WO2023171605A1 - 入力装置用部材、入力装置、及び入力装置用カバー部材の製造方法 - Google Patents

入力装置用部材、入力装置、及び入力装置用カバー部材の製造方法 Download PDF

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WO2023171605A1
WO2023171605A1 PCT/JP2023/008289 JP2023008289W WO2023171605A1 WO 2023171605 A1 WO2023171605 A1 WO 2023171605A1 JP 2023008289 W JP2023008289 W JP 2023008289W WO 2023171605 A1 WO2023171605 A1 WO 2023171605A1
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WO
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unevenness
input
input device
glass substrate
main surface
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/008289
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English (en)
French (fr)
Inventor
直樹 藤田
沢泉 木下
克 岩尾
義孝 中西
Original Assignee
日本電気硝子株式会社
国立大学法人 熊本大学
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Filing date
Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means

Definitions

  • the present invention relates to an input device member, an input device, and a method for manufacturing an input device cover member included in the input device member.
  • an input device has been known that can input characters, figures, etc. using an input medium such as an input pen.
  • Such an input device includes a transparent cover member made of, for example, a glass substrate and placed on the front side of a display device such as a liquid crystal display or an organic EL display, and an input medium for performing input operations.
  • An input device member is provided, and various input operations can be performed by touching and moving an input medium with respect to this cover member.
  • the surface of the glass substrate is generally smooth with little unevenness, so when an input medium is brought into contact with the surface of the glass substrate and moved, the corresponding input
  • the leading edge of the medium for example, the nib of an input pen
  • Patent Document 1 in order to improve the writing comfort of an input pen in a pen input device (input device), a glass substrate for a pen input device (cover Friction can be reduced by forming unevenness on the surface of the member) in which the maximum valley depth Rv of the roughness curve is 10 nm or more and 400 nm or less, and the average length RSm of the roughness curve is 500 nm or more and 2000 nm or less. Techniques for improving this are disclosed.
  • the present invention has been made in view of the current problems described above, and provides an input device member, an input device, and the like that provide excellent writing comfort when performing input operations using an input medium such as an input pen.
  • a method of manufacturing an input device cover member included in an input device member is provided.
  • the input device member according to the present invention is an input device member comprising an input device cover member and an input medium for performing an input operation, the input device cover member having irregularities on at least one main surface. and on the main surface having the unevenness, the average value of the interval width of the unevenness when the cutoff value of the high-pass filter ⁇ c is set to a value four times the interval width of the unevenness of the measurement cross-sectional curve. is X, and the diameter of the contact portion of the tip of the input medium with the input device cover member is Y, the relationship between the two satisfies 0.015 ⁇ [X/Y] ⁇ 1.15.
  • the unevenness in the main surface having the unevenness, when the cutoff value of the high-pass filter ⁇ c is set to a value four times the width of the interval between the unevenness of the measurement cross-sectional curve, the unevenness It is preferable that the maximum height Rz is 3 nm or more and 5000 nm or less, and the interval width RSm1 of the unevenness is 10 ⁇ m or more and 2100 ⁇ m or less.
  • the three-dimensional arithmetic mean height Sa of the unevenness is 0.5 nm or more. , 50 nm or less, and the interval width RSm2 of the unevenness is preferably 0.01 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the diameter of the contact portion of the tip of the input medium with the cover member for the input device is 0.1 mm or more and 2 mm or less.
  • the haze of the input device cover member is less than 15% in the wavelength range of visible light.
  • the transparency of the input device cover member can be maintained, and for example, a display device in which the input device cover member is provided on the front side (the side on which the image is displayed) visibility can be maintained.
  • the input device includes any of the input device members described above, a display device that displays an image, and a detection circuit that detects an input in response to an input operation performed using the input medium.
  • the method for manufacturing a cover member for an input device of the present invention is a method for manufacturing a cover member for an input device having unevenness on at least one main surface, wherein the unevenness is formed based on processing conditions set in a previous step.
  • the pre-process is executed for each type of input device cover member to be manufactured, and includes a preparation step of preparing an input medium for performing an input operation, and a preparatory step of preparing an input medium for performing an input operation; a measuring step of measuring the diameter of the contact portion with the cover member; and a setting step of determining the size of the interval width of the unevenness in accordance with the diameter of the contact portion with the input device cover member at the leading end of the input medium. It is characterized by comprising: By manufacturing with such a manufacturing method, it is possible to obtain a cover member for an input device that provides excellent writing comfort when performing an input operation using an input medium such as an input pen.
  • the writing comfort when performing an input operation using an input medium such as an input pen can be improved. , it can be made even better.
  • FIG. 1 is a schematic side sectional view showing the configuration of an input device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the width of the unevenness in the measured cross-sectional curve of the main surface of the cover member, where X is the width of the interval between the concave and convex portions, and the diameter of the contact portion with the cover member at the tip of the input medium is Y. .
  • FIG. 7 is a diagram showing a measured cross-sectional curve, unevenness of a waviness component, and minute unevenness of the main surface of the cover member.
  • FIG. 3 is a diagram showing cutoff values of a high-pass filter ⁇ c and a low-pass filter ⁇ s.
  • FIG. 7 is a diagram showing how the leading end of the input medium comes into contact with the main surface of the cover member on which unevenness of the undulation component and minute unevenness are formed.
  • FIG. 7 is a diagram showing how the leading end of the input medium comes into contact with the main surface of the cover member in which the interval between the concave and convex portions of the undulation component is narrow.
  • FIG. 7 is a diagram showing how the leading end of the input medium comes into contact with the main surface of the cover member when the interval between the concave and convex portions of the undulation component is larger than the contact portion of the leading end of the input medium with the cover member.
  • FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a contact portion observation device for observing a contact portion between the tip end of an input medium and a cover member, in which (a) is a plan view thereof, and (b) is a side view thereof. .
  • FIG. 2 is a diagram showing an image of a contact portion of an input medium measured by a contact surface observation device, in which (a) is a diagram showing an image of a contact portion of an input medium made of a polyester elastomer, and (b) (c) is a diagram showing an image of a contact portion of an input medium made of polyacetal, and (c) is a diagram showing an image of a contact portion of an input medium made of resin-reinforced felt. It is a process diagram showing the manufacturing method of the cover member for input devices.
  • FIGS. 1 to 10 Next, one embodiment of the present invention will be described using FIGS. 1 to 10.
  • the input device 1 is an embodiment of an input device including an input device member according to the present invention, and the input device member includes an input device cover member and an input medium for performing an input operation. be done.
  • the input device 1 includes a display element 10 that displays an image, a glass substrate 20 as a cover member placed on the front side of the display element 10, a digitizer circuit 30 placed on the rear side of the display element 10, and an input pen. 40.
  • the input pen 40 is an example of an input medium according to the present invention
  • the display element 10 is an example of a display device according to the present invention
  • the glass substrate 20 is an example of a cover member for an input device according to the present invention.
  • the digitizer circuit 30 is an example of a detection circuit that detects an input to the input device 1 performed by the input pen 40 according to the present invention.
  • the "front side” of the display element 10 refers to the side on which an image is displayed
  • the “rear side” of the display element 10 refers to the side opposite to the side on which the image is displayed.
  • the "front side” of the display element 10 is at the top of the page
  • the “back side” is at the bottom of the page.
  • the input device 1 is capable of inputting characters, figures, etc. by moving the input pen 40 in contact with the glass substrate 20. Input to the input device 1 can also be performed using input media other than the input pen 40. For example, by moving a user's finger in contact with the glass substrate 20, it is possible to input characters, figures, and the like.
  • the input device 1 is, for example, a tablet terminal.
  • This tablet terminal broadly refers to an input display device that has a display function and an input function.
  • Tablet terminals include devices such as tablet PCs, mobile PCs, smartphones, and game consoles.
  • the glass substrate 20 is made of a transparent glass plate with unevenness formed on at least one main surface 20a, and the main surface 20a on which the unevenness is formed is the surface on which the input pen 40 comes into contact. It is located.
  • the glass substrate 20 for example, a glass plate made of aluminosilicate glass or borosilicate glass can be used.
  • the glass substrate 20 is a glass plate made of alkali-containing aluminosilicate glass, the glass substrate 20 may have a chemically strengthened layer on its surface. Note that details of the glass substrate 20 will be described later.
  • the digitizer circuit 30 includes a detection sensor that detects input from an input medium such as an input pen 40.
  • the input pen 40 is an example of an input medium according to the present invention, and is also an input device member according to the present invention together with the glass substrate 20, which is an example of an input device cover member according to the present invention. It constitutes.
  • the input pen 40 is an input tool having a shape similar to a writing instrument such as a pencil or a ballpoint pen, and the pen tip 41 that comes into contact with the glass substrate 20 is made of synthetic resin material such as elastomer or polyacetal resin, or fiber such as felt. has been done.
  • the pen tip 41 made of these members differs greatly in the degree of deformation when pressed against the glass substrate 20.
  • the tip of the input pen 40 (pen nib 41) when pressed against the glass substrate 20
  • the actual contact area will vary widely.
  • the present inventors have investigated the characteristics of the material of the input medium (input pen 40) described above, and the contact area between the tip of the input medium and the cover member (glass substrate 20) when actually inputting data using the input medium.
  • the present invention was devised by focusing on the relationship between the diameter of the contact area and the width of the unevenness formed on the surface of the cover member (principal surface 20a of the glass substrate 20).
  • the above contact area is the area between the main surface 20a of the glass substrate 20 and the nib 41 of the input pen 40 when the input pen 40 is brought into contact with the main surface 20a of the glass substrate 20 and a test load is applied. This refers to the contact area, and the contact area between the tip of the input medium (pen nib 141) and the main surface 20a of the glass substrate 20 is observed using the contact area observation device 101, which will be described later. This value is obtained by measuring the diameter Y at .
  • the glass substrate 20 is used as the cover member for the input device, but the invention is not limited to this, and a resin substrate formed of synthetic resin and having unevenness formed on at least one main surface may be used. It is also possible to use it as a cover member.
  • the unevenness of the resin substrate can be formed by, for example, performing a blasting process such as wet blasting on the main surface of the resin substrate, or by embossing the main surface of the resin substrate.
  • a glass sheet or a resin sheet having an uneven surface formed thereon may be used as the cover member.
  • the cover member can be constructed by attaching a glass sheet or a resin sheet with unevenness formed on the surface to the main surface 20a of the glass substrate 20.
  • the unevenness of the glass sheet can be manufactured by the method for manufacturing the glass substrate 20 described later. Further, the unevenness of the resin sheet can be formed by, for example, embossing the surface of the resin sheet or forming a synthetic resin mixed with powder into a sheet shape. Alternatively, the unevenness may be created by forming a resin layer on a glass sheet or a resin sheet. Further, the resin layer can also be formed by a spray method in which synthetic resin is sprayed onto the main surface 20a of the glass substrate 20.
  • the surface hardness is higher than when a resin substrate or a resin layer is formed on the main surface 20a of the glass substrate 20. It is advantageous in that the surface is less likely to be scratched.
  • the glass substrate 20 is an embodiment of the input device cover member according to the present invention, and is also used together with the input pen 40, which is an example of the input medium according to the present invention. It constitutes a member for use.
  • the main surface 20a of the glass substrate 20 has projections and depressions formed therein.
  • the glass substrate 20 is used as a cover member for an input device, but it is clear from the spirit of the present application that the glass substrate 20 is not limited thereto. It can be read differently.
  • the glass substrate 20 has an uneven main surface 20a when the cutoff value of the high-pass filter ⁇ c is set to a value four times the width of the interval between the unevenness of the measurement cross-sectional curve.
  • the average value of the interval width of the unevenness is X
  • the diameter of the contact part with the glass substrate 20 (input device cover member) at the pen tip 41 (tip part) of the input pen 40 (input medium) is Y
  • the value of [X/Y] representing the relationship between the pen tip 41 and the glass substrate 20 is formed to be within the range of 0.015 or more and 1.15 or less.
  • the lower limit of the value of [X/Y] is preferably 0.03 or more, more preferably 0.04 or more, and most preferably 0.05 or more.
  • the upper limit of the value of [X/Y] is preferably 1.10 or less, more preferably 1.05 or less, and most preferably 1 or less.
  • a more preferable range may vary depending on the material of the pen tip 41. In other words, if the material of the nib 41 is different, the amount of deformation and hardness of the nib 41 itself, and the adhesion force between the objects to be adhered will differ. It will be different.
  • an elastomer pen tip is made of a material that has high adhesive strength and is easily deformed, so the coefficient of friction tends to increase when the contact area is large.
  • the lower limit of the value of [X/Y] is preferably 0.04 or more, more preferably 0.2 or more, and most preferably 0.5 or more.
  • the upper limit of the value of [X/Y] is preferably less than 1.10, more preferably 1.05 or less, and most preferably 1.00 or less.
  • a pen tip made of a hard material such as polyacetal has low adhesive strength and is difficult to deform, so the diameter Y of the contact portion between the pen tip 41 and the glass substrate 20 tends to be small and the coefficient of friction tends to be low. .
  • the lower limit of the value of [X/Y] is preferably 0.05 or more, more preferably 0.3 or more, and most preferably 0.5 or more.
  • the upper limit of the value of [X/Y] is preferably less than 1.12, more preferably 1.11 or less, and most preferably 1.10 or less.
  • felt-based pen nibs have lower adhesion than elastomer-based pen nibs, they are more easily deformed than polyacetal and tend to exhibit frictional behavior intermediate between elastomer and polyacetal.
  • the lower limit of the value of [X/Y] is preferably 0.05 or more, more preferably 0.2 or more, and most preferably 0.5 or more.
  • the upper limit of the value of [X/Y] is preferably less than 1.10, more preferably 1.08 or less, and most preferably 1.05 or less.
  • the unevenness formed on the main surface 20a of the glass substrate 20 is composed of unevenness of the undulation component and minute unevenness.
  • the maximum height Rz of the unevenness of the undulation component is 3 nm or more and 5000 nm or less, and the interval width RSm1 of the unevenness is 10 ⁇ m or more and 2100 ⁇ m or less.
  • the three-dimensional arithmetic mean height Sa of the minute unevenness is 0.5 nm or more and 50 nm or less, and the interval width RSm2 of the unevenness is 0.01 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the maximum height Rz of the undulation component in the unevenness is preferably larger than the three-dimensional arithmetic mean height Sa of the minute unevenness. Further, it is more preferable that the maximum height Rz of the undulation component in the unevenness is 1.1 times or more and 500 times or less the three-dimensional arithmetic mean height Sa of the minute unevenness.
  • the maximum height Rz is the sum of the height of the highest peak and the depth of the deepest valley in the unevenness
  • the interval width RSm1 of the unevenness is the sum of the height of the highest peak and the depth of the deepest valley in the unevenness.
  • This is the average of the cycle lengths Xa.
  • the three-dimensional arithmetic mean height Sa is the average of the absolute values of the peak height Z1 and the valley depth Z2 of the irregularities in a predetermined three-dimensional area
  • the interval width RSm2 of the irregularities is a predetermined It is the average of each cycle length Xb of the unevenness in the reference length of .
  • the values of the maximum height Rz and the interval width RSm1 of the unevenness of the undulation component described above are determined to block the long wavelength component from the measured cross-sectional curve of the main surface 20a. This is the value obtained when the cutoff value ⁇ c1 of the high-pass filter ⁇ c is set to a value four times the width of the interval between the unevenness of the measurement cross-sectional curve, and the cutoff value ⁇ s1 of the low-pass filter ⁇ s is set to 25 ⁇ m.
  • the above-mentioned values of the three-dimensional arithmetic mean height Sa and the interval width RSm2 of the minute irregularities are the cutoff value ⁇ c2 of the high-pass filter ⁇ c for blocking long wavelength components from the measurement cross-sectional curve of the main surface 20a.
  • This value is obtained when ⁇ s is set to 25 ⁇ m, and this value is obtained when the cutoff value ⁇ s2 of the low-pass filter ⁇ s is set to 0.345 ⁇ m.
  • the visibility of the display element 10 can be maintained in the input device 1. , it is possible to improve the writing comfort, especially the smoothness, of the input medium such as the input pen 40. Furthermore, it is possible to suppress the occurrence of glare called sparkling due to interference of scattered light due to the formed unevenness. Furthermore, since no resin layer is formed on the main surface 20a of the glass substrate 20, and the unevenness is directly formed, the main surface 20a has high scratch resistance and is hard to be scratched, so that the display element 10 visibility will not be reduced.
  • the unevenness of the undulation component affects the contact portion between the main surface 20a of the glass substrate 20 and the pen tip 41 of the input pen 40.
  • the contact portion refers to the contact portion of the pen tip 41 of the input pen 40 while the pen tip 41 is actually in contact with the main surface 20a of the glass substrate 20 and is being moved. .
  • the pen tip 41 contacts the convex portion of the unevenness of the undulation component on the main surface 20a of the glass substrate 20 at the contact portion, and also contacts the concave portion of the unevenness of the undulation component.
  • the writing comfort of the pen 40, especially the smooth operability of the pen tip 41 can be improved. Further, even when the user's finger is moved while in contact with the glass substrate 20, the finger can be moved appropriately and smoothly, and the sliding feeling when inputting with the finger is excellent. I can do it.
  • the pen tip 41 will similarly fit into the concave portion of the unevenness. Because of the contact, the effect of reducing the contact area of the contact area of the pen tip 41 with the main surface 20a of the glass substrate 20 cannot be sufficiently obtained and the frictional force increases, resulting in a good writing feeling. I can't.
  • the unevenness of the undulation component having the above-mentioned appropriate shape improves the writing comfort of the input medium such as the input pen 40 or a finger. It is possible to improve.
  • the upper limit of the maximum height Rz of the unevenness of the waviness component is set to 5000 nm, but it is preferably set to 1000 nm, and more preferably set to 500 nm. Further, the lower limit of the maximum height Rz of the unevenness of the waviness component is set to 3 nm, but it is preferably set to 4 nm, and more preferably set to 5 nm.
  • the upper limit of the interval width RSm1 of the unevenness in the unevenness of the undulation component is set to 2100 ⁇ m, preferably set to 2000 ⁇ m, and more preferably set to 1800 ⁇ m.
  • the lower limit of the interval width RSm1 of the unevenness in the unevenness of the undulation component is set to 10 ⁇ m, but it is preferably set to 11 ⁇ m, and more preferably set to 15 ⁇ m.
  • the minute irregularities contribute to increasing or decreasing the frictional force at the contact portion between the main surface 20a of the glass substrate 20 and the pen tip 41 of the input pen 40.
  • the contact portion refers to the contact portion of the pen tip 41 of the input pen 40 while the pen tip 41 is actually in contact with the main surface 20a of the glass substrate 20 and is being moved. .
  • the pen tip 41 of the input pen 40 is formed of an elastomer with high adhesive force, the contact area with the micro-asperities is reduced, and the adhesive force is reduced, thereby reducing the frictional force. Further, if the pen tip 41 of the input pen 40 is made of polyacetal with low adhesive strength, cutting friction occurs between the pen tip 41 and the convex portions of the minute irregularities, and the frictional force increases. For these reasons, it is possible to prevent the pen tip 41 from slipping excessively on the main surface 20a of the glass substrate 20 and from becoming excessively difficult to slip, thereby providing an excellent writing experience with the input pen 40. be able to.
  • the finger can be moved appropriately and smoothly, and the sliding feeling when inputting with the finger is excellent. Can be done.
  • the main surface 20a of the glass substrate 20 in this embodiment has minute irregularities having the above-described shape, thereby making it possible to improve the writing comfort of an input medium such as the input pen 40 or a finger. ing.
  • the upper limit of the three-dimensional arithmetic mean height Sa of minute irregularities is set to 50 nm, but it is preferably set to 40 nm, and more preferably set to 30 nm. Further, the lower limit value of the three-dimensional arithmetic mean height Sa of minute irregularities is set to 0.5 nm, but it is preferably set to 1 nm, and more preferably set to 2 nm.
  • the upper limit of the interval width RSm2 of the unevenness in the minute unevenness is set to 10 ⁇ m, but it is preferably set to 7 ⁇ m, and more preferably set to 5 ⁇ m.
  • the lower limit of the interval width RSm2 between the unevenness in the minute unevenness is set to 0.01 ⁇ m, but it is preferably set to 0.1 ⁇ m, and more preferably set to 0.5 ⁇ m.
  • the maximum height Rz of the undulation component in the unevenness is preferably 1.1 times or more and 500 times or less, and preferably 1.5 times or more and 200 times or less, as the three-dimensional arithmetic mean height Sa of the minute unevenness. It is more preferable.
  • the main surface 20a of the glass substrate 20 is made of a thermosetting elastomer such as the above-mentioned silicone rubber, a thermoplastic elastomer such as polyester, a resin material such as polyacetal resin, metal, fiber, etc., so that it does not get caught on unevenness.
  • the pen tip 41 is made of a material that is prone to scratches, and has particularly excellent writing comfort.
  • the elastomer refers to a material having rubber elasticity, and is not limited to the silicone rubber or polyester type mentioned above.
  • elastomers made of various materials such as natural rubber, fluorine-based, styrene-based, olefin-based, vinyl chloride-based, urethane-based, and amide-based are included.
  • the diameter of the contact portion of the pen tip 41 (tip portion) of the input pen 40 (input medium) with the glass substrate 20 (input device cover member) is 0.1 mm or more and 2 mm or less.
  • the above-mentioned contact portion refers to the contact portion of the pen tip 41 of the input pen 40 during the actual movement of the pen tip 41 in contact with the main surface 20a of the glass substrate 20.
  • the lower limit of the diameter range of the contact portion is preferably 0.11 mm or more, more preferably 0.15 mm or more.
  • the upper limit of the range of the diameter of the contact portion is preferably 1.9 mm or less, more preferably 1.8 mm or less.
  • the glass substrate 20 has a haze, which represents cloudiness, which is an index related to transparency, in the wavelength range of visible light ( 380 nm to 780 nm).
  • a haze which represents cloudiness, which is an index related to transparency, in the wavelength range of visible light ( 380 nm to 780 nm).
  • the haze of the glass substrate 20 is set to less than 15%, preferably less than 7%, more preferably less than 5%, and even more preferably less than 4%. preferable.
  • the lower limit of the thickness of the glass substrate 20 is preferably 10 ⁇ m or more, more preferably 50 ⁇ m or more, and even more preferably 100 ⁇ m or more.
  • the upper limit of the thickness of the glass substrate 20 is preferably 1500 ⁇ m or less, more preferably 1100 ⁇ m or less, and even more preferably 1000 ⁇ m or less.
  • the upper limit of the thickness of the glass substrate 20 is preferably 700 ⁇ m or less, more preferably 500 ⁇ m or less, and even more preferably 300 ⁇ m or less.
  • the thinner the glass substrate 20 is, the easier it is to use.
  • the upper limit of the thickness of the glass substrate 20 is more preferably 200 ⁇ m or less, and more preferably 100 ⁇ m or less. , less than 100 ⁇ m is most preferred.
  • the main surface 20a of the glass substrate 20 is provided with an antireflection film to reduce the reflectance on the side that the input pen 40 contacts, or an antireflection film to prevent fingerprints from adhering and to provide water repellency and oil repellency.
  • a foul film can be formed.
  • the antireflection film is provided on at least the main surface 20a of the front side of the glass substrate 20 (the side that the input pen 40 contacts). Further, if there is a gap between the glass substrate 20 and the display element 10, it is preferable that the main surface 20a on the back side (display element 10 side) of the glass substrate 20 also has an antireflection film.
  • the anti-reflection film for example, a low refractive index film having a refractive index lower than that of the glass substrate 20, or a low refractive index film having a relatively low refractive index and a high refractive index film having a relatively high refractive index are laminated alternately.
  • a dielectric multilayer film or the like is used.
  • the antireflection film can be formed by a sputtering method, a CVD method, or the like.
  • the unevenness on the surface of the antireflection film has the above-mentioned surface roughness (maximum height Rz of the unevenness of the waviness component, interval width RSm1 of the unevenness, and fine unevenness).
  • the unevenness on the main surface 20a of the glass substrate 20 is formed so as to fall within the range of the three-dimensional arithmetic mean height Sa and the unevenness interval width RSm2).
  • the unevenness of the main surface 20a of the glass substrate 20 is formed so that the haze of the glass substrate 20 having the anti-reflection film falls within the above range. .
  • the above surface roughness (the maximum height Rz of the unevenness of the waviness component and the interval width RSm1 of the unevenness, the three-dimensional arithmetic mean height Sa of minute unevenness and the interval width RSm2 of the unevenness)
  • a 10 nm Au film is formed and then these values are measured.
  • the antifouling film is provided on the main surface 20a of the front side of the glass substrate 20 (the side that the input pen 40 contacts).
  • the antifouling film preferably contains a fluorine-containing polymer containing silicon in its main chain.
  • the fluorine-containing polymer for example, a polymer having a -Si-O-Si- unit in the main chain and a water-repellent functional group containing fluorine in the side chain can be used. Further, the fluoropolymer can be synthesized, for example, by dehydrating and condensing silanol.
  • the antireflection film is formed on the main surface 20a of the glass substrate 20, and the antifouling film is formed on the antireflection film. is formed.
  • the unevenness on the surface of the antifouling film has the above-mentioned surface roughness.
  • the main surface 20a of the glass substrate 20 is adjusted so as to fall within the range of (the maximum height Rz of the unevenness of the undulation component, the interval width RSm1 of the unevenness, the three-dimensional arithmetic mean height Sa of minute unevenness and the interval width RSm2 of the unevenness). Irregularities are formed.
  • the glass substrate 20 after forming the antifouling film when the main surface 20a of the glass substrate 20 has an antifouling film, or when the main surface 20a of the glass substrate 20 has an antireflection film and an antifouling film, the glass substrate 20 after forming the antifouling film.
  • the irregularities on the main surface 20a of the glass substrate 20 are formed so that the haze, or the haze of the glass substrate 20 after forming the antireflection film and the antifouling film, falls within the above range.
  • FIGS. 1, 3, and 10 Method for manufacturing glass substrate 20
  • a method for manufacturing the glass substrate 20 will be described using FIGS. 1, 3, and 10.
  • the manufacturing method shown below is an example of the manufacturing method of the input device cover member according to the present invention, and the input device cover member is not limited to the glass substrate 20, but as described above. , a resin substrate made of synthetic resin, a glass sheet with unevenness formed on its surface, or a resin sheet pasted onto the glass substrate 20.
  • the manufacturing method of the glass substrate 20 in this embodiment is a manufacturing method of the glass substrate 20 having unevenness on at least one main surface 20a, and is based on the processing conditions once set in the pre-process S100, which will be described later.
  • the irregularities are formed according to the processing step S200.
  • the above pre-process S100 is executed for each type of glass substrate 20 to be manufactured. Once the pre-process S100 is executed and the processing conditions are once set, the type of glass substrate 20 is switched again. is continuously manufactured in the processing step S200 based on the processing conditions.
  • the above-mentioned "design of the type of glass substrate 20 to be manufactured" refers to the input device cover member (in this embodiment, the glass substrate 20) that constitutes the input device member, and the input medium (in this embodiment, , input pen 40), the product type (material, shape, etc.) to be manufactured is designed.
  • the pre-process S100 mainly includes a preparation process S01, a measurement process S02, a setting process S03, etc., which are sequentially executed over time.
  • the preparation step S01 is a step of preparing an input medium for performing an input operation. This step is a step of preparing an input medium that constitutes an input device member together with the manufactured glass substrate 20, and is, for example, a step of selecting the input pen 40 described above.
  • the measurement step S02 is a step of measuring the diameter of the contact portion of the pen tip of the input pen 40 (the tip of the input medium) with the glass substrate 20 (input device cover member). In this step, the diameter of the contact portion is determined using a contact portion observation device 101, which will be described later.
  • the setting step S03 is a step of determining the size of the interval width of the unevenness according to the diameter of the contact part with the glass substrate 20 (input device cover member) at the pen tip of the input pen 40 (the tip of the input medium). It is. In this step, the diameter of the contact portion is set within a range that is neither too large nor too small compared to the width of the interval between the concave and convex portions of the glass substrate 20 (input device cover member).
  • the cutoff value of the high-pass filter ⁇ c is set to a value four times the interval width of the unevenness of the measurement cross-sectional curve
  • the width of the interval between the unevenness is preferably determined to satisfy 0.015 ⁇ [X/Y] ⁇ 1.15.
  • the size of the interval width of the unevenness on the main surface 20 of the glass substrate 20 is set as a processing condition, and then, based on the processing condition, the following processing is performed.
  • the glass substrate 20 having a predetermined shape of unevenness on the main surface 20a is continuously manufactured.
  • the processing step S200 is, for example, a step of forming unevenness as shown below.
  • the unevenness formed on at least one main surface 20a of the glass substrate 20 (input device cover member) can be obtained by applying a treatment method such as wet blasting, sandblasting, chemical etching, or silica coating to the main surface 20a. It is formed by combining at least one or more types.
  • a slurry made by uniformly stirring abrasive grains made of solid particles such as alumina and a liquid such as water is sprayed onto a workpiece made of glass using compressed air. This is a process in which fine irregularities are formed on the workpiece by jetting it from a nozzle at high speed.
  • the injection nozzle that injects the slurry is a round nozzle whose slurry injection port area is narrowed down to a smaller area than the area of the workpiece. By moving this round nozzle relative to the workpiece, various surface shapes can be created. can be formed.
  • the glass substrate 20 is obtained by cutting a workpiece on which two types of irregularities, large and small, with different interval widths between the irregularities are formed, into a desired size and shape.
  • the surface roughness of the minute irregularities formed on the main surface of the workpiece by wet blasting can be adjusted mainly by the particle size distribution of the abrasive grains contained in the slurry and the injection pressure when spraying the slurry onto the workpiece. be. Further, the maximum height Rz of the unevenness of the undulation component and the interval width RSm1 of the unevenness can be adjusted by the size of the injection nozzle that injects the slurry, the feed pitch width, and the injection pressure.
  • wet blasting when slurry is injected onto the workpiece, the liquid carries the abrasive grains to the workpiece, so it is possible to use finer abrasive grains compared to dry blasting, and when the abrasive grains collide with the workpiece, The impact is smaller, allowing precision machining. In this way, by performing wet blasting on the workpiece, it is easy to simultaneously form moderately sized undulation component irregularities and minute irregularities on the main surface 20a of the glass substrate 20, and the transparency of the glass substrate 20 can be improved. It is possible to improve the writing comfort of the input medium such as the input pen 40 without damaging the input pen 40 or the like.
  • the chemical etching process is a process in which the main surface 20a of the glass substrate 20 is chemically etched using hydrogen fluoride (HF) gas or hydrofluoric acid.
  • the silica coating process is a process in which a coating agent containing a matrix precursor such as a silica precursor and a liquid medium that dissolves the matrix precursor is applied to the main surface 20a of the glass substrate 20 and heated.
  • the glass substrate 20 is not limited to this.
  • samples 1 to 11 were produced as examples of the glass substrate 20, and samples 12 to 18 were produced as comparative examples.
  • the glass substrate 20 used in Samples 1 to 18 an alkali-containing aluminosilicate glass having a thickness of 1.1 mm obtained by overflow molding was used.
  • one main surface 20a was wet-blasted.
  • two types of unevenness were formed, consisting of unevenness of the undulation component and minute unevenness.
  • each glass substrate 20 was A slurry prepared by uniformly stirring water and abrasive grains made of alumina having a particle size of #8000 is applied to the entire main surface 20a at a processing pressure of 0.1 to 0.3 MPa.
  • Wet blasting was performed using air by scanning and spraying with an injection nozzle consisting of a round nozzle moving at a speed of 0.5 to 10 mm/s.
  • the round nozzle one with an injection opening of 0.5 x 0.5 to 1 x 1 mm 2 was used.
  • the injection nozzle that performs wet blasting is a nozzle that narrows the cross-sectional area of the slurry injection port to be smaller than the area of the main surface 20a, and partially injects the slurry onto the main surface 20a of the glass substrate 20. It is.
  • the interval width RSm1 of the unevenness in the unevenness of the undulation component was varied by changing the scanning distance of the injection nozzle and the size (aperture) of the injection port. Further, the maximum height Rz of the unevenness of the undulation component was varied by changing the scanning speed of the injection nozzle.
  • the three-dimensional arithmetic mean height Sa of the minute irregularities and the interval width RSm2 of the irregularities were varied by changing the particle size of alumina or by changing the processing pressure.
  • the abrasive grains polygonal abrasive grains were used.
  • the interval width RSm1 of the unevenness in the unevenness of the undulation component is the same as that of the injection nozzle (injection port 0.5 x 0.5 - 1 x 1 mm 2 )
  • Samples were prepared by varying the inter-scanning distance within the range of 100 to 1000 ⁇ m.
  • the maximum height Rz of the unevenness of the undulation component can be determined by varying the scanning speed of the round nozzle within the range of 1/2 to 1/20 times that of the lower height of the same interval width. A sample was prepared.
  • the maximum height Rz of the unevenness of the undulation component will be doubled.
  • the three-dimensional arithmetic mean height Sa of minute irregularities is also related to the scanning speed of the injection nozzle, and the slower the scanning speed is, the more the value of the three-dimensional arithmetic mean height Sa can be increased.
  • the three-dimensional arithmetic mean height Sa of minute irregularities and the interval width RSm2 of irregularities can be determined by changing the particle size of alumina from #4000 to #8000 and increasing the processing pressure in the range of 0.1 to 0.3 MPa. , a sample was prepared.
  • Samples 5 and 8 which are examples, and Sample 12, which is a comparative example
  • 10 vol% of abrasive grains made of alumina with a particle size of #4000 and pure water were uniformly stirred to prepare a slurry, and each glass substrate was
  • the injection nozzle is moved and scanned over the entire main surface 20a of the main surface 20a at a processing speed of 5 to 10 mm/s, and the injection is performed using air at a processing pressure of 0.1 to 0.25 MPa.
  • Preliminary unevenness of the undulation component was formed by performing a wet blasting process in which the prepared slurry was sprayed from a nozzle.
  • the main surface 20a of the glass 20 having the preliminary unevenness is immersed in an etching solution consisting of 2 to 5 wt% hydrofluoric acid, 0 to 45 wt% sulfuric acid, and 45 to 95 wt% pure water.
  • the treatment was performed at a liquid temperature of 30° C. for 10 to 30 minutes to form unevenness of the undulation component.
  • abrasive grains made of alumina having a particle size of #8000 and pure water are uniformly stirred onto the main surface 20a of the glass 20 having the unevenness of the waviness component produced by the above-mentioned edging method.
  • a wet blasting process is performed in which the slurry prepared by the process is scanned while moving the spray nozzle at a processing speed of 10 mm/s, and the slurry prepared is sprayed from the spray nozzle using air at a processing pressure of 0.25 MPa. As a result, minute irregularities were formed.
  • the main surface 20a of the glass substrate 20 was not subjected to any treatment. In other words, the glass substrates 20 of samples 14, 16, and 18 are untreated.
  • the measured surface roughness parameters are the maximum height Rz and the interval width RSm1 of the unevenness for the unevenness of the undulation component, and the three-dimensional arithmetic mean height Sa and the interval width RSm2 of the unevenness for the minute unevenness. These surface roughness measurements were performed using a white interference microscope and an atomic force microscope.
  • the white interference microscope and atomic force microscope used to measure the above surface roughness were a white interference microscope (New View 7300) manufactured by Zygo and an atomic force microscope (trade name (SPM unit) manufactured by Bruker), respectively. Dimension Icon, product name (Controller unit): Nano Scope V), and both were measured based on JIS B0601-2013.
  • the conditions for measuring the unevenness of the waviness component were as follows: using a white interference microscope, the magnification of the objective lens was 2.5x, and the magnification of the zoom lens was 0. .5 times, the number of camera pixels was 640 x 480, and the number of integration was 1 for a measurement area of 5658 x 4244 ⁇ m. Furthermore, when measuring the maximum height Rz and the interval width RSm1 of the unevenness of the undulation component, the cutoff value ⁇ c1 of the high-pass filter ⁇ c is set to be approximately four times the interval width RSm1 of the unevenness. , the cutoff value ⁇ s1 of the low-pass filter ⁇ s was set to 25 ⁇ m.
  • the measurement conditions for minute irregularities were as follows: using a white interference microscope, the magnification of the objective lens was 50x, and the magnification of the zoom lens was 2x. The measurement was carried out so that the number of camera pixels was 640 x 480 and the number of integrations was 10 for a measurement area of 74 x 55 ⁇ m.
  • the cutoff value ⁇ c2 of the high-pass filter ⁇ c is 25 ⁇ m
  • the cutoff value ⁇ s2 of the low-pass filter ⁇ s is 0.345 ⁇ m. It was set to
  • the measurement conditions for the unevenness of the waviness component were as follows: Using a white interference microscope, the magnification of the objective lens was set to 50x, the magnification of the zoom lens was set to 2x, and the measurement area was 640 x 480 ⁇ m. In contrast, the number of camera pixels was 640 ⁇ 480, and the number of integrations was 10. Furthermore, when measuring the maximum height Rz and the interval width RSm1 of the unevenness of the undulation component, the cutoff value ⁇ c1 of the high-pass filter ⁇ c is set to be approximately four times the interval width RSm1 of the unevenness. , the cutoff value ⁇ s1 of the low-pass filter ⁇ s was set to 0.345 ⁇ m.
  • the measurement conditions for the three-dimensional arithmetic mean height Sa and the interval width RSm2 of the micro-asperities were as follows: an atomic force microscope was used in tapping mode, and the measurement area was 5 x 5 ⁇ m. The scan rate was 1 Hz and the number of acquired data was 512 x 512 for the area.
  • the maximum height Rz of the unevenness of the waviness component is 5 nm to 450 nm for Samples 1 to 11 as Examples and Samples 12, 13, 15, and 17 as Comparative Examples. It was within the range. On the other hand, for Samples 14, 16, and 18, which are untreated comparative examples, the maximum height Rz of the unevenness of the waviness component could not be confirmed.
  • the interval width RSm1 of the unevenness in the unevenness of the undulation component was within the range of 10 ⁇ m to 1000 ⁇ m for Samples 1 to 11 as Examples and Samples 12, 13, 15, and 17 as Comparative Examples. On the other hand, in Samples 14, 16, and 18, which are untreated comparative examples, no unevenness of the waviness component was observed.
  • the three-dimensional arithmetic mean height Sa of minute irregularities was within the range of 2.1 nm to 16.1 nm for Samples 1 to 11 serving as Examples and Samples 12, 13, 15, and 17 serving as Comparative Examples. .
  • the three-dimensional arithmetic mean height Sa of minute irregularities was 0.1 nm, which is smaller than Samples 1 to 13, 15, and 17. .
  • the interval width RSm2 of the unevenness in the minute unevenness was within the range of 1.7 to 4.0 ⁇ m for Samples 1 to 11 as Examples and Samples 12, 13, 15, and 17 as Comparative Examples. On the other hand, for Samples 14, 16, and 18, which are untreated comparative examples, the interval width RSm2 of the unevenness in the minute unevenness was 0.9 ⁇ m, which is smaller than that of Samples 1 to 13, 15, and 17.
  • the contact portion observation device 101 holds the glass substrate 20 to be measured in a horizontal position with the main surface 20a on which the unevenness is formed facing downward.
  • the pen tip 141 which is an example of the tip of the input medium and is a friction element, is pressed against the main surface 20a of the glass substrate 20 with a predetermined load, so that the tip of the pen tip 141 and the glass
  • This is a device for observing the contact surface of the pen tip 141 at the contact portion with the main surface 20a of the substrate 20. Note that, for convenience, the following description will be made by defining the vertical direction and horizontal direction of the contact portion observation device 101 according to the directions of arrows in FIGS. 8(a) and 8(b).
  • the contact portion observation device 101 mainly includes a glass substrate holding section 102 that holds the glass substrate 20 and a pen tip holding section 103 that mounts the pen tip 141.
  • the glass substrate holding unit 102 includes a surface plate portion 121 on which the glass substrate 20 is placed, and a pair of holding members 122 that hold the glass substrate 20 placed on the surface plate portion 121.
  • the surface plate portion 121 includes a first surface plate 121a serving as a base, a second surface plate 121b arranged on the upper surface of the first surface plate 121a, and the like.
  • the second surface plate 121b has a substantially gate-like shape with a horizontal top plate 121b1, and an opening 121b2 having a size of 20 mm x 20 mm is formed in the center of the top plate 121b1. There is.
  • the glass substrate 20 is placed on the top plate part 121b1 of the second surface plate 121b with the main surface 20a on which the unevenness is formed facing downward, so as to close the opening part 121b2, and then A pair of holding members 122 are fixed so as to press both ends of the glass substrate 20 from above. Thereby, the glass substrate 20 is held by the glass substrate holder 102 with the main surface 20a exposed through the opening 121b2.
  • the pen nib holder 103 is rotatably supported by a third surface plate 131 serving as a base, a bearing 132 arranged on the upper surface of the third surface plate 131, and a support for mounting the pen nib 141. It has a member 133 and a load weight 134 that applies a pressing force to the pen tip 141 via the support member 133.
  • the support member 133 is made of a rod-shaped member that extends in one direction, and one end (in this embodiment, the left end) in the extending direction is located directly below the top plate portion 121b1 of the second surface plate 121b. It is placed in a substantially horizontal position. Further, the support member 133 is supported so as to be rotatable in the vertical direction by a bearing 132 via a rotation shaft 133a penetrating through the center of the extension direction (in the present embodiment, the left-right direction). .
  • a pen tip 141 is arranged diagonally upward (for example, the angle between the glass substrate 20 and the pen tip 141 is 60°).
  • the support member 133 is attached so as to extend, and a load weight 134 is suspended from the other end (in this embodiment, the right end) of the support member 133 in the extending direction via a latching pin 133b.
  • the distance S1 from the center of the rotation shaft 133a to the end of the pen tip 141 attached to the support member 133 is the distance S1 from the center of the rotation shaft 133a to the latching pin 133b on which the load weight 134 is suspended.
  • the distance S2 is set approximately equal to the distance S2, and one end (more specifically, the pen tip 141) and the other end (more specifically, the latching pin) of the support member 133 have the bearing 132 as a fulcrum.
  • the fulcrum of the support member 133 is set so that the moments of each of the support members 133b) balance each other.
  • the support member 133 is held in a horizontal position, and the tip of the pen nib 141 is attached to the lower surface of the glass substrate 20 (main surface 20a). ), it is possible to touch it without pressing it.
  • the load due to the load weight 134 acts on the tip of the pen nib 141, and the tip of the pen nib 141 is is configured to press the lower surface (principal surface 20a) of the glass substrate 20.
  • the contact portion between the main surface 20a of the glass substrate 20 and the tip of the pen nib 141 was observed using a laser microscope (LEXT OLS5000-SAT) manufactured by Olympus.
  • the observation conditions for the above-mentioned contact area are as follows: Use a long working distance lens (10x lens: MPFLN10XLEXT, 50x lens: LMPLFLN50XLEXT), set the objective lens magnification to 10 to 50x, and set the optical magnification to 1 to 2x.
  • the contact portion between the pen tip 141 and the main surface 20a of the glass substrate 20 (more specifically, the contact portion of the pen tip 141 that presses the main surface 20a of the glass substrate 20) (contact surface) was observed.
  • the tips (pen tips 141) of three types of input media and the main surface 20a of the glass substrate 20 are measured.
  • the diameter Y of the contact surface of the pen tip 141 was measured.
  • the above three types of tips (pen nibs 141) include refills made by Wacom (product name: ACK-20004: Elastomer nibs) having a polyester elastomer nib 141, and polyacetal nibs.
  • 141 made by Wacom product name "ACK-20001: standard polyacetal lead
  • a refill made by Wacom with a nib 141 made of resin-reinforced felt product name "ACK-20003: hard felt”
  • core were used respectively. Note that, as the diameter Y, the value of the largest diameter on the contact surface of the pen tip 141 is adopted.
  • FIGS. 9(a), 9(b), and 9(c) Images of the contact surface of the pen tip 141 thus observed are shown in FIGS. 9(a), 9(b), and 9(c).
  • FIG. 9(a) shows an image of the contact surface of the pen nib 141 made of polyester elastomer
  • FIG. 9(b) shows an image of the contact surface of the pen nib 141 made of polyacetal
  • 9(c) shows an image of the contact surface of the pen tip 141 made of resin-reinforced felt.
  • sample 12 which is a comparative example, it was 0.012, and for samples 13, 15, and 17, which were comparative examples, it was within the range of 1.176 to 5.556. Moreover, it was 0 for Samples 14, 16, and 18, which are untreated comparative examples.
  • the pen can be slid very smoothly.
  • 4 The pen can be slid smoothly.
  • 3 The pen can be slid somewhat smoothly.
  • 2 It is not very smooth and the pen feels heavy.
  • 1 There is no smoothness, and the pen clearly feels heavy and slippery.
  • Sample 12 which is a comparative example, had a high frequency of snagging and was unable to reduce the contact area, resulting in poor evaluation of writing comfort.
  • Samples 13, 15, and 17, which are comparative examples the contact area could not be reduced, and the reduction in friction was not sufficient, resulting in a decrease in smoothness and poor evaluation results of writing comfort.
  • sample 14, which is an untreated comparative example the contact area could not be reduced and the friction was too high, resulting in poor smoothness, resulting in poor writing comfort evaluation results.
  • Samples 16 and 18, which are untreated comparative examples the irregularities on the main surface 20a that the input pen 40 contacts were small, and the writing comfort was poor because friction could not be controlled.
  • This invention can be utilized for the input device which can input characters, figures, etc. using input media, such as an input pen, and the cover member for input devices which the said input device is equipped with,
  • the display of an input device The present invention can be used for an input device cover member that is disposed on the front side of the device and has unevenness on at least one main surface, and for an input device that includes the input device cover member.
  • Input device 10 Display element (display device) 20 Glass substrate (cover member for input device) 20a Main surface 30 Digitizer circuit (detection circuit) 40 Input pen (input medium) 41 Pen tip S100 Pre-process S01 Preparation process S02 Measurement process S03 Setting process

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Abstract

入力ペン等の入力媒体を用いて入力操作を行う際の書き心地に優れた入力装置用部材、入力装置、及び当該入力装置用部材が備える入力装置用カバー部材の製造方法を提供する。 ガラス基板20(入力装置用カバー部材)と、入力操作を行う入力ペン40(入力媒体)とを備える入力装置用部材であって、ガラス基板20の少なくとも一方の主面20aに凹凸を有し、前記凹凸を有する主面20aにおいて、高域フィルタλcのカットオフ値を、測定断面曲線の凹凸の間隔幅の4倍の値としたときにおける、凹凸の間隔幅の大きさの平均値をXとし、且つ入力ペン40のペン先41(先端部)におけるガラス基板20との接触部の直径をYとしたときに、両者の関係が0.015≦[X/Y]≦1.15を満たす。

Description

入力装置用部材、入力装置、及び入力装置用カバー部材の製造方法
 本発明は、入力装置用部材、入力装置、及び当該入力装置用部材が備える入力装置用カバー部材の製造方法に関する。
 従来より、入力ペン等からなる入力媒体を用いて、文字及び図形等の入力操作を行うことができる入力装置が知られている。
 このような入力装置においては、例えばガラス基板等によって形成され、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等のディスプレイ装置の前面側に配置される透明なカバー部材と、入力操作を行う入力媒体とから構成される入力装置用部材が備えられており、このカバー部材に対して入力媒体を接触及び移動させることで、様々な入力操作を行うことが可能となっている。
 入力装置のカバー部材としてガラス基板を用いた場合、一般的にガラス基板の表面は凹凸が小さく滑らかに形成されているため、ガラス基板の表面に入力媒体を接触させて移動させた場合に当該入力媒体の先端部(例えば、入力ペンのペン先)が滑ったり、引っ掛かったりしてしまい、書き心地が悪いという問題が生じていた。
 そこで、このような問題点を解決するための技術の一例として、例えば特許文献1においては、ペン入力装置(入力装置)における入力ペンの書き心地を高めるために、ペン入力装置用ガラス基板(カバー部材)の表面において、粗さ曲線の最大谷深さRvが10nm以上且つ400nm以下であり、また粗さ曲線の平均長さRSmが500nm以上且つ2000nm以下である凹凸を形成することにより、摩擦を向上させる技術が開示されている。
特開2018-20942号公報
 しかしながら、前記特許文献1における、カバー部材の表面に形成される凹凸層では、当該カバー部材の表面に入力媒体を接触させて移動させた場合、当該入力媒体の先端部(例えば、入力ペンのペン先)が引掛りすぎて滑りにくくなり、紙とボールペンのように、ペン先が滑らかに滑る良い書き心地を得ることが困難であった。
 本発明は、以上に示した現状の課題に鑑みてなされたものであり、入力ペン等の入力媒体を用いて入力操作を行う際の書き心地に優れた入力装置用部材、入力装置、及び当該入力装置用部材が備える入力装置用カバー部材の製造方法を提供するものである。
 本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
 上記課題を解決する入力装置は、以下の特徴を有する。
 即ち、本発明に係る入力装置用部材は、入力装置用カバー部材と、入力操作を行う入力媒体とを備える入力装置用部材であって、前記入力装置用カバー部材の少なくとも一方の主面に凹凸を有し、前記凹凸を有する主面において、高域フィルタλcのカットオフ値を、測定断面曲線の凹凸の間隔幅の4倍の値としたときにおける、凹凸の間隔幅の大きさの平均値をXとし、且つ前記入力媒体の先端部における前記入力装置用カバー部材との接触部の直径をYとしたときに、両者の関係が0.015≦[X/Y]≦1.15を満たすことを特徴とする。
 このような構成を有することにより、入力媒体の先端部と、入力装置用カバー部材との実際の接触面積を減らすことができ、摩擦の過度な上昇を低減することができる。その結果、入力ペン等の入力媒体を用いて入力操作を行う際の書き心地を、優れたものとすることができる。
 また、本発明に係る入力装置用部材においては、前記凹凸を有する主面において、高域フィルタλcのカットオフ値を、測定断面曲線の凹凸の間隔幅の4倍の値としたときに、凹凸の最大高さRzが3nm以上、5000nm以下であり、且つ前記凹凸の間隔幅RSm1が10μm以上、2100μm以下であることが好ましい。
 このような構成を有することにより、入力装置用カバー部材に対して入力ペン等の入力媒体によって入力操作を行う場合に、当該入力媒体を滑りにくくし過ぎないようにすることができ、当該入力媒体を用いて入力操作を行う際の書き心地を、より優れたものとすることができる。
 また、本発明に係る入力装置用部材においては、前記凹凸を有する主面において、高域フィルタλcのカットオフ値を25μmとしたときに、凹凸の三次元算術平均高さSaが0.5nm以上、50nm以下であり、且つ凹凸の間隔幅RSm2が0.01μm以上、10μm以下であることが好ましい。
 このような構成からなる大小2種類の凹凸を有する構成とすることにより、入力装置用カバー部材に対して入力ペン等の入力媒体によって入力操作を行う場合に、当該入力媒体を滑りにくくし過ぎず、且つ、滑りやすくし過ぎないようにすることができ、入力ペン等の入力媒体を用いて入力操作を行う際の書き心地を、さらに優れたものとすることができる。
 また、本発明に係る入力装置用部材においては、前記入力媒体の先端部における、前記入力装置用カバー部材との接触部の直径が、0.1mm以上、2mm以下であることが好ましい。
 このような構成を有することにより、入力媒体の先端部と、入力装置用カバー部材との実際の接触面積を、より確実に減らすことができ、摩擦の過度な上昇を低減することができる。その結果、入力ペン等の入力媒体を用いて入力操作を行う際の書き心地を、さらに優れたものとすることができる。
 また、本発明に係る入力装置用部材においては、前記入力装置用カバー部材のヘイズが、可視光の波長域において15%未満であることが好ましい。
 このような構成を有することにより、入力装置用カバー部材の透明度を保持することができ、例えば、当該入力装置用カバー部材が前面部(映像が表示される側の面)に設けられたディスプレイ装置の視認性を、保持することができる。
 また、本発明に係る入力装置は、上述した何れかの入力装置用部材と、映像を表示するディスプレイ装置と、前記入力媒体によって行われた入力操作に対する入力を検出する検出回路とを備えることを特徴とする。
 このような構成を有することにより、入力ペン等の入力媒体を用いて入力操作を行う際に適切な処理を行うことが可能になり、さらに優れた入力装置を実現することができる。
 また、本発明の入力装置用カバー部材の製造方法は、少なくとも一方の主面に凹凸を有する入力装置用カバー部材の製造方法であって、前工程において設定された加工条件に基づき前記凹凸を形成し、前記前工程は、製造する入力装置用カバー部材の品種の設計毎に実行され、入力操作を行うための入力媒体を準備する準備工程と、前記入力媒体の先端部における、前記入力装置用カバー部材との接触部の直径を測定する測定工程と、前記入力媒体の先端部における、前記入力装置用カバー部材との接触部の直径に合わせて、凹凸の間隔幅の大きさを定める設定工程とを備えることを特徴とする。
 このような製造方法により製造することによって、入力ペン等の入力媒体を用いて入力操作を行う際の書き心地に優れた入力装置用カバー部材を得ることができる。
 本発明に係る入力装置用部材、入力装置、及び当該入力装置用部材が備える入力装置用カバー部材の製造方法によれば、入力ペン等の入力媒体を用いて入力操作を行う際の書き心地を、さらに優れたものとすることができる。
本発明の一実施形態に係る入力装置の構成を示した概略側面断面図である。 カバー部材の主面の測定断面曲線における凹凸の間隔幅の大きさをX、入力媒体の先端部におけるカバー部材との接触部の直径をYとしたときの、両者の関係を示した図である。 カバー部材の主面の測定断面曲線、うねり成分の凹凸、及び微小凹凸を示した図である。 高域フィルタλc及び低域フィルタλsのカットオフ値を示した図である。 うねり成分の凹凸と微小凹凸とが形成されたカバー部材の主面に、入力媒体の先端部が接する様子を示した図である。 うねり成分の凹凸の間隔が狭いカバー部材の主面に、入力媒体の先端部が接する様子を示した図である。 うねり成分の凹凸の間隔が、入力媒体の先端部におけるカバー部材との接触部より大きい場合の、カバー部材の主面に入力媒体の先端部が接する様子を示した図である。 入力媒体の先端部とカバー部材との接触部を観察するための接触部観察装置の構成を示した図であって、(a)はその平面図であり、(b)はその側面図である。 接触面観察装置によって測定された、入力媒体の接触部の像を示した図であって、(a)はポリエステル系エラストマーからなる入力媒体の接触部の像を示した図であり、(b)はポリアセタールからなる入力媒体の接触部の像を示した図であり、(c)は樹脂補強フェルトからなる入力媒体の接触部の像を示した図である。 入力装置用カバー部材の製造方法を表す工程図である。
 次に、本発明の一実施形態について、図1乃至図10を用いて説明する。
 [入力装置1の全体構成]
 先ず、入力装置1の全体構成について、図1を用いて説明する。
 入力装置1は、本発明に係る入力装置用部材を備えた、入力装置の一実施形態であって、当該入力装置用部材は、入力装置用カバー部材と、入力操作を行う入力媒体とにより構成される。
 入力装置1は、映像を表示するディスプレイ素子10と、ディスプレイ素子10の前面側に配置されるカバー部材としてのガラス基板20と、ディスプレイ素子10の後面側に配置されるデジタイザ回路30と、入力ペン40とを備える。
 ここで、入力ペン40は、本発明に係る入力媒体の一例であり、ディスプレイ素子10は、本発明に係るディスプレイ装置の一例であり、ガラス基板20は、本発明に係る入力装置用カバー部材の一例であり、デジタイザ回路30は、本発明に係る、入力ペン40によって行われた入力装置1に対する入力を検出する検出回路の一例である。
 なお、ディスプレイ素子10の「前面側」とは、映像が表示される側をいい、ディスプレイ素子10の「後面側」とは、映像が表示される側の反対側をいう。
 図1において、ディスプレイ素子10の「前面側」は、紙面上方、「後面側」は、紙面下方となる。
 入力装置1は、ガラス基板20に対して入力ペン40を接触させた状態で移動させることにより、文字及び図形等の入力操作を行うことが可能となっている。
 入力装置1に対する入力は、入力ペン40以外の入力媒体によっても行うことができる。
 例えば、ユーザーの指をガラス基板20に接触させた状態で移動させることにより、文字及び図形等の入力操作を行うことが可能である。
 入力装置1は、例えばタブレット端末である。
 このタブレット端末は、表示機能と入力機能とを備えた入力用表示装置を広く意味する。
 タブレット端末は、タブレットPC、モバイルPC、スマートフォン、及びゲーム機等の機器を含む。
 ガラス基板20は、少なくとも一方の主面20aに凹凸が形成された透明なガラス板により構成されており、凹凸が形成された主面20aが、入力ペン40を接触させる側の面となるように配置されている。
 ガラス基板20としては、例えばアルミノシリケートガラス、またはホウケイ酸ガラスからなるガラス板を用いることができる。
 ガラス基板20がアルカリ含有アルミノシリケートガラスからなるガラス板である場合、ガラス基板20は、表面に化学強化層を有していてもよい。
 なお、ガラス基板20の詳細については後述する。
 デジタイザ回路30は、入力ペン40等の入力媒体による入力を検出する検出センサを備えている。
 入力ペン40は、上述したように、本発明に係る入力媒体の一例であって、同じく、本発明に係る入力装置用カバー部材の一例であるガラス基板20とともに、本発明に係る入力装置用部材を構成するものである。
 入力ペン40は、鉛筆やボールペン等の筆記具に似た形状の入力具であり、ガラス基板20と接触するペン先41は、エラストマー、ポリアセタール樹脂等の合成樹脂材、またはフェルト等の繊維などで構成されている。
 これらの部材により構成されたペン先41は、ガラス基板20に押し当てた際の変形の程度が、大きく異なる。
 即ち、エラストマーのような柔らかい材質は変形しやすく、また、ポリアセタールのような固い材質は変形しにくいことから、ガラス基板20に押し当てた際の、入力ペン40の先端部(ペン先41)における実際の接触面積は、大きく異なる。
 本発明者らは、上述した入力媒体(入力ペン40)の材質による特性、及び実際に入力媒体を用いて入力する際の、入力媒体の先端部とカバー部材(ガラス基板20)との接触面積との関係に着目し、この接触面積の直径と、カバー部材の表面(ガラス基板20の主面20a)に形成された、凹凸の幅との関係を鋭意調査することで本発明を考案した。
 即ち、ガラス基板20における凹凸の間隔幅と、入力ペン40の先端部(ペン先41)におけるガラス基板20との接触部の接触面積の直径との比を所定範囲内に設定することにより、ガラス基板20の主面20aに入力ペン40を接触させて移動させた際の書き心地を、特に優れたものとすることができる。
 なお、上記の接触面積は、ガラス基板20の主面20aに入力ペン40を接触させ、試験荷重をかけた際の、ガラス基板20の主面20aと、当該入力ペン40のペン先41との接触面積を意味し、後述する接触部観察装置101を用いて、入力媒体の先端部(ペン先141)と、ガラス基板20における主面20aとの接触部を観察し、ペン先141の接触面における直径Yを測定することで得られる値である。
 ところで、本実施形態においては、入力装置用カバー部材としてガラス基板20を用いているが、これに限るものではなく、合成樹脂により形成され、少なくとも一方の主面に凹凸が形成された樹脂基板をカバー部材として用いることも可能である。
 この場合、樹脂基板の凹凸は、例えば樹脂基板の主面にウェットブラスト等のブラスト加工を施したり、樹脂基板の主面にエンボス加工を施したりすることにより形成することが可能である。
 また、ガラス基板20の少なくとも一方の主面20aにおいて、凹凸が表面に形成されたガラスシートや、樹脂シート等を、カバー部材として用いることも可能である。
 この場合、カバー部材は、凹凸が表面に形成されたガラスシート、または樹脂シートを、ガラス基板20の主面20aに貼り付けることにより構成することができる。
 ガラスシートの凹凸は、後述するガラス基板20の製造方法により製造することができる。
 また、樹脂シートの凹凸は、例えば樹脂シートの表面にエンボス加工を施したり、粉粒体を混入させた合成樹脂をシート状に形成したりすることにより形成することができる。
 また、ガラスシートや樹脂シートに樹脂層を形成することで、凹凸を作製してもよい。
 さらに、上記樹脂層は、ガラス基板20の主面20aに対して、合成樹脂をスプレーにて吹き付けるスプレー法によっても、形成することが可能である。
 なお、カバー部材としてガラスシートやガラス基板20を用いた場合は、樹脂基板やガラス基板20の主面20aに樹脂層を形成したものを用いた場合に比べて、表面の硬度が高くなるため、表面に傷が付きにくい点で有利である。
 また、ガラスシートや樹脂シートをカバー部材として用いた場合、例えば、凹凸が形成された表面に傷が発生した際には、これらのシートをガラス基板20の主面20aから剥がして、新たなシートを再び当該主面20aに貼り付けるだけで済むため、コストの観点で有利である。
 [ガラス基板20の構成]
 次に、ガラス基板20の構成について、図2乃至図4を用いて詳細に説明する。
 ガラス基板20は、前述したように、本発明に係る入力装置用カバー部材の一実施形態であって、同じく、本発明に係る入力媒体の一例である入力ペン40とともに、本発明に係る入力装置用部材を構成するものである。
 ガラス基板20の主面20aには、凹凸が形成されている。
 なお、以降の説明においては、入力装置用カバー部材としてガラス基板20を挙げて説明しているが、本願の趣旨から、それだけに限定されないことは明らかであり、ガラス基板20を入力装置用カバー部材と読み替えることができる。
 図2において、詳細は後述するが、ガラス基板20は、凹凸を有する主面20aにおいて、高域フィルタλcのカットオフ値を、測定断面曲線の凹凸の間隔幅の4倍の値としたときにおける、凹凸の間隔幅の大きさの平均値をXとし、且つ入力ペン40(入力媒体)のペン先41(先端部)におけるガラス基板20(入力装置用カバー部材)との接触部の直径をYとしたときに、これらペン先41とガラス基板20との関係を表す[X/Y]の値が、0.015以上、1.15以下の範囲内となるように形成されている。
 なお、上記[X/Y]の値の下限値は、0.03以上が好ましく、0.04以上がより好ましく、0.05以上が最も好ましい。
 また、上記[X/Y]の値の上限値は、1.10以下が好ましく、1.05以下がより好ましく、1以下が最も好ましい。
 上記[X/Y]の値が小さすぎると、引っかかりが生じるため、良好な書き心地が得られない。
 一方、上記[X/Y]の値が大きすぎると、接触面積低下の効果が十分でないために適切な摩擦力が得られず、良好な書き心地が得られない。
 なお、上記[X/Y]の好ましい範囲内において、より好ましい範囲は、ペン先41の材質によって異なる場合がある。つまり、ペン先41の材質が異なると、ペン先41自体の変形量や硬さ、さらに接着する物体間の凝着力が異なるため、上記[X/Y]の好ましい範囲内において、より好ましい範囲が異なってくる。
 例えば、エラストマー系のペン先は、凝着力が高く、変形し易い材質のため、接触面積が大きいと摩擦係数が高くなる傾向にある。
 従って、上記[X/Y]の値の下限値は、0.04以上が好ましく、0.2以上がより好ましく、0.5以上が最も好ましい。
 また、上記[X/Y]の値の上限値は、1.10未満が好ましく、1.05以下がより好ましく、1.00以下が最も好ましい。
 上記[X/Y]の範囲を上記の範囲内にすることによって、特に滑らかな書き心地が得られる。
 一方、0.015以上、0.04未満、または、1.10以上、1.15以下にすることによって、滑らかさを維持しつつ、しっかりとした書き心地を提供することも可能である。
 ポリアセタールのような固い材質のペン先は、凝着力が低く、変形し難い材質のため、ペン先41とガラス基板20との間の接触部の直径Yは小さく、摩擦係数が低くなる傾向にある。
 従って、上記[X/Y]の値の下限値は、0.05以上が好ましく、0.3以上がより好ましく、0.5以上が最も好ましい。
 また、上記[X/Y]の値の上限値は、1.12未満が好ましく、1.11以下がより好ましく、1.10以下が最も好ましい。
 上記[X/Y]の範囲を上記の範囲内にすることによって、滑らかさを維持しつつ、適度に引っかかりのある書き心地が得られる。
 一方、0.015以上、0.05未満、または、1.12以上、1.15以下にすることによって、滑らかさを維持しつつ、しっかりとした書き心地を提供することも可能である。
 フェルト系のペン先は、凝着力がエラストマー系より低いものの、ポリアセタールよりも変形し易く、エラストマーとポリアセタールとの中間の摩擦挙動を示す傾向にある。
 従って、上記[X/Y]の値の下限値は、0.05以上が好ましく、0.2以上がより好ましく、0.5以上が最も好ましい。
 また、上記[X/Y]の値の上限値は、1.10未満が好ましく、1.08以下がより好ましく、1.05以下が最も好ましい。
 上記[X/Y]の範囲を上記の範囲内にすることによって、滑らかさを維持しつつ、適度に引っかかりのある書き心地が得られる。
 一方、0.015以上、0.05未満、または、1.10以上、1.15以下にすることによって、滑らかさを維持しつつ、しっかりとした書き心地を提供することも可能である。
 図3に示すように、ガラス基板20の主面20aに形成される凹凸は、うねり成分の凹凸と、微小凹凸とにより構成されている。
 うねり成分の凹凸は、最大高さRzが3nm以上、5000nm以下であり、且つ凹凸の間隔幅RSm1が10μm以上、2100μm以下である。
 また、微小凹凸は、三次元算術平均高さSaが0.5nm以上、50nm以下であり、且つ凹凸の間隔幅RSm2が0.01μm以上、10μm以下である。
 うねり成分の凹凸における最大高さRzは、微小凹凸における三次元算術平均高さSaよりも大きいことが好ましい。
 また、うねり成分の凹凸における最大高さRzは、微小凹凸における三次元算術平均高さSaの1.1倍以上、500倍以下であることがより好ましい。
 ここで、うねり成分の凹凸において、最大高さRzは、凹凸における最も高い山の高さと最も深い谷の深さとの和であり、凹凸の間隔幅RSm1は、所定の基準長さにおける凹凸の各周期長さXaの平均である。
 また、微小凹凸において、三次元算術平均高さSaは、所定の三次元領域における凹凸の山の高さZ1及び谷の深さZ2の絶対値の平均であり、凹凸の間隔幅RSm2は、所定の基準長さにおける凹凸の各周期長さXbの平均である。
 図3、及び図4に示すように、上述した、うねり成分の凹凸における、最大高さRz及び凹凸の間隔幅RSm1の値は、主面20aの測定断面曲線から長波長成分を遮断するための高域フィルタλcのカットオフ値λc1を、測定断面曲線の凹凸の間隔幅の4倍の値に設定した場合に得られる値であって、低域フィルタλsのカットオフ値λs1を25μmに設定した場合に得られる値である。
 また、上述した、微小凹凸における三次元算術平均高さSa及び凹凸の間隔幅RSm2の値は、主面20aの測定断面曲線から長波長成分を遮断するための高域フィルタλcのカットオフ値λc2を25μmに設定した場合に得られる値であって、低域フィルタλsのカットオフ値λs2を0.345μmに設定した場合に得られる値である。
 なお、主面20aの測定断面曲線においては、カットオフ値λc2を有する高域フィルタλcを適用することで、当該主面20aが有している規定範囲外の大きなうねり成分、及び大きな間隔幅の凹凸の成分が除去されて、微小凹凸の曲線が得られる。
 ガラス基板20の主面20aにおける、うねり成分の凹凸の形状、及び微小凹凸の形状が、このような範囲であることにより、入力装置1においては、ディスプレイ素子10の視認性を保持することができ、入力ペン40等の入力媒体の書き心地、特に滑らかさを向上させることが可能となっている。
 また、形成された凹凸による散乱光の干渉による、スパークリングと呼ばれるギラつきの発生を抑えることができる。
 さらに、ガラス基板20の主面20aには樹脂層が形成されておらず、直接的に凹凸が形成されていることから、耐傷性が高く、当該主面20aに傷が付きにくいため、ディスプレイ素子10の視認性を低下させることがない。
 うねり成分の凹凸は、ガラス基板20の主面20aと、入力ペン40のペン先41との間の接触部に影響する。
 ここで、上記接触部は、ガラス基板20の主面20aに対して、実際に入力ペン40のペン先41を接触させて移動させている最中における、当該ペン先41の接触部を意味する。
 具体的には図5に示すように、ペン先41は、上記接触部において、ガラス基板20の主面20aにおける、うねり成分の凹凸の凸部と接触する一方、当該うねり成分の凹凸の凹部と接触しにくい。
 従って、ペン先41とガラス基板20の主面20aとの間の、摩擦力の適度な上昇と低下の組み合わせにより、当該摩擦力の過度な上昇、及び過度な低下を防止することができ、入力ペン40による書き心地、特にペン先41の滑らかな操作性を優れたものにすることができる。
 また、ユーザーの指をガラス基板20に接触させた状態で移動させた場合においても、指を適度に滑らかに移動させることができ、指による入力を行う際の滑り心地を優れたものにすることができる。
 ここで、図6に示すように、うねり成分の凹凸における凹凸の間隔幅RSm1が、ペン先41に対して極端に狭い場合、当該ペン先41における、ガラス基板20の主面20aとの接触部の、接触面積低下の効果を十分に得ることができずに摩擦力が増加するため、良好な書き心地が得られない。
 また、図7に示すように、うねり成分の凹凸における凹凸の間隔幅RSm1が、ペン先41に対して極端に広い場合も同様に、当該ペン先41は上記凹凸の凹部にまで嵌まり込んで接触するため、当該ペン先41における、ガラス基板20の主面20aとの接触部の、接触面積低下の効果を十分に得ることができずに摩擦力が増加するため、良好な書き心地が得られない。
 このようなことから、本実施形態におけるガラス基板20の主面20aにおいては、上述した適切な形状からなる、うねり成分の凹凸を有することにより、入力ペン40や指等の入力媒体の書き心地を向上させることが可能となっている。
 なお、図3において、うねり成分の凹凸における最大高さRzの上限値は、5000nmに設定されているが、1000nmに設定することが好ましく、500nmに設定することがさらに好ましい。
 また、うねり成分の凹凸における最大高さRzの下限値は、3nmに設定されているが、4nmに設定することが好ましく、5nmに設定することがさらに好ましい。
 一方、うねり成分の凹凸における凹凸の間隔幅RSm1の上限値は、2100μmに設定されているが、2000μmに設定することが好ましく、1800μmに設定することがさらに好ましい。
 また、うねり成分の凹凸における凹凸の間隔幅RSm1の下限値は、10μmに設定されているが、11μmに設定することが好ましく、15μmに設定することがさらに好ましい。
 微小凹凸は、ガラス基板20の主面20aと、入力ペン40のペン先41との間の接触部において、摩擦力上昇、または摩擦力低下に寄与する。
 ここで、上記接触部は、ガラス基板20の主面20aに対して、実際に入力ペン40のペン先41を接触させて移動させている最中における、当該ペン先41の接触部を意味する。
 具体的には、入力ペン40のペン先41が、凝着力が高いエラストマーによって形成されている場合、微小凹凸の凹凸に対する接触面積が低下し、凝着力が低下することによって摩擦力が低下する。
 また、入力ペン40のペン先41が、凝着力が低いポリアセタールによって形成されている場合、微小凹凸の凸部との間で切削摩擦が生じ、摩擦力が増加する。
 これらのことから、ペン先41がガラス基板20の主面20a上で過度に滑ること、及び過度に滑りにくくなることを抑制することができ、入力ペン40による書き心地を、優れたものにすることができる。
 また、ユーザーの指をガラス基板20に接触させた状態で移動させた場合においても、指を適度に滑らかに移動させることができ、指による入力を行う際の滑り心地を優れたものにすることができる。
 このように、本実施形態におけるガラス基板20の主面20aにおいては、上述した形状からなる微小凹凸を有することにより、入力ペン40や指等の入力媒体の書き心地を向上させることが可能となっている。
 なお、微小凹凸における三次元算術平均高さSaの上限値は、50nmに設定されているが、40nmに設定することが好ましく、30nmに設定することがさらに好ましい。
 また、微小凹凸における三次元算術平均高さSaの下限値は、0.5nmに設定されているが、1nmに設定することが好ましく、2nmに設定することがさらに好ましい。
 一方、微小凹凸における、凹凸の間隔幅RSm2の上限値は、10μmに設定されているが、7μmに設定することが好ましく、5μmに設定することがさらに好ましい。
 また、微小凹凸における、凹凸の間隔幅RSm2の下限値は0.01μmに設定されているが、0.1μmに設定することが好ましく、0.5μmに設定することがさらに好ましい。
 また、うねり成分の凹凸における最大高さRzは、微小凹凸における三次元算術平均高さSaの1.1倍以上、500倍以下であることが好ましく、1.5倍以上、200倍以下であることがより好ましい。
 ガラス基板20の主面20aは、上述のシリコーンゴム等からなる熱硬化性エラストマーやポリエステル系等の熱可塑性エラストマー、ポリアセタール樹脂等の樹脂材、金属、及び繊維などといった、凹凸に対して引掛りを生じやすい部材で構成されているペン先41に対して、特に書き心地が優れたものとなっている。
 なお、本発明において、エラストマーとはゴム弾性を有する材料のことを指し、上記のシリコーンゴムやポリエステル系には限られない。
 これらシリコーンゴムやポリエステル系の他にも、天然ゴムや、フッ素系、スチレン系、オレフィン系、塩ビ系、ウレタン系、アミド系などの各種材料からなるエラストマーが含まれる。
 ここで、入力ペン40(入力媒体)のペン先41(先端部)における、ガラス基板20(入力装置用カバー部材)との接触部の直径は、0.1mm以上、2mm以下である。
 なお、上記接触部は、ガラス基板20の主面20aに対して、実際に入力ペン40のペン先41を接触させて移動させている最中における、当該ペン先41の接触部を意味する。
 入力ペン40のペン先41(先端部)については、当該先端部の直径が小さいほど、細い線で描かれる細かい入力操作が可能となり有利であるが、接触部の直径が小さすぎると、凹凸との接触部が小さくなり、うねり成分の凹凸の凹部に、当該先端部が侵入しやすくなる。
 そのため、上記接触部の直径の範囲の下限値は、0.11mm以上が好ましく、0.15mm以上がより好ましい。
 また、上記接触部の直径の範囲の上限値は、1.9mm以下が好ましく、1.8mm以下がより好ましい。
 ガラス基板20は、当該ガラス基板20を介してディスプレイ素子30の映像を見たときの、当該映像の視認性の観点から、透明性に関する指標で曇度を表すヘイズが、可視光の波長域(380nm~780nm)において15%未満となるように形成されている。
 ガラス基板20のヘイズを15%未満とすることで、ガラス基板20の透明度を保持することができ、ディスプレイ素子10の視認性を保持することができる。
 本実施形態の場合、ガラス基板20のヘイズは、15%未満に設定されているが、7%未満であることが好ましく、5%未満であることがより好ましく、4%未満であることがさらに好ましい。
 ガラス基板20の厚みの下限値は、10μm以上が好ましく、50μm以上がより好ましく、100μm以上がさらに好ましい。
 また、ガラス基板20の厚みの上限値は、1500μm以下が好ましく、1100μm以下がより好ましく、1000μm以下がさらに好ましい。
 ガラスシートや樹脂シートに用いる場合は、当該ガラス基板20の厚みの上限値は、700μm以下が好ましく、500μm以下がより好ましく、300μm以下がさらに好ましい。
 また、ガラスフィルムや樹脂フィルムに用いる場合は、ガラス基板20の厚みが薄い方が使用しやすく、この場合、当該ガラス基板20の厚みの上限値は、200μm以下がさらに好ましく、100μm以下がより好ましく、100μm未満が最も好ましい。
 また、ガラス基板20の主面20aには、入力ペン40が接触する側の反射率を低下させるための反射防止膜、または指紋の付着を防止し、撥水性、撥油性を付与するための防汚膜を形成することができる。
 反射防止膜は、ガラス基板20を入力装置1のカバー部材として使用する場合には、少なくともガラス基板20の表側(入力ペン40が接触する側)の主面20aに有する。
 また、ガラス基板20とディスプレイ素子10との間に隙間がある場合には、ガラス基板20の裏側(ディスプレイ素子10側)の主面20aにも、反射防止膜を有することが好ましい。
 反射防止膜としては、例えばガラス基板20よりも屈折率が低い低屈折率膜、または相対的に屈折率が低い低屈折率膜と相対的に屈折率が高い高屈折率膜とが交互に積層された誘電体多層膜などが用いられる。
 反射防止膜は、スパッタリング法、またはCVD法等により形成することができる。
 ガラス基板20の主面20aに反射防止膜を有する場合、反射防止膜の表面の凹凸が、上述の表面粗さ(うねり成分の凹凸の最大高さRz及び凹凸の間隔幅RSm1、並びに微小凹凸の三次元算術平均高さSa及び凹凸の間隔幅RSm2)の範囲となるように、ガラス基板20の主面20aの凹凸が形成される。
 また、ガラス基板20の主面20aに反射防止膜を有する場合、反射防止膜を有するガラス基板20のヘイズが、上述の範囲となるように、ガラス基板20の主面20aの凹凸が形成される。
 なお、反射防止膜を形成した後において、上記表面粗さ(うねり成分の凹凸の最大高さRz及び凹凸の間隔幅RSm1、並びに微小凹凸の三次元算術平均高さSa及び凹凸の間隔幅RSm2)を測定する場合は、10nmのAu膜を形成し、その後これらの値を測定する。
 防汚膜は、ガラス基板20を入力装置10のカバー部材として使用する場合には、ガラス基板20の表側(入力ペン40が接触する側)の主面20aに有する。
 防汚膜は、主鎖中にケイ素を含む含フッ素重合体を含むことが好ましい。
 含フッ素重合体としては、例えば、主鎖中に、-Si-O-Si-ユニットを有し、且つ、フッ素を含む撥水性の官能基を側鎖に有する重合体を用いることができる。
 また、含フッ素重合体は、例えばシラノールを脱水縮合することにより合成することができる。
 なお、ガラス基板20の表側の主面20aに反射防止膜と防汚膜とを有する場合には、ガラス基板20の主面20a上に反射防止膜を形成し、反射防止膜上に防汚膜が形成される。
 ガラス基板20の主面20aに防汚膜を有する場合、またはガラス基板20の主面20aに反射防止膜と防汚膜とを有する場合、防汚膜の表面の凹凸が、上述の表面粗さ(うねり成分の凹凸の最大高さRz及び凹凸の間隔幅RSm1、並びに微小凹凸の三次元算術平均高さSa及び凹凸の間隔幅RSm2)の範囲となるように、ガラス基板20の主面20aの凹凸が形成される。
 また、ガラス基板20の主面20aに防汚膜を有する場合、またはガラス基板20の主面20aに反射防止膜と防汚膜とを有する場合、防汚膜を形成した後のガラス基板20のヘイズ、または反射防止膜と防汚膜とを形成した後のガラス基板20のヘイズが、上述の範囲となるように、ガラス基板20の主面20aの凹凸が形成される。
 [ガラス基板20の製造方法]
 次に、ガラス基板20の製造方法について、図1、図3、及び図10を用いて説明する。
 なお、以下に示す製造方法は、本発明に係る入力装置用カバー部材の製造方法の一例であって、当該入力装置用カバー部材は、ガラス基板20に限定されるものではなく、前述したように、合成樹脂により形成された樹脂基板、或いは、凹凸が表面に形成されたガラスシートや、樹脂シート等をガラス基板20に貼り付けたものなど、何れのものであってもよい。
 図10において、本実施形態におけるガラス基板20の製造方法は、少なくとも一方の主面20aに凹凸を有するガラス基板20の製造方法であって、前工程S100において一旦設定された加工条件に基づき、後述する加工工程S200に従い、当該凹凸を形成する製造方法である。
 上記前工程S100は、製造するガラス基板20の品種の設計毎に実行され、当該前工程S100が実行されて加工条件が一旦設定されると、ガラス基板20は、再び品種の切替えが実行されるまで、当該加工条件に基づき、加工工程S200によって連続的に製造される。
 なお、上記「製造するガラス基板20の品種の設計」とは、入力装置用部材を構成する入力装置用カバー部材(本実施形態においては、ガラス基板20)、及び入力媒体(本実施形態においては、入力ペン40)のうち、少なくとも何れか一方において、製造する品種(材質や形状等)の設計を行う場合を意味する。
 前工程S100は、主に、経時的に順に実行される準備工程S01、測定工程S02、及び設定工程S03等を備える、
 準備工程S01は、入力操作を行うための入力媒体を準備する工程である。
 本工程は、製造されるガラス基板20とともに入力装置用部材を構成する、入力媒体を準備する工程であって、例えば、前述した入力ペン40を選択する工程である。
 測定工程S02は、入力ペン40のペン先(入力媒体の先端部)における、ガラス基板20(入力装置用カバー部材)との接触部の直径を測定する工程である。
 本工程において、上記接触部の直径については、後述する接触部観察装置101を用いて実施される。
 設定工程S03は、入力ペン40のペン先(入力媒体の先端部)における、ガラス基板20(入力装置用カバー部材)との接触部の直径に合わせて、凹凸の間隔幅の大きさを定める工程である。
 本工程においては、上記接触部の直径が、ガラス基板20(入力装置用カバー部材)の凹凸の間隔幅の大きさに比べて大きすぎず、且つ小さすぎない範囲に定められる。
 具体的には、これに限定されるものではないが、例えば、高域フィルタλcのカットオフ値を、測定断面曲線の凹凸の間隔幅の4倍の値としたときにおける、凹凸の間隔幅の大きさの平均値をXとし、且つ入力ペン40のペン先(入力媒体の先端部)におけるガラス基板20(入力装置用カバー部材)との接触部の直径をYとしたときに、両者の関係が0.015≦[X/Y]≦1.15を満たすように定めることが好ましい。
 以上のような構成からなる前工程S100を実施することにより、ガラス基板20の主面20における、凹凸の間隔幅の大きさが加工条件として設定され、その後、当該加工条件に基づき、以下に示す加工工程S200によって、主面20aに所定形状の凹凸を有するガラス基板20が連続的に製造される。
 加工工程S200は、例えば、下記に示すように凹凸を形成する工程である。
 ガラス基板20(入力装置用カバー部材)の少なくとも一方の主面20aに形成される凹凸は、当該主面20aにウェットブラスト処理、サンドブラスト処理、化学エッチング処理、またはシリカコーティング処理等の処理方法を、少なくとも1種類以上組み合わせることにより形成される。
 ウェットブラスト処理は、アルミナ等の個体粒子にて構成される砥粒と、水等の液体とを均一に攪拌してスラリーとしたものを、ガラスからなるワークに対して、圧縮エアを用いて噴射ノズルから高速で噴射することにより、当該ワークに微細な凹凸を形成する処理である。
 スラリーを噴射する噴射ノズルとしては、ワークの面積に対して、スラリーの噴射口の面積を小さく絞った丸ノズルを用い、この丸ノズルをワークに対して相対運動させることによって、様々な表面形状を形成させることができる。
 ウェットブラスト処理においては、高速に噴射されたスラリーがワークに衝突した際に、当該スラリー内の砥粒がワークの表面を削ったり、叩いたり、こすったりすることにより、当該ワークの表面に、微細な凹凸が形成されることとなる。
 この場合、ワークに噴射された砥粒や、砥粒によって削られた当該ワークの破片は、同じくワークに噴射された液体によって同時に洗い流されるため、ワークに残留する粒子が少なくなる。
 また、ワークに対して噴射ノズルを任意に走査させて、ワークの表面に部分的にスラリーを噴射することによって、微小凹凸に加えてうねり成分の凹凸を作ることができる。
 ガラス基板20は、表面に凹凸の間隔幅が異なる大小2種類の凹凸が形成されたワークを、切断することなどによって、所望の大きさや形状に調製することにより得られる。
 ウェットブラスト処理によってワークの主面に形成される、微小凹凸の表面粗さは、主に、スラリーに含まれる砥粒の粒度分布と、スラリーをワークに噴射する際の噴射圧力とにより調整可能である。
 また、うねり成分の凹凸の最大高さRz及び凹凸の間隔幅RSm1は、スラリーを噴射する噴射ノズルのサイズ、送りピッチ幅、及び噴射圧により調整可能である。
 ウェットブラスト処理においては、スラリーをワークに噴射した場合、液体が砥粒をワークまで運ぶため、乾式ブラスト処理に比べて微細な砥粒を使用することができるとともに、砥粒がワークに衝突する際の衝撃が小さくなり、精密な加工を行うことが可能である。
 このように、ワークに対してウェットブラスト処理を施すことで、ガラス基板20の主面20aに、適度な大きさのうねり成分の凹凸と微小凹凸とを同時に形成しやすく、ガラス基板20の透明度を損なうことなく、入力ペン40等の入力媒体の書き心地を、優れたものとすることが可能となる。
 なお、乾式ブラスト処理においては、噴射された砥粒がワークに衝突した際の摩擦によって、当該ワークに加工熱が発生するが、ウェットブラスト処理においては、処理中は液体がワークの表面を常に冷却しているため、ワークがブラスト処理によって加熱されることがない。
 また、乾式ブラスト処理を施すことにより、ガラス基板20の主面20aに凹凸を形成することも可能であるが、乾式ブラスト処理では、砥粒がガラス基板20の主面20aに衝突する際の衝撃が大きすぎて、凹凸が形成された主面20aの表面粗さが大きくなりやすく、ガラス基板20の透明度が損なわれやすい。
 化学エッチング処理は、ガラス基板20の主面20aをフッ化水素(HF)ガス、またはフッ化水素酸により化学エッチングする処理である。
 また、シリカコーティング処理は、シリカ前駆体等のマトリックス前駆体、及びマトリックス前駆体を溶解する液状媒体を含むコーティング剤を、ガラス基板20の主面20aに塗布して加熱する処理である。
 次に、主面20aにうねり成分の凹凸、及び微小凹凸からなる2種類の凹凸を形成した、ガラス基板20の実施例について、図8及び図9を用いて説明する。
 但し、ガラス基板20はこれに限定されるものではない。
 [試料の作製]
 本実施例においては、ガラス基板20の実施例として試料1~11を作製し、比較例として試料12~18を作製した。
 試料1~18に用いたガラス基板20としては、オーバーフロー成形により得られた、厚さが1.1mmのアルカリ含有アルミノシリケートガラスを使用した。
 実施例となる試料1~4、6、7、9~11、及び比較例となる試料13、15、17のガラス基板20については、ウェットブラスト処理を施すことにより、一方の主面20aに対して、うねり成分の凹凸、及び微小凹凸からなる2種類の凹凸を形成した。
 具体的には、試料1~4、6、7、9~11、13、15、及び17のガラス基板20については、これらのガラス基板20を処理台に各々載置し、各ガラス基板20の一方の主面20aの全体に対して、粒度が#8000のアルミナにて構成される砥粒と、水とを均一に攪拌することにより調製したスラリーを、処理圧力0.1~0.3MPaのエアを用いて、丸ノズルからなる噴射ノズルを0.5~10mm/sの速度で移動させながら走査させて噴射する、ウェットブラストを施した。
 なお、丸ノズルについては、噴射口が0.5×0.5~1×1mmのものを用いた。
 ここで、ウェットブラストを施す噴射ノズルは、スラリーの噴射口の断面積を、主面20aの面積に対して小さく絞り、ガラス基板20の主面20aに対して、スラリーを部分的に噴射するノズルである。
 うねり成分の凹凸における凹凸の間隔幅RSm1は、噴射ノズルの走査距離、及び噴射口のサイズ(口径)を変えることで可変させた。
 また、うねり成分の凹凸における最大高さRzは、噴射ノズルの走査速度を変えることで可変させた。
 一方、微小凹凸における三次元算術平均高さSa、及び凹凸の間隔幅RSm2は、アルミナの粒度を変更、または処理圧力を変更することで可変させた。
 なお、前記砥粒については、多角形状を有する砥粒を用いた。
 試料1~4、6、7、9~11、13、15、及び17において、うねり成分の凹凸における凹凸の間隔幅RSm1は、噴射ノズル(噴射口0.5×0.5~1×1mm)の走査間距離を、100~1000μmの範囲内で可変させることで、サンプルを作製した。
 また、うねり成分の凹凸における最大高さRzは、同じ間隔幅の高さが低いものに対して、丸ノズルの走査速度を、1/2~1/20倍の範囲内で可変させることで、サンプルを作製した。
 ここで、何れの間隔幅においても、噴射ノズルの走査速度を1/2倍にすると、うねり成分の凹凸の最大高さRzは2倍になるという関係がある。
 また、微小凹凸における三次元算術平均高さSaについても、噴射ノズルの走査速度と関係があり、当該走査速度が遅くなるほど、三次元算術平均高さSaの値を増加させることができる。
 一方、微小凹凸における三次元算術平均高さSa、及び凹凸の間隔幅RSm2は、アルミナの粒度を#4000~8000に変更し、処理圧力を0.1から0.3MPaの範囲で増加させることで、サンプルを作製した。
 実施例となる試料5、8、及び比較例となる試料12については、粒度が♯4000のアルミナからなる砥粒10vol%と、純水とを均一に攪拌してスラリーを調製し、各ガラス基板20の一方の主面20aの全体に対して、処理速度5~10mm/sの速度にて噴射ノズルを移動させながら走査させ、処理圧力0.1~0.25MPaのエアを用いて、当該噴射ノズルから調製したスラリーを噴射するウェットブラスト処理を施すことにより、うねり成分の予備凹凸を形成した。
 そして、上記予備凹凸を有するガラス20の主面20aに対して、2~5wt%のフッ化水素酸、0~45wt%の硫酸、及び45~95wt%の純水からなるエッチング液に浸漬させるエッチング処理を、液温30℃で10~30分間行うことで、うねり成分の凹凸を形成した。
 その後、上記エッジング処理による方法で作製された、うねり成分の凹凸を有するガラス20の主面20aに対して、粒度が♯8000のアルミナからなる砥粒3vol%と、純水とを均一に攪拌して調製したスラリーを、処理速度10mm/sの速度にて噴射ノズルを移動させながら走査させ、処理圧力0.25MPaのエアを用いて、当該噴射ノズルから調製したスラリーを噴射するウェットブラスト処理を施すことにより、微小凹凸を形成した。
 比較例となる試料14、16、及び18のガラス基板20については、当該ガラス基板20の主面20aに対して、処理を施していない。
 つまり試料14、16、及び18のガラス基板20は未処理である。
 [表面粗さの測定]
 試料1~18のガラス基板20における、主面20aの表面粗さを測定した。
 表面粗さの測定は、試料1~13、15、及び17については、ウェットブラスト処理を施した主面20aに対して行い、試料14、16、及び18については、一方の主面20aに対して行った。
 測定した表面粗さのパラメータは、うねり成分の凹凸に関しては、最大高さRz及び凹凸の間隔幅RSm1であり、微小凹凸に関しては、三次元算術平均高さSa及び凹凸の間隔幅RSm2である。
 これらの表面粗さの測定は、白色干渉顕微鏡、及び原子間力顕微鏡を用いて行った。
 上記の表面粗さの測定に用いた白色干渉顕微鏡、及び原子力顕微鏡は、それぞれZygo社製の白色干渉顕微鏡(New View 7300)、及びBruker社製の原子間力顕微鏡(商品名(SPM unit):Dimension Icon、商品名(Controller unit):Nano Scope V)であり、いずれもJIS B0601‐2013に基づいて測定を実施した。
 試料1~4、6、7、9~11及び13~18について、うねり成分の凹凸の測定条件としては、白色干渉顕微鏡を用いて対物レンズの倍率を2.5倍、ズームレンズの倍率を0.5倍に設定し、測定エリア5658×4244μmの領域に対して、カメラ画素数が640×480、積算回数が1回となるように実施した。
 また、うねり成分の凹凸における、最大高さRz及び凹凸の間隔幅RSm1を測定する際の、高域フィルタλcのカットオフ値λc1は、凹凸の間隔幅RSm1の4倍程度となるように設定し、低域フィルタλsのカットオフ値λs1は、25μmに設定した。
 一方、試料1~4、6、7、9~11及び13~18について、微小凹凸の測定条件としては、白色干渉顕微鏡を用いて対物レンズの倍率を50倍、ズームレンズの倍率を2倍に設定し、測定エリア74×55μmの領域に対して、カメラ画素数が640×480、積算回数が10回となるように実施した。
 また、微小凹凸における三次元算術平均高さSa及び凹凸の間隔幅RSm2を測定する際の、高域フィルタλcのカットオフ値λc2は25μmにし、低域フィルタλsのカットオフ値λs2は0.345μmに設定した。
 試料5、8及び12について、うねり成分の凹凸の測定条件としては、白色干渉顕微鏡を用いて対物レンズの倍率を50倍、ズームレンズの倍率を2倍に設定し、測定エリア640×480μmの領域に対して、カメラ画素数が640×480、積算回数が10回となるように実施した。
 また、うねり成分の凹凸における、最大高さRz及び凹凸の間隔幅RSm1を測定する際の、高域フィルタλcのカットオフ値λc1は、凹凸の間隔幅RSm1の4倍程度となるように設定し、低域フィルタλsのカットオフ値λs1は、0.345μmに設定した。
 一方、試料5、8及び12について、微小凹凸における三次元算術平均高さSa及び凹凸の間隔幅RSm2の測定条件としては、原子間力顕微鏡を用いてタッピングモードを使用し、測定エリア5×5μmの領域に対して、スキャンレートが1Hz、取得データ数が512×512となるようにして実施した。
 [表面粗さの測定結果]
 試料1~18について行った表面粗さの測定結果について説明する。表1乃至表4に測定結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表1乃至表4に示すように、うねり成分の凹凸における最大高さRzは、実施例となる試料1~11、及び比較例となる試料12、13、15、17については、5nm~450nmの範囲内であった。
 一方、未処理の比較例である試料14、16、及び18については、うねり成分の凹凸における最大高さRzが確認できなかった。
 うねり成分の凹凸における凹凸の間隔幅RSm1は、実施例となる試料1~11、及び比較例となる試料12、13、15、17については、10μm~1000μmの範囲内であった。
 一方、未処理の比較例である試料14、16、及び18については、うねり成分の凹凸は確認できなかった。
 微小凹凸における三次元算術平均高さSaは、実施例となる試料1~11、及び比較例となる試料12、13、15、17については、2.1nm~16.1nmの範囲内であった。
 一方、未処理の比較例である試料14、16、及び18については、微小凹凸における三次元算術平均高さSaは、試料1~13、15、17に比べて小さい、0.1nmであった。
 微小凹凸における凹凸の間隔幅RSm2は、実施例となる試料1~11、及び比較例となる試料12、13、15、17については、1.7~4.0μmの範囲内であった。
 一方、未処理の比較例である試料14、16、及び18については、微小凹凸における凹凸の間隔幅RSm2は、試料1~13、15、17に比べて小さい、0.9μmであった。
 [入力媒体の先端部とガラス基板20の主面20aとの接触部の観察]
 試料1~18について、入力媒体の先端部と、ガラス基板20の主面20aとの接触部の観察を行った。
 上記の観察については、以下に示す接触部観察装置101を構築し、当該接触部観察装置101を用いて観察を行った。
 即ち、図8(a)(b)に示すように、接触部観察装置101は、凹凸が形成された主面20aを下方に向けた水平姿勢の状態で、測定対象であるガラス基板20を保持し、当該ガラス基板20の主面20aに対して、入力媒体の先端部の一例であって摩擦子であるペン先141を、所定の荷重によって押圧させて、ペン先141の先端部と、ガラス基板20の主面20aとの接触部における、当該ペン先141の接触面を観察する装置である。
 なお、以下の説明については便宜上、図8(a)(b)中における矢印の方向によって、接触部観察装置101の上下方向、及び左右方向を規定して説明する。
 接触部観察装置101は、主に、ガラス基板20を保持するガラス基板保持部102と、ペン先141を装着するペン先保持部103とを備える。
 ガラス基板保持部102は、ガラス基板20を載置する定盤部121と、当該定盤部121に載置されたガラス基板20を保持する一対の保持部材122・122とを有する。
 定盤部121は、土台となる第1定盤121a、及び当該第1定盤121aの上面に配置される第2定盤121b等により構成される。
 第2定盤121bは、水平状の天板部121b1を有した略門型形状に構成され、当該天板部121b1の中央部には、20mm×20mmのサイズからなる開口部121b2が形成されている。
 そして、ガラス基板20は、凹凸が形成された主面20aを下方に向けた状態で、上記開口部121b2を閉塞するようにして、第2定盤121bの天板部121b1に載置され、その後、上方より当該ガラス基板20の両端部を押さえるようにして、一対の保持部材122・122が固定される。
 これにより、ガラス基板20は、開口部121b2を介して主面20aを露出させた状態で、ガラス基板保持部102によって保持される。
 ペン先保持部103は、土台となる第3定盤131と、第3定盤131の上面に配置される軸受132と、当該軸受132によって回動可能に支持され、ペン先141を装着する支持部材133と、当該支持部材133を介して、ペン先141に押圧力を付加する負荷ウエイト134とを有する。
 支持部材133は、一方に延出する棒状部材からなり、延出方向の一端部(本実施形態においては、左端部)が、第2定盤121bの天板部121b1の直下に位置するようにして、略水平姿勢の状態で配置される。
 また、支持部材133は、延出方向(本実施形態においては、左右方向)の中央部に貫設される回動軸133aを介して、軸受132によって上下方向に回動可能に支持されている。
 そして、支持部材133の延出方向の一端部(本実施形態においては、左端部)には、ペン先141が、斜め上方(例えば、ガラス基板20とペン先141がなす角度が60°)に延出するようにして装着され、また支持部材133の延出方向の他端部(本実施形態においては、右端部)には、掛止ピン133bを介して負荷ウエイト134が吊設される。
 回動軸133aの中心から、支持部材133に装着されたペン先141の端部までの距離S1は、当該回動軸133aの中心から、負荷ウエイト134が吊設される掛止ピン133bまでの距離S2と、略同等に設定されており、軸受132を支点とする、支持部材133の一端部(より具体的には、ペン先141)及び他端部(より具体的には、掛止ピン133b)の各々のモーメントが、互いに釣り合うように、支持部材133の支点は設定されている。
 換言すると、負荷ウエイト134が未だ吊設されていない状態において、支持部材133は、水平姿勢に保持された状態となっており、ペン先141の先端部は、ガラス基板20の下面(主面20a)に対して、略押圧することなく接することが可能となっている。
 そして、掛止ピン133bを介して、所定の重量を有する負荷ウエイト134が吊設されることにより、当該負荷ウエイト134による荷重がペン先141の先端部に作用し、当該ペン先141の先端部が、ガラス基板20の下面(主面20a)を押圧する構成となっている。
 ガラス基板20の主面20aと、ペン先141の先端部との接触部の観察は、オリンパス社製のレーザー顕微鏡(LEXT OLS5000-SAT)を用いて行った。
 上記接触部の観測条件としては、長作動距離レンズ(10倍レンズ:MPFLN10XLEXT、50倍レンズ:LMPLFLN50XLEXT)を用いて、対物レンズの倍率を10~50倍、光学倍率を1~2倍に設定し、主面20a側との反対側、即ち上側から、ペン先141とガラス基板20の主面20aとの接触部(より具体的には、ガラス基板20の主面20aを押圧する、ペン先141の接触面)を観察した。
 以上のような構成からなる接触部観察装置101を用いて、負荷ウエイト134を200gに設定したときの、3種類の入力媒体の先端部(ペン先141)と、ガラス基板20における主面20aとの接触部を観察し、ペン先141の接触面における直径Yを測定した。
 また、上記3種類の先端部(ペン先141)としては、ポリエステル系エラストマー製のペン先141を有するワコム社製の替え芯(製品名「ACK-20004:エラストマー芯」)、ポリアセタール製のペン先141を有するワコム社製の替え芯(製品名「ACK-20001:標準ポリアセタール芯」)、及び樹脂補強フェルト製のペン先141を有するワコム社製の替え芯(製品名「ACK-20003:ハードフェルト芯」)をそれぞれ用いた。
 なお、上記直径Yは、ペン先141の接触面において、最も大きい直径の値を採用することとした。
 こうして観測されたペン先141の接触面の像を、図9(a)(b)(c)に示す。
 図9(a)は、ポリエステル系エラストマー製のペン先141における接触面の像を示したものであり、図9(b)は、ポリアセタール製のペン先141における接触面の像を示したものであり、図9(c)は、樹脂補強フェルト製のペン先141における接触面の像を示したものである。
 [入力媒体の先端部とカバー部材における接触部の直径の測定]
 図9(a)に示すように、実施例となる試料1~4、及び比較例となる試料12~14において、ポリエステル系エラストマー製のペン先141における接触面の直径Yは、850μmであった。
 また、図9(b)に示すように、実施例となる試料5~7、及び比較例となる試料15~16において、ポリエステル系エラストマー製のペン先141における接触面の直径Yは、180μmであった。
 さらに、図9(c)に示すように、実施例となる試料8~11、及び比較例となる試料17~18において、樹脂補強フェルト製のペン先141における接触面の直径Yは、480μmであった。
 [うねり成分の凹凸における凹凸の間隔幅RSm1(X)と、入力媒体の先端部における接触部の直径(Y)との割合(X/Y)の測定]
 うねり成分の凹凸における凹凸の間隔幅RSm1をX、入力媒体の先端部とカバー部材との接触部(即ち、ガラス基板20の主面20aを押圧する、ペン先141の接触面)の直径をYとした場合の、XとYとの割合を[X/Y]で表すと、実施例となる試料1~11については、0.031~1.111の範囲内であった。
 一方、比較例となる試料12については、0.012、比較例となる試料13、15、17については、1.176~5.556の範囲内であった。
 また、未処理の比較例である試料14、16、及び18については、0であった。
 [書き心地の評価]
 ガラス基板20に対して、入力ペン40によって文字及び図形等の入力を行った際の書き心地を、官能試験により評価した。
 評価方法としては、入力ペン40として、上述した3種類のペン先41(ポリエステル系エラストマー製、ポリアセタール製、樹脂補強フェルト製)を有する入力ペンを使用し、ガラス基板20上での書き心地を、滑らかさに重点を置き、以下に示す4段階で評価をおこなった。
 ◎:滑らかで書き心地が良い。
 〇:僅かに滑らかさが劣るが、書き心地は良い。
 ×:滑らかさは劣り、書き心地が少し悪い。
 ××:滑らかさがなく、書き心地が悪い。或いは、ペン先が滑りすぎて、書き心地が悪い。
 [書き心地の評価結果]
 表1乃至表4に示すように、書き心地については、実施例となる試料1~11では〇または◎となり、比較例となる試料12~13、15、及び17では×となり、未処理の比較例である試料14、16、及び18では××となった。
 [書き心地の追加評価1「滑らかさ」]
 ガラス基板20に対して、入力ペン40によって文字及び図形等の入力を行った際のペン滑りの滑らかさを、官能試験により評価した。
 評価方法としては、入力ペン40として、上述した3種類のペン先41(ポリエステル系エラストマー製、ポリアセタール製、樹脂補強フェルト製)を有する入力ペンを使用し、ガラス基板20上でのペン滑りの滑らかさを、以下に示す5段階で評価をおこなった。
 5:非常に滑らかにペンを滑らすことができる。
 4:滑らかにペンを滑らすことができる。
 3:やや滑らかにペンを滑らすことができる。
 2:あまり滑らかではなく、ペンの滑りが重く感じる。
 1:滑らかさはなく、明らかにペンの滑りが重く感じる。
 [書き心地の追加評価結果1「滑らかさ」]
 表1乃至表4に示すように、滑らかさについては、実施例となる試料1~11では3~5の範囲内の評価結果となり、比較例となる試料12、13、15、及び17では2となり、未処理の比較例である試料14では1となり、未処理の比較例である試料16、及び18では5となった。
 [書き心地の追加評価2「引っかかり度合」]
 ガラス基板20に対して、入力ペン40によって文字及び図形等の入力を行った際のペンの引っかかり度合を、官能試験により評価した。
 評価方法としては、入力ペン40として、上述した3種類のペン先41(ポリエステル系エラストマー製、ポリアセタール製、樹脂補強フェルト製)を有する入力ペンを使用し、ガラス基板20上でのペンの引っかかり度合を、以下に示す5段階で評価をおこなった。
 5:非常に引っかかりを感じる。
 4:引っかかりを感じる。
 3:やや引っかかりを感じる。
 2:僅かに引っかかりを感じる。
 1:全く引っかかりを感じない。
 [書き心地の追加評価結果2「引っかかり度合」]
 表1乃至表4に示すように、引っかかり度合については、実施例となる試料1~11では2~4の範囲内の評価結果となり、比較例となる試料12~15、及び17では5となり、未処理の比較例である試料16、及び18では1となった。
 [各試料の総合評価]
 表1乃至表4、及び図9(a)(b)(c)に示すように、実施例となる試料1~11については、入力ペン40のペン先41が接する主面20aに形成された、適切なうねり成分の凹凸と微小凹凸によって、ペン先41とガラス基板20の主面20aと間の接触面積を適度に低下させることにより、ペン先41とガラス基板20の主面20aとの間の摩擦力の、適度な上昇と低下とが組み合わさることとなり、滑らかさが付与されて書き心地が良好といった評価結果が得られた。
 一方、比較例となる試料12については、引っかかりの頻度が多く、接触面積を低下させることができなかったために、書き心地の評価が悪化した。
 また、比較例となる試料13、15,17については、接触面積を低下させることができず、摩擦の低下が十分ではないために滑らかさが低下し、書き心地の評価結果が悪化した。
 さらに、未処理の比較例である試料14については、接触面積を低下させることができず、摩擦が高すぎて滑らかさが悪化したため、書き心地の評価結果が悪かった。
 また、未処理の比較例である試料16及び18については、入力ペン40が接する主面20aの凹凸が小さく、摩擦の制御ができなかったために書き心地が悪かった。
 本発明は、入力ペン等の入力媒体を用いて文字及び図形等の入力を行うことができる入力装置、および当該入力装置が備える入力装置用カバー部材に利用可能であり、特に、入力装置におけるディスプレイ装置の前面側に配置され、少なくとも一方の主面に凹凸を有する入力装置用カバー部材、およびその入力装置用カバー部材を備える入力装置に利用可能である。
 1  入力装置
 10  ディスプレイ素子(ディスプレイ装置)
 20  ガラス基板(入力装置用カバー部材)
 20a  主面
 30  デジタイザ回路(検出回路)
 40  入力ペン(入力媒体)
 41  ペン先
 S100  前工程
 S01  準備工程
 S02  測定工程
 S03  設定工程

Claims (7)

  1.  入力装置用カバー部材と、入力操作を行う入力媒体とを備える入力装置用部材であって、
     前記入力装置用カバー部材の少なくとも一方の主面に凹凸を有し、
     前記凹凸を有する主面において、
     高域フィルタλcのカットオフ値を、測定断面曲線の凹凸の間隔幅の4倍の値としたときにおける、凹凸の間隔幅の大きさの平均値をXとし、且つ前記入力媒体の先端部における前記入力装置用カバー部材との接触部の直径をYとしたときに、
     両者の関係が0.015≦[X/Y]≦1.15を満たす、
     ことを特徴とする入力装置用部材。
  2.  前記凹凸を有する主面において、
     高域フィルタλcのカットオフ値を、測定断面曲線の凹凸の間隔幅の4倍の値としたときに、
     凹凸の最大高さRzが3nm以上、5000nm以下であり、且つ前記凹凸の間隔幅RSm1が10μm以上、2100μm以下である、
     ことを特徴とする、請求項1に記載の入力装置用部材。
  3.  前記凹凸を有する主面において、
     高域フィルタλcのカットオフ値を25μmとしたときに、
     凹凸の三次元算術平均高さSaが0.5nm以上、50nm以下であり、且つ凹凸の間隔幅RSm2が0.01μm以上、10μm以下である、
     ことを特徴とする、請求項2に記載の入力装置用部材。
  4.  前記入力媒体の先端部における、前記入力装置用カバー部材との接触部の直径が、0.1mm以上、2mm以下である、
     ことを特徴とする、請求項1~請求項3の何れか一項に記載の入力装置用部材。
  5.  前記入力装置用カバー部材のヘイズが、可視光の波長域において15%未満である、
     ことを特徴とする、請求項4に記載の入力装置用部材。
  6.  請求項5に記載の入力装置用部材と、
     映像を表示するディスプレイ装置と、
     前記入力媒体によって行われた入力操作に対する入力を検出する検出回路とを備える、
     ことを特徴とする入力装置。
  7.  少なくとも一方の主面に凹凸を有する入力装置用カバー部材の製造方法であって、
     前工程において設定された加工条件に基づき前記凹凸を形成し、
     前記前工程は、
     製造する入力装置用カバー部材の品種の設計毎に実行され、
     入力操作を行うための入力媒体を準備する準備工程と、
     前記入力媒体の先端部における、前記入力装置用カバー部材との接触部の直径を測定する測定工程と、
     前記入力媒体の先端部における、前記入力装置用カバー部材との接触部の直径に合わせて、凹凸の間隔幅の大きさを定める設定工程とを備える、
     ことを特徴とする入力装置用カバー部材の製造方法。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018165245A (ja) * 2012-11-30 2018-10-25 コーニング インコーポレイテッド 反射低減ガラス物品ならびにその製造方法および使用方法
JP2021077032A (ja) * 2019-11-07 2021-05-20 日本電気硝子株式会社 入力装置用カバー部材、及び入力装置

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