため、ペンで凹凸面３ａに入力する際、ペンの振動及び加速度が、紙にペンで筆記したときのペンの振動及び加速度に近くなり、紙の書き味に近い優れた書き味が得られる。

また表面材１では、前記顕微鏡で測定したときの凹凸面３ａの絶対高さが１．０μｍ未満の範囲における表面粗さＳａの値が、０．１０以上０．１６以下の範囲の値に設定されることにより、凹凸面３ａに微小な凹凸が形成され、凹凸面３ａの凹凸によるレンズ効果が低減される。これにより、表面材１をディスプレイ１９に装着した場合に画素が凹凸面３ａの凹凸によるレンズ効果によって拡大されてディスプレイ１９のギラツキが発生するのが抑制される。

ここで、発明者らの検討により、ディスプレイ１９のギラツキは、ディスプレイ１９の解像度が２００ｐｐｉ以上の場合に比較的大きくなることが分かっている。よって、このような高精細画素を有するディスプレイ１９を備えるデバイスユニット７に表面材１を適用することにより、ディスプレイ１９のギラツキをより適切に抑制できる。

また、本実施形態の表面材１は、シート状のベース部材２と、ベース部材２の一方の面を被覆するコート層３とを備え、コート層３のベース部材２側とは反対側に配置された面が、凹凸面３ａである。これにより、例えば共通のベース部材２を用いながら、コート層３を変更することで、所望の表面形状の凹凸面３ａを形成し易くすることができる。また、ベース部材２とコート層３とがそれぞれ有する機能を発揮させ易くすることができる。

また、本実施形態のコート層３は、ベース部材２の上面２ａに沿って延びるベース部４と、ベース部４中に分散された第１粒子５と第２粒子６とを有し、第１粒子５の平均粒径が、１０μｍ以上１５μｍ以下の範囲の値に設定され、第２粒子６の平均粒径が、０．４μｍ以上０．６μｍ未満の範囲の値に設定されている。また、第１粒子５がアクリル粒子であり、第２粒子６がシリカ粒子である。また、コート層３のヘイズ値が８％以上３９％以下の範囲の値に設定されている。

これらの各設定を行うことにより、優れた書き味を有しながらディスプレイ１９のギラツキを抑制可能なコート層３の凹凸面３ａを形成し易くすることができる。また、コート層３が第２粒子６を有することで、凹凸面３ａにディスプレイのギラツキを誘発しにくい微小な凹凸を付与できると共に、凹凸面３ａの外光の反射を良好に防止でき、凹凸面３ａに防眩性を付与できる。

また表面材１では、ディスプレイ１９の表面に装着したときのディスプレイ１９の輝度分布の標準偏差が、０以上１０以下の範囲の値に設定されている。ここでディスプレイ１９の輝度分布の標準偏差の値は、ディスプレイ１９上の輝点のばらつきの程度を示し、ディスプレイ１９のギラツキを定量的に評価できる客観的指標となる。このため、標準偏差の値を０以上１０以下の範囲の値に設定することで、表面材１を介したディスプレイ１９のギラツキを良好に抑制できる。

また表面材１では、走査型白色干渉顕微鏡により測定したときの凹凸面３ａの転がり円最大うねりＷ_ＥＭが、８．０以上１２．０以下の範囲の値に設定されている。このように凹凸面３ａの転がり円最大うねりＷ_ＥＭを設定することにより、表面材１にペンで入力する際、ペンが各保持領域と引っ掛かって離れるときの、ペンの振動によるペンの振動の振幅及びペンの加速度が、紙にペンで筆記したときの、ペンの振動によるペンの振動の振幅及びペンの加速度に近くなり、紙の書き味により近い書き味が得られる。よって、更に優れた書き味の表面材１を得ることができる。

また表面材１は、光学櫛幅０．５ｍｍの透過像鮮明度が、４５％以上１００％以下の範囲の値に設定されている。これにより、優れた書き味を有しながらディスプレイ１９のギラツキを抑制できると共に、ディスプレイ１９の出射光を良好に透過可能な表面材１を実現できる。

なお、第１粒子５の平均粒径が１０μｍ未満の値である場合、凹凸面３ａの書き味が低下する場合があり、１５μｍを超える値である場合、耐擦傷性が低下する場合があるため留意する。また、第２粒子６の平均粒径が０．４μｍ未満の値である場合、ディスプレイ１９のギラツキを抑制する効果と、防眩性による効果とが低くなるおそれがあるため留意する。また、第２粒子６の平均粒径が０．６μｍ以上の値である場合、ディスプレイ１９のギラツキが大きくなるおそれがあるため留意する。

また、コート層３のヘイズ値が８％未満の値である場合、ディスプレイ１９の防眩性による効果が低くなるおそれがあるため留意する。また、コート層３のヘイズ値が３９％を超える値である場合、ディスプレイ１９の視認性が低くなる（文字ボケなどが発生）おそれがあるため留意する。また表面材１の光学櫛幅０．５ｍｍの透過像鮮明度が、４５％未満の値である場合、表面材１を介したディスプレイ１９の画像表示性能が低くなるおそれがあるため留意する。

また第１粒子５は、ディスプレイ１９のギラツキに与える影響は比較的小さい。このため、コート層３が第１粒子５を含んでいても、第１粒子５によりディスプレイ１９のギラツキが増大するおそれは無視できる。

またペン入力デバイス１６は、ディスプレイ１９と、ディスプレイ１９の表示領域と重なる位置でペンにより入力される入力面（凹凸面３ａ）とを備えるペン入力デバイスであって、入力面（凹凸面３ａ）の動摩擦係数が、０．２４以上０．２６以下の範囲の値に設定され、ディスプレイ１９の輝度分布の標準偏差が、０以上１０以下の範囲の値に設定されている。

従って、ペン入力デバイス１６において、入力面にペンにより入力した際に優れた書き味が得られると共に、ディスプレイ１９のギラツキを良好に抑制できる。以下、表面材１を検査及び評価するためのギラツキ検査機とギラツキ評価方法とについて順に説明する。

［ギラツキ検査機］
図２は、ギラツキ検査機１０の概略図である。ギラツキ検査機１０は、表面に表面材１等のペン入力デバイス用表面材を装着したペン入力デバイス１６におけるディスプレイ１９のギラツキを評価する装置である。ギラツキ検査機１０は、筐体１１、撮像装置１２、保持部１３、撮像装置用架台１４、デバイス用架台１５、及び画像処理装置１７を備える。市販されているギラツキ検査機１０としては、コマツＮＴＣ（株）製「フィルムギラツキ検査機」が挙げられる。

筐体１１は、撮像装置１２によりディスプレイ１９を撮像するための暗室を有する。筐体１１内には、撮像装置１２、保持部１３、撮像装置用架台１４、及びデバイス用架台１５と、評価対象のペン入力デバイス１６とが収容される。

撮像装置１２は、一例としてレンズ１８と撮像素子とを有するエリアカメラであり、ディスプレイ１９に表示される画像を撮像する。撮像装置１２は画像処理装置１７に接続され、レンズ１８とディスプレイ１９とが対向するように保持部１３に保持される。撮像装置１２により撮像された画像データは、画像処理装置１７に送信される。

保持部１３は、上下方向に延び、下端において撮像装置用架台１４に固定されながら、撮像装置１２を保持する。保持部１３は、撮像装置１２をペン入力デバイス１６に対して鉛直方向に相対移動させることで、ディスプレイ１９とレンズ１８との間の相対距離を変更可能に撮像装置１２を保持する。

ペン入力デバイス１６は、表面材を装着したディスプレイ１９を撮像装置１２と対向させた状態で、デバイス用架台１５の上面に載置される。デバイス用架台１５は、表面材を装着したディスプレイ１９の表面が撮像装置１２と対向し、且つ水平面となるように支持すると共に、ペン入力デバイス１６を撮像装置１２に対して鉛直方向に相対移動させる。

ギラツキ検査機１０では、撮像装置１２とディスプレイ１９との間の相対距離を調整することによって、撮像装置１２の撮像素子の単位画素（例えば１画素）当たりに撮像される、ディスプレイ１９に表示された画像の画素サイズが調整される。
画像処理装置１７は、撮像装置１２によって撮像された画像データのデータ処理を行う。具体的に画像処理装置１７は、撮像装置１２によって撮像された画像データから、ディスプレイ１９の輝度の標準偏差を求める。

画像処理装置１７は、撮像装置１２によって撮像された画像データが入力される入力部と、入力された画像データを画像処理する画像処理部と、画像処理部によって処理された結果を表示装置又は印字装置等に出力する出力部等を備える。

ディスプレイ１９に表示された画像を撮像装置１２で撮像するときの撮像素子の単位画素（例えば１画素）当たりに撮像される画像の画素サイズの調整方法としては、撮像装置１２とディスプレイ１９との間の相対距離を変更させる方法の他、撮像装置１２が備えるレンズ１８がズームレンズである場合には、撮像装置１２の焦点距離を変える方法でもよい。

［ギラツキ評価方法］
以下、ギラツキ検査機１０を用いたディスプレイ１９のギラツキ評価方法について説明する。このギラツキ評価方法においては、評価の便宜上、ペン入力デバイス１６のディスプレイ面１９ａに表面材１等のペン入力デバイス用表面材を装着したディスプレイ１９を予め一色（一例として緑色）に均一発光させて表示させる。

次に、撮像装置１２の撮像素子の単位画素当たりに撮像される表面材を装着したディスプレイ１９の画素サイズを調整する調節ステップを行う。調整ステップでは、撮像装置１２の撮像素子の有効画素数に応じて、撮像装置１２が撮像する画像において、画素による輝線がない、或いは、画素による輝線があってもディスプレイ１９のギラツキの評価に影響を与えない程度に、撮像装置１２と、表面材を装着したディスプレイ１９との間の相対距離を調整する。

なお、撮像装置１２とペン入力デバイス１６との間の相対距離は、ペン入力デバイス１６の使用態様（例えば、ユーザの目とディスプレイ１９の表面との間の相対距離）を考慮して設定されることが望ましい。

調整ステップを行った後、表面材を装着したディスプレイ１９のギラツキを評価する測定エリアを設定する設定ステップを行う。設定ステップでは、測定エリアは、例えばディスプレイ１９のサイズ等に応じて適切に設定する。

調整ステップを行った後、表面材を装着したディスプレイ１９の測定エリアを撮像装置１２により撮像する撮像ステップを行う。このとき一例として、８ビット階調表示で且つ平均輝度が１７０階調のグレースケール画像として画像データが得られるように、撮像装置１２の露光時間又はディスプレイ１９の全画素の輝度の少なくともいずれかを調整する。撮像ステップで撮像された画像データは、画像処理装置１７へと入力される。画像処理装置１７において、画像データは、一例としてグレースケール画像の状態で画像処理される。

撮像ステップ後、画像処理装置１７は、画像データを用いて、表面材を装着したディスプレイ１９の測定エリアにおける輝度のばらつきを求める演算ステップを行う。この演算ステップにおいて、輝度のばらつきは、輝度分布の標準偏差として数値化される。

ここで、表面材を装着したディスプレイ１９のギラツキは、表面材を装着したディスプレイ１９の輝度のばらつきが大きいほど大きくなる。これにより、輝度分布の標準偏差の値が小さいほど、ディスプレイ１９のギラツキは小さいと定量的に評価できる。

また調整ステップにおいて、表面材を装着したディスプレイ１９の輝線がディスプレイ１９のギラツキの評価に影響を与えない程度に調整されているので、輝線による輝度ムラを抑え、ディスプレイ１９の正確なギラツキの評価を行うことができる。以上の各ステップを経ることにより、表面に表面材を装着したときのディスプレイ１９の輝度分布の標準偏差（ギラツキσ）を求め、その値によりディスプレイ１９のギラツキを評価できる。以下、その他の実施形態について、第１実施形態との差異を中心に説明する。

（第２実施形態）
図３は、第２実施形態に係るペン入力デバイス１１６の模式的な断面図である。ペン入力デバイス１１６は、ディスプレイ１９に重ねて配置された単一構造を有するペン入力デバイス用表面材１０１を備える。この表面材１０１は、ペンにより入力される入力面である凹凸面１０１ａを有する。凹凸面１０１ａは、凹凸面３ａと同様の表面形状を有する。

このような表面材１０１は、例えば、支持部材により支持したシート状の未硬化材料（一例として樹脂材料）の表面に、賦形ロール等の賦形部材を用いて凹凸形状を転写した後、当該材料を硬化し、且つ、支持部材から剥離することで形成される。或いは表面材１０１は、シート部材の表面にサンドブラスト処理等の表面処理を施すことで形成される。

図４は、第３実施形態に係るペン入力デバイス２１６の模式的な断面図である。ペン入力デバイス２１６のデバイスユニット１０７が有するディスプレイ１１９は、ペンにより入力される入力面である凹凸面１１９ａを有する。本実施形態では、ディスプレイ１１９の最表層部分が、ペン入力デバイス用表面材を兼ねている。凹凸面１１９ａは、凹凸面３ａと同様の表面形状を有する。ディスプレイ１１９の最表層部分は、一例として、ガラス材料からなる。

（確認試験）
［試験１］
以下の表１，２に示す組成を有する実施例１～５及び比較例１～６の各ペン入力デバイス用表面材を作製した。表１，２中の「アクリル粒子」は、第１粒子５に相当する。また表１，２中の「ＣＡＰ」は、セルロースアセテートプロピオネートであり、「表面粗さＳａ」は、凹凸面の絶対高さが１．０μｍ未満の範囲を指す。

実施例１～５は、コート層３が第１粒子５（アクリル粒子）及び第２粒子６（ナノシリカ粒子）を有する第１実施形態に係る表面材１に相当する。比較例１，２は、コート層が第１粒子５以外の粒子を有さない表面材に相当する。比較例３，４は、コート層が第１粒子５と平均粒径０．６μｍのナノシリカ粒子以外の粒子を有さない表面材に相当する。比較例５，６は、コート層が粒子を有さない表面材に相当する。

表１，２中の「ＡＧ液１」として、ナノシリカ粒子（平均粒径０．６μｍ）を含み、固形分濃度が５４．５％であり、溶剤としてメトキシプロパナール（ＰＧＭ）、酢酸ブチル、及びポリエチレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）を含むものを用いた。

表１，２中の「ＡＧ液２」として、第２粒子６であるナノシリカ粒子（平均粒径０．５μｍ）を含み、固形分濃度が５０．０％であり、溶剤としてメトキシプロパナール（ＰＧＭ）、酢酸ブチル、及びポリエチレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）を含むものを用いた。

表１，２中の「ヘイズ調整液」として、固形分濃度が５９．５％であり、溶剤としてメトキシプロパナール（ＰＧＭ）、酢酸ブチル、及びポリエチレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）を含むものを用いた。

各表面材のヘイズ値及び全光線透過率は、ＪＩＳ Ｋ７１０５に準拠して、ヘイズメーター（日本電色（株）製、ＮＤＨ－５０００Ｗ）を用いて測定した。各表面材の透過鮮明性（透過像鮮明度）は、ＪＩＳ Ｋ７１０５に準拠して、写像測定器（スガ試験機（株）製、ＩＣＭ－１Ｔ）を用いて測定した。

また、ギラツキ検査機１０としてコマツＮＴＣ（株）製「フィルムギラツキ検査機」を用い、各表面材をディスプレイ１９に装着したときのギラツキσを、上記したギラツキ評価方法に基づいて測定した。ディスプレイ１９を備えるペン入力デバイス１６として、解像度４４１ｐｐｉのスマートフォン（サムスン電子社製「Ｇａｌａｘｙ Ｓ４」）を用いた。この測定に際しては、８ビット階調表示で且つ平均輝度が１７０階調のグレースケール画像として画像データが得られるように、撮像装置１２の露光時間又はディスプレイ１９の全画素の輝度の少なくともいずれかを調整した。

次に、トリニティーラボ（株）製静・動摩擦測定機「ハンディートライボマスターＴＬ２０１Ｔｓ」を用いて、各表面材の動摩擦係数を測定した。この測定に際しては、ペン先の材質がポリアセタールであるペン（ペン先径０．８ｍｍ）を用い、各表面材の凹凸面（入力面）に対するペンの角度を４５°に設定し、ペン先から表面材のコート層における凹凸面（入力面）に対して２００ｇの荷重を負荷した状態で、移動速度５０ｍｍ／ｓｅｃでペンと凹凸面（入力面）とを相対移動させることにより測定した。

また、各表面材の凹凸面（入力面）における転がり円最大うねりＷ_ＥＭは、ＪＩＳ Ｂ
６１０に準拠し、表面粗さ形状測定機（東京精密（株）製、「サーフコム１４００Ｇ」）を用いて測定した。また、各表面材の凹凸面（入力面）の絶対高さが１．０μｍ未満の範囲における凹凸面（入力面）の表面粗さＳａは、走査型白色干渉顕微鏡（日立ハイテクサイエンス（株）製、「ＶｅｒｔＳｃａｎ」）を用いて測定した。

ここで、各表面材の凹凸面（入力面）の表面粗さＳａの測定に際しては、走査型白色干渉顕微鏡で撮像した表面材の凹凸面（入力面）の画像中で、絶対高さが１．０μｍ未満の凹凸面の領域を選択して測定した。

また、各表面材の官能評価として、試験者がペンにより表面材のコート層における凹凸面（入力面）に入力を行った際の感覚が、紙（（株）カウネット製「コピーペーパー スタンダードタイプ」）に鉛筆（三菱鉛筆（株）製「ユニＨＢ」）により記入したときの感覚を基準とし、この感覚に近い書き味のものを「ＯＫ」と評価し、該感覚からは遠い書き味のものを「ＮＧ」と評価した。これらの測定結果及び評価結果を表１，２に併せて示す。

表１，２に示すように、実施例１～５は、比較例１～４と同等の官能評価を有し、比較例１～４と同等の優れた書き味を有することが分かった。この理由として、実施例１～５のコート層が、比較例１～４のコート層と同様にアクリル粒子（第１粒子５）を有していることが考えられる。

即ち実施例１～５では、上記アクリル粒子により、走査型白色干渉顕微鏡により測定した場合において、絶対高さが１．０μｍ以上の凹凸が凹凸面３ａに形成されたことにより、転がり円最大うねりＷ_ＥＭの値が比較例１～４のものと略同等の値に設定され、ペンにより凹凸面３ａに入力したときの感覚が比較例１～４と略同等となったことが考えられる。

また実施例１～５は、比較例１～４に比べてギラツキσ値が低減され、ディスプレイ１９のギラツキを抑制できることがわかった。この理由として、実施例１～５のコート層３は、第２粒子６を含むと共に、凹凸面３ａの絶対高さが１．０μｍ未満の範囲における表面粗さＳａが比較例１～４の当該表面粗さＳａに比べて抑制されたことにより、ディスプレイ１９の画素を拡大する凹凸面３ａのレンズ効果が低減されたことが考えられる。また実施例１～５は、比較例１～６と同等の全光線透過率を有し、ディスプレイ１９の画像を良好に透過できることが分かった。

比較例１，２は、従来のペン入力デバイス表面材に相当するものであり、コート層が第１粒子５を有することにより入力面の書き味は優れているが、コート層が第２粒子６を有しないことでディスプレイ１９のギラツキが発生するおそれがあることが分かった。また、比較例３，４のコート層は、第１粒子５に加えて平均粒径が０．６μｍのナノシリカ粒子を有するが、このようなナノシリカ粒子によってもディスプレイ１９のギラツキは十分に抑制されないことが分かった。

また比較例５，６は、実施例１～５及び比較例１～４に比べて、ギラツキσ値は大幅に小さいものの、転がり円最大うねりＷ_ＥＭの値が大幅に小さく、官能評価も優れないことが分かった。この理由としては、比較例５，６のコート層が、いずれの粒子も含まないため、ディスプレイ１９のギラツキを抑制できるものの、ペンと接する入力面の凹凸が大幅に抑制されて書き味が低下したものと考えられる。

以上の試験結果から、実施例１～５によれば、優れた書き味を有しながらディスプレイ１９のギラツキを抑制可能なコート層３の凹凸面３ａを形成できることが確認された。

本試験結果と、発明者らが行ったその他の検討結果とから、走査型白色干渉顕微鏡により測定したときの絶対高さが１．０μｍ以上の凹凸が凹凸面３ａに形成され、且つ、前記顕微鏡により測定したときの凹凸面３ａの絶対高さが１．０μｍ未満の範囲における表面粗さＳａの値が、０．１０以上０．１６以下の範囲の値に設定される必要があることが分かった。

また、表面材１を介してディスプレイ１９の良好な画像表示性能を得るためには、光学櫛幅０．５ｍｍの透過像鮮明度が、４５％以上１００％以下の範囲の値に設定されることが望ましいことが分かった。

また、適度な書き味を得ると共に凹凸面３ａへの外光の映り込みを防止するためは、コート層３のヘイズ値が８％以上３９％以下の範囲の値に設定されることが望ましいことが分かった。また、一層優れた書き味を得るためには、前記顕微鏡により測定したときの凹凸面３ａの転がり円最大うねりＷ_ＥＭが、８．０以上１２．０以下の範囲の値に設定されることが望ましいことが分かった。

［試験２］
第１実施形態のペン入力デバイス１６を実施例デバイスとして作製した。デバイスユニット７として、解像度４４１ｐｐｉのスマートフォン（サムスン電子社製「ＧａｌａｘｙＳ４」）を用い、表面材１として、実施例１の表面材１を用いた。

この実施例デバイスの作製に当たり、パナック（株）製粘着フィルム「ＰＸ３８Ｔ０２Ｇ５０／ＰＤＳ１Ｔ」（構成：ＯＣＡ層（透明光学粘着層：厚み２５μｍ）／ＰＥＴ層（厚み３８μｍ）／シリコン粘着層（厚み５０μｍ）の３層構造）の粘着面（ＯＣＡ層側）を実施例１の表面材１におけるベース部材２に貼り付けることにより、表面材１を粘着フィルムとして構成した。この表面材１を、他方の粘着面（シリコン粘着層側）においてディスプレイ１９の表面に貼着した。これにより、表面材１をデバイスユニット７に装着した。

次に、トリニティーラボ（株）製静・動摩擦測定機「ハンディートライボマスターＴＬ２０１Ｔｓ」を用いて、凹凸面３ａの平均動摩擦係数を測定した。この測定に際しては、ペン先の材質がポリアセタールであるペン（ペン先径０．８ｍｍ）を用い、凹凸面３ａに対するペンの角度を４５°に設定し、ペン先から表面材のコート層における凹凸面３ａに対して５０ｇの荷重を負荷した状態で、移動速度５０ｍｍ／ｓｅｃ、移動距離５０ｍｍでペンと凹凸面３ａとを３回にわたり相対移動させ、このとき測定した動摩擦係数の平均値を平均動摩擦係数とした。

この測定結果により得られた実施例デバイスの平均動摩擦係数は、実施例１の動摩擦係数の測定値と同一値であった。また、実施例デバイスの書き心地特性の官能評価を試験１と同様に行ったところ、実施例１～５の評価とほぼ同様に優れた評価となった。

本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、その構成を変更、追加、又は削除できる。

１，１０１ ペン入力デバイス用表面材
２ ベース部材
３ コート層
３ａ，１０１ａ，１１９ａ 凹凸面
４ ベース部
５ 第１粒子
６ 第２粒子
１６，１１６，２１６ ペン入力デバイス
１９，１１９ ディスプレイ

Claims (3)

1. ディスプレイと、前記ディスプレイの表示領域と重なる位置でペンにより入力される入力面とを備えるペン入力デバイスであって、
   前記入力面が、凹凸面であり、
   前記入力面の動摩擦係数が、０．２４以上０．２６以下の範囲の値に設定され、
   前記ディスプレイの画素密度が４４１ｐｐｉである場合において、８ビット階調表示で且つ平均輝度が１７０階調のグレースケール画像として画像データが得られるように調整したときの前記ディスプレイの輝度分布の標準偏差が、０以上１０以下の範囲の値に設定され、
   走査型白色干渉顕微鏡により測定したときの前記凹凸面の絶対高さが１．０μｍ未満の範囲における表面粗さＳａの値が、０．１０以上０．１６以下の範囲の値に設定されている、ペン入力デバイス。
2. 走査型白色干渉顕微鏡により測定したときの前記絶対高さが１．０μｍ以上の凹凸が前記凹凸面に形成されている、請求項１に記載のペン入力デバイス。
3. 表面粗さ形状測定機により測定したときの前記凹凸面の転がり円最大うねりＷ_ＥＭが、８．０以上１２．０以下の範囲の値に設定されている、請求項１又は２に記載のペン入力デバイス。

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