JP2009286981A - ハードコート塗液、ハードコートフィルム、偏光板及び透過型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本願発明にあっては、低コストで防汚性に優れたハードコート層を形成するためのハードコート塗液およびハードコートフィルムを提供することを課題とする。
【解決手段】 少なくとも電離放射線硬化型材料とフッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤と溶媒とを含むハードコート塗液であって、前記ハードコート塗液から前記溶媒成分と前記フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤成分とを除いた成分の重量平均溶解度パラメーター（δ）が２１．５以上であることを特徴とするハードコート塗液とした。さらには、前記ハードコート塗液から前記フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤成分を除いた成分の重量平均溶解度パラメーター（δ）が１９．０以上であることを特徴とするハードコート塗液とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハードコート層を形成するためのハードコート塗液に関する。特に、耐擦傷性だけでなく防汚性に優れたハードコート層を形成するためのハードコート塗液に関する。本発明のハードコート塗液を用い各種物品にハードコート層を設けることにより、簡便に安価に防汚性、耐擦傷性に優れたハードコート物品が得られ、種々の分野での応用が可能である。例えば、透明フィルムや透明プラスチック板に本発明のハードコート層を設けることにより防汚性、耐擦傷性に優れたハードコートフィルムやハードコート処理プラスチック板となり、ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＦＥＤ、ＥＬ等のディスプレイ、タッチパネルに好適設けることができる。また、ＣＤ、ＤＶＤ等の記録媒体、化粧板、ガラス板等の表面に本発明のハードコート塗液によりハードコート層を形成することにより耐擦傷性、防汚性を付与することができる。

近年、プラスチック製品は加工性、軽量化の観点で良好であることから、様々な製品がガラス製品からプラスチック製品に置き換わりつつあるが、これらプラスチック製品の表面は傷つきやすいため、表面硬度や耐擦傷性を付与する目的でプラスチック製品表面にハードコート層が設けられる場合が多い。

また、従来のガラス製品についても、破損した際の飛散防止のためにプラスチックフィルムを貼合する場合が増えており、これらのフィルム表面の硬度強化のためにもその表面にハードコート層を形成することが広く行われ、特にＬＣＤ、ＰＤＰ、ＦＥＤ、ＥＬ等の表示装置、タッチパネルなどの最表面等に用いられている。

このハードコート層は、基材上に基材より硬度の高いアクリル系の電離放射線硬化樹脂を塗布して生産する場合が多い。しかしながら、一般のアクリル系の電離放射線硬化樹脂硬化物は表面エネルギーが２７〜４５ｍＪ／ｍ^２程度と比較的高いため、汚れを吸着し易くさらには拭き取りが困難となり視認性が悪くなるという問題を有していた。

特開２００３−３３５９８４号公報

本願発明にあっては、低コストで防汚性に優れたハードコート層を形成するためのハードコート塗液およびハードコートフィルムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明としては、少なくとも電離放射線硬化型材料とフッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤と溶媒とを含むハードコート塗液であって、前記ハードコート塗液から前記溶媒成分と前記フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤成分とを除いた成分の重量平均溶解度パラメーター（δ）が２１．５以上であることを特徴とするハードコート塗液とした。

また、請求項２に係る発明としては、前記ハードコート塗液から前記フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤成分を除いた成分の重量平均溶解度パラメーター（δ）が１９．０以上であることを特徴とする請求項１記載のハードコート塗液とした。

また、請求項３に係る発明としては、前記フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤が架橋型の表面調整剤であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のハードコート塗液とした。

また、請求項４に係る発明としては、前記フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤が、前記ハードコート塗液から前記溶媒成分を除いた成分を１００重量部としたときに０．００５重量部以上１重量部以下の割合で含まれることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のハードコート塗液とした。

また、請求項５に係る発明としては、フィルム基材の少なくとも一方の面にハードコート層を備えるハードコートフィルムであって、該ハードコート層が、請求項１乃至４のいずれかに記載のハードコート塗液をフィルム基材上に塗布し塗膜を形成する工程、塗膜を乾燥し溶媒を除去する工程、塗膜に電離放射線を照射し硬化する工程により形成されていることを特徴とするハードコートフィルムとした。

また、請求項６に係る発明としては、前記ハードコート層の表面が、水に対する接触角が９０°以上であり、ジヨードメタンに対する接触角が６５°以上であり、ヘキサデカンに対する接触角が３５°以上であることを特徴とする請求項５記載のハードコートフィルムとした。

また、請求項７に係る発明としては、前記ハードコート層の層厚が４μｍ以上２５μｍ以下であることを特徴とする請求項５または請求項６記載のハードコートフィルムとした。

また、請求項８に係る発明としては、請求項５乃至７のいずれかに記載のハードコートフィルムが前記フィルム基材の一方の面に前記ハードコート層を備え、前記ハードコートフィルムのフィルム基材のもう一方の面に偏光層、フィルム基材を順に備えることを特徴とする偏光板とした。

また、請求項９に係る発明としては、請求項８記載の偏光板と、液晶セルと、偏光板と、バックライトユニットを順に備え、ハードコート層が最表面となることを特徴とする透過型液晶表示装置とした。

上記構成のハードコート塗液を用いることにより、低コストで防汚性に優れたハードコート層を形成することができた。フィルム基材上に本発明のハードコート塗液を用いハードコート層を形成することにより、低コストで防汚性に優れたハードコートフィルムを作製することができた。

以下、本発明のハードコート塗液、ハードコートフィルム、偏光板及び透過型液晶表示装置について説明する。

本発明のハードコート塗液は、少なくとも電離放射線硬化型材料とフッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤と溶媒とを含み、前記ハードコート塗液から前記溶媒成分と前記フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤成分とを除いた成分の重量平均溶解度パラメーター（δ）が２１．５以上であることを特徴とする。

本発明者らは、ハードコート塗液の、ハードコート塗液から溶媒成分とフッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤成分とを除いた成分の重量平均溶解度パラメーター（δ）を２１．５以上とすることにより、低コストで防汚性に優れたハードコートフィルムとすることができた。

本発明にあっては、ハードコート塗液に含まれるフッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤によってハードコート層は防汚性を発現することができる。ハードコート層中に含まれる表面調整剤として用いられるフッ素系表面調整剤としてはパーフルオロアルキル基を備える化合物が用いられる。シリコーン系表面調整剤としてはポリジメチルシロキサンを基本構造とする誘導体であり、ポリジメチルシロキサン構造の側鎖を変性したものが用いられる。

表面調整剤は、その働きに応じて、レベリング剤、消泡剤、界面張力調整剤、表面張力調整剤とも呼ばれる。ハードコート塗液に含まれるフッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤は、ハードコート塗液を塗布して形成される塗膜の表面張力を低下させてハジキやムラ等の塗膜欠陥を抑制することを目的として塗液に添加され、あわせて、形成されるハードコート層に防汚性を付与することができる。

ハードコート塗液を用いて形成されるハードコート層が高い防汚性を示すためには、防汚性を発現するフッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤をハードコート層表面に偏在させる必要がある。本発明者らは、ハードコート塗液に含まれる固形分のうち、前記フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤成分を除いた成分の重量平均溶解度パラメーター（δ）を２１．５以上とすることにより、フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤をハードコート層表面に偏在させることができた。本発明のハードコート塗液においては、フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤をハードコート層表面に偏在させることができるため、フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤の使用量を少なくすることができる。フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤は高価であり、本発明のハードコート塗液を用いることにより低コストでハードコート層を形成することができる。また、フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤の使用量を多くしてハードコート層を形成した場合には、形成されるハードコート層が十分な耐擦傷性を得られない場合がある。本発明にあっては、フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤の使用量を少なくすることにより、耐擦傷性の低下を防ぐことができる。

なお、ハードコート塗液から溶媒成分とフッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤成分とを除いた成分の重量平均溶解度パラメーター（δ）は、該当する各成分の溶解度パラメーターを重量平均したものである。

溶解度パラメーターは、全ての分子間吸引力の合計と定義され、これらは実験上多くの化学種の相互の溶解度に関係している。溶解度パラメーターの計算方法にはＦｅｄｏｒｓの方法、Ｈａｎｓｅｎの方法、Ｓｍａｌｌの方法等さまざまなものがある。本発明において溶解度パラメーターの値はＦｅｄｏｒｓにより提案されている方法を用いた（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｅ−ｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ，１４巻，１４７頁（１９７４年））。この方法により、各成分の溶解度パラメーター（δ）（単位：（ｃａｌ／ｃｍ^３）^１／２）は蒸発エネルギー（Δｅ_ｉ）及びモル体積（Δｖ_ｉ）から下記式（１）を用いて算出できる。

δ＝（ΣΔｅ_ｉ／ΣΔｖ_ｉ）^１／２ 式（１）

そして、得られた各成分の溶解度パラメーターの重量平均を計算することにより、重量平均溶解度パラメーターを求めることができる。

また、本発明のハードコート塗液は、フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤成分を除いた成分の重量平均溶解度パラメーター（δ）が１９．０以上であることが好ましい。

ハードコート塗液から溶媒成分と前記フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤成分とを除いた成分の重量平均溶解度パラメーター（δ）を２１．５以上とし、さらに、ハードコート塗液からフッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤成分を除いた成分の重量平均溶解度パラメーター（δ）が１９．０以上とすることにより、フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤を効率的にハードコート層表面に偏在させることができる。したがって、形成されるハードコート層に極めて高い防汚性を付与することができる。

また、本発明のハードコート塗液は、フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤が架橋型の表面調整剤であることが好ましい。架橋型の表面調整剤とは分子内に炭素−炭素不飽和二重結合を有している表面調整剤のことである。架橋型の表面調整剤はハードコート塗液を硬化させる際に電離放射線硬化型材料と化学的に結合するため、形成されるハードコート層から表面調整剤が脱落しにくく、形成されるハードコート層は長時間高い防汚性を維持することができる。また、形成されるハードコート層表面を布等で擦った後でも、防汚性の低下を抑えることができる。

また、本発明のハードコート塗液において、フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤は、ハードコート塗液から前記溶媒成分を除いた成分であるハードコート塗液の固形分を１００重量部としたときに０．００５重量部以上１重量部以下の割合で含まれることが好ましい。フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤の含有量が０．００５重量部を下回る場合、形成されるハードコート層が十分な防汚性を備えることができなくなる場合がある。一方、フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤の含有量が１重量部を上回る場合、表面調整剤の使用量が増加し形成されるハードコート層が高コストなものとなる。また、フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤の含有量が１重量部を上回る場合、形成されるハードコート層の耐擦傷性が低下する場合がある。本発明のハードコート塗液は、フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤の含有量が１重量部以下であっても、表面に高い防汚性を備えるハードコート層を形成することができる。

図１に本発明のハードコート塗液を用いて形成されるハードコートフィルムの模式断面図を示した。本発明のハードコートフィルム１にあっては、フィルム基材１１上にハードコート層１２を備える。ハードコート層１２は本発明のハードコート塗液をフィルム基材上に塗布し塗膜を形成する工程、塗膜を乾燥し溶媒を除去する工程、塗膜に電離放射線を照射し硬化する工程により形成される。本発明のハードコート塗液は、少なくとも電離放射線硬化型材料とフッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤と溶媒とを含み、ハードコート塗液から溶媒成分とフッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤成分とを除いた成分の重量平均溶解度パラメーター（δ）が２１．５以上であることを特徴とする。さらには、ハードコート塗液からフッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤成分を除いた成分の重量平均溶解度パラメーター（δ）が１９．０以上であることを特徴とする。さらには、フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤が架橋型の表面調整剤であることを特徴とする。さらには、フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤がハードコート塗液から前記溶媒成分を除いた成分を１００重量部としたときに０．００５重量部以上１重量部以下の割合で含まれることが好ましい。

なお、本発明のハードコートフィルムにあっては、ハードコート層１２とフィルム基材１１の間またはハードコート層１２が設けられていない側のフィルム基材表面に他の機能層を設けても良い。機能層としては、帯電防止性能、電磁波シールド性能、赤外線吸収性能、紫外線吸収性能、色補正性能、偏光性能、ハードコート性能、クッション性能、防眩性脳等を有する機能層が設けられる。これらの機能層としては、帯電防止層、防汚層、電磁波遮蔽層、赤外線吸収層、紫外線吸収層、色補正層、偏光層、ハードコート層、クッション層、防眩層等が挙げられる。機能層は複数設けられていても良い。

本発明のハードコートフィルムにあっては、ハードコート層の表面の水に対する接触角が９０°以上であり、ジヨードメタンに対する接触角が６５°以上であり、ヘキサデカンに対する接触角が３５°以上であることが好ましい。ハードコート層表面の水、ジヨードメタン、ヘキサデカンに対する接触角を、それぞれ９０°以上、６５°以上、３５°以上とすることにより、高い防汚性を備えるハードコートフィルムとすることができる。

また、本発明のハードコートフィルムにあっては、ハードコート層の層厚が４μｍ以上２５μｍ以下の範囲内であることが好ましい。ハードコート層の層厚が４μｍに満たない場合、ハードコート層が十分な耐擦傷性を有することが困難となる場合がある。一方、ハードコート層の層厚が２５μｍを超える場合には、ハードコート層の硬化収縮により形成されるハードコートフィルムのカールの度合いが大きくなり、ハードコートフィルム製造時においてハンドリング性が低下することがある。また、ハードコートフィルムは他の部材と貼りあわせて使用されるが、他の部材と貼り合わせることが困難となる場合がある。

本発明のハードコートフィルムにあっては、ＬＣＤ、ＰＤＰ、ＦＥＤ、ＥＬ等の表示装置、タッチパネルに好適設けることができる。

図２に本発明のハードコートフィルムを用いた偏光板の模式断面図を示した。本発明の偏光板にあっては、ハードコートフィルム１がフィルム基材１１の一方の面にハードコート層１２を備え、フィルム基材のハードコート層１２が設けられていない面に、偏光層２２、フィルム基材２１を順に備える。

図３に本発明の偏光板を用いた透過型液晶表示装置の模式断面図について示した。本発明の透過型液晶表示装置にあっては、本発明のハードコートフィルム１を備える偏光板２と、液晶セル４と、偏光板３と、バックライトユニット５を順に備える。本発明のハードコート塗液によって形成されるハードコート層を透過型液晶表示装置の最表面に設けることにより、透過型液晶表示装置の表示面は耐擦傷性に優れ傷つきにくく、さらには、防汚性に優れ汚れにくいものとなる。

本発明のハードコート塗液に用いられる材料について説明する。本発明のハードコート塗液は、少なくとも電離放射線硬化型材料とフッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤と溶媒とを含む。

このとき、電離放射線硬化型材料としては、分子内に２個以上、より好ましくは３個以上のアクリル基、メタクリル基を有し、電離放射線により硬化可能な多官能（メタ）アクリレートを挙げることができる。具体例としては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサア（メタ）クリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラア（メタ）クリレート等のポリオールポリアクリレートや多価アルコール、多価イソシアネート及び水酸基含有（メタ）アクリレートを反応させることによって得られるウレタン（メタ）アクリレート多価アルコールと多価カルボン酸及び／またはその無水物とアクリル酸とをエステル化することによって得ることができるポリエステル（メタ）アクリレート、ポリシロキサンポリアクリレート等を挙げることができる。

なお、本発明において「（メタ）アクリレート」とは「アクリレート」と「メタクリレート」の両方を示している。たとえば、「ウレタン（メタ）アクリレート」は「ウレタンアクリレート」と「ウレタンメタアクリレート」の両方を示している。

なお、多官能（メタ）アクリレートは、単独で用いても、２種以上混合して用いてもよい。その含有量はハードコート塗液の表面調整剤を除いた固形分１００重量部に対して、５０重量部１００重量部以下の範囲内であることが好ましい。多官能（メタ）アクリレートが５０重量部未満の場合、ハードコートの硬さが十分ではなく、ハードコート層を十分な硬さとする場合にはより大きい層厚を有するハードコート層が必要となり、コストアップに繋がる。

また多官能（メタ）アクリレートは硬化により収縮する。そのためフィルム基材上にハードコート塗液を塗布、乾燥、硬化した場合には、得られるハードコートフィルムがカールし、その後の作業性が問題となることがある。そのため必要に応じてその収縮量を調整する目的で非重合性ポリマーや分子内にアクリル基、メタクリル基を有する重合性ポリマーをハードコート塗液に添加することができる。その含有量はハードコート塗液の表面調整剤を除いた固形分１００重量部に対して、好ましくは５０重量部以下であることが好ましい。ハードコート塗液の表面調整剤を除いた固形分１００重量部に対して、非重合性ポリマー乃至ポリマー成分が５０重量部より多い場合、ハードコート層の硬さが十分ではなく、ハードコート層を十分な硬さとする場合にはより大きい層厚を有するハードコート層が必要となり、コストアップに繋がることがある。さらに、５０％より多い場合ポリマーの粘度が高く均一な塗布が困難となる。

本発明のハードコート塗液に含まれる溶媒としては、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、シクロペンタノン、メチルシクロヘキサノン、エチルシクロヘキサノン、２−ブタノン、蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸ｎ−ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酢酸ｎ−ペンチル、およびγ−プチロラクトン、酢酸イソブチル、酢酸ブチル、トルエン、キシレン、２−プロパノール、１−ブタノール、シクロペンタノール、ジアセトンアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジブチルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、プロピレンオキシド、ジオキサン、ジオキソラン、トリオキサン、テトラヒドロフラン、アニソール、フェネトール、メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブアセテート、ジクロロメタン、トリクロロメタン、トリクロロエチレン、エチレンクロライド、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、クロロホルム等を用いることができる。なお、溶媒は１種類に限定されるものではなく、複数の溶媒を混合して混合溶媒としてもよい。ハードコート塗液に溶媒を加えることにより、ハードコート塗液は塗工に適した粘度に調整される。

本発明においては、ハードコート塗液が塗布される基材フィルムとして液晶表示装置に好適に使用されるトリアセチルセルロース（ＴＡＣ）を用い、トリアセチルフィルム上に直接ハードコート層を形成する場合には、ハードコート塗液の溶媒としてトリアセチルセルロースフィルムを溶解または膨潤させる溶媒とトリアセチルセルロースフィルムを溶解または膨潤させない溶媒の混合溶媒を用いることが好ましい。トリアセチルセルロースフィルムを溶解または膨潤させる溶媒とトリアセチルセルロースフィルムを溶解または膨潤させない溶媒の混合溶媒を用いることにより、トリアセチルセルロースとハードコート層界面において十分な密着性を有するハードコートフィルムとすることができる。

このとき、トリアセチルセルロースフィルムを溶解または膨潤させる溶媒としては、ジブチルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、プロピレンオキシド、ジオキサン、ジオキソラン、トリオキサン、テトラヒドロフラン、アニソールおよびフェネトール等のエーテル類、またアセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、およびメチルシクロヘキサノン等の一部のケトン類、また蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸ｎ−ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン醸エチル、酢酸ｎ−ペンチル、およびγ−プチロラクトン等のエステル類、さらには、メチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブアセテート等のセロソルブ類が挙げられる。これらは１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。

トリアセチルセルロースフィルムを溶解または膨潤させない溶媒としては、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、シクロヘキシルベンゼンなどの芳香族炭化水素類、ｎ−ヘキサンなどの炭化水素類、メチルイソブチルケトン、メチルブチルケトンなどの一部のケトン類などが挙げられる。これらは１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。

本発明のハードコート塗液にはフッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤が含まれる。フッ素系表面調整剤としてはパーフルオロアルキル基を備える化合物が用いられる。シリコーン系表面調整剤としてはポリジメチルシロキサンを基本構造とする誘導体であり、ポリジメチルシロキサン構造の側鎖を変性したものを用いることができる。これらのフッ素系表面調整剤、シリコーン系表面調整剤は、分子内に炭素−炭素不飽和二重結合を有していることが好ましい。分子内に炭素−炭素不飽和二重結合を有し、架橋型の表面調整剤とすることにより、ハードコート塗液からなる塗膜を硬化させる際に電離放射線硬化型材料のアクリル基もしくはメタクリル基と反応してマトリックスを形成することができ、化学的に結合するため、形成されるハードコート層から表面調整剤が脱落しにくくすることができる。

また、本発明のハードコート塗液にあっては、他の添加剤を加えることもできる。他の添加剤としては、帯電防止剤、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、屈折率調整剤、密着性向上剤、硬化剤、他の表面調整剤などを使用できる。また、ハードコート塗液に粒子を含ませることによりハードコート層表面に凹凸を形成し、ハードコート層に防眩機能を付与してもよい。ハードコート層に粒子を含有させることにより表面に凹凸を形成しフィルム表面に移りこむ反射像の眩しさを抑えることができる。また、ハードコート材料との屈折率差のある粒子を用い透過光を拡散することにより、表示画像のギラツキを抑えることができ、液晶表示装置特有の斜め方向から視認した場合の色変化や、階調変化を抑えることができる。

また、電離放射線硬化型材料を硬化するための電離放射線として紫外線を用いる場合、ハードコート塗液に光重合開始剤が加えられる。光重合開始剤は、公知の光重合開始剤を用いることができるが、用いる電離放射線硬化型材料にあったものを用いることが好ましい。光重合開始剤としては、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、α−ヒドロキシケトン、ベンジルジメチルケタール、α−アミノケトン、アシルフォスフィンオキサイド等を混合することが望ましい。光重合開始剤の使用量は、電離放射線硬化型材料１００重量部に対して０．５重量部以上２０重量部以下の範囲内であることが好ましい。さらには、１重量部以上５重量部以下の範囲内であることが好ましい。

本発明のハードコートフィルムについて説明する。本発明のハードコートフィルムは、フィルム基材の少なくとも一方の面にハードコート層を備え、本発明のハードコート塗液をフィルム基材上に塗布し塗膜を形成する工程、塗膜を乾燥し溶媒を除去する工程、塗膜に電離放射線を照射し硬化する工程により形成される。

このとき、フィルム基材としては、ガラスやプラスチックフィルムなどを用いることができる。プラスチックフィルムとしては適度の透明性、機械強度を有していれば良い。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ジアセチルセルロース、アセチルセルロースブチレート、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、シクロオレフィンポリマー、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等のフィルムを用いることができる。中でも、液晶表示装置の前面にハードコートフィルムを設ける場合、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）は光学異方性がないため、好ましく用いられる。

ハードコート塗液はフィルム基材上に塗布され、フィルム基材上に塗膜が形成される。フィルム基材へのコーティング方法は、ディップコーティング法、スピンコーティング法、フローコーティング法、スプレーコーティング法、ロールコーティング法、グラビアロールコーティング法、エアドクターコーティング法、プレードコーティング法、ワイヤードクターコーティング法、ナイフコーティング法、リバースコーティング法、トランスファロールコーティング法、バーコーティング法、マイクログラビアコーティング法、キスコーティング法、キャストコーティング法、スロットオリフィスコーティング法、カレンダーコーティング法、ダイコーティング法等を用いることができる。

図４に本発明のダイコーティング法によるダイコーター塗布装置の模式図を示した。本発明のダイコーター塗布装置は、ダイヘッド６０と塗液タンク６２が配管６１によって接続され、送液ポンプ６３によって、塗液タンク６２のハードコート層形成用塗液がダイヘッド６０内に送液される構造となっている。ダイヘッド６０に送液された塗液はスリット間隙から塗液を吐出し、フィルム基材１１上に塗膜が形成される。巻き取り式のフィルム基材１１を用い回転ロール６５を使用することにより、ロール・ツー・ロール方式により連続してフィルム基材上に塗膜を形成することができる。

ハードコート塗液を塗布し、フィルム基材上に形成された塗膜は溶媒を除去するために乾燥される。塗膜中の溶媒を除去するための乾燥工程が設けられる。なお、乾燥手段としては加熱、送風、熱風などが例示される。また、自然乾燥により溶媒を除去することも可能である。

続いて、フィルム基材上の塗膜に対し、電離放射線を照射することにより塗膜は硬化され、ハードコート層は形成される。電離放射線としては、紫外線、電子線、あるいはガンマ線などを用いることができる。電離放射線として電子線あるいはガンマ線を用いた場合、必ずしも第１ハードコート層形成用塗液に光重合開始剤や光開始助剤を含有する必要はない。紫外線を発生する光源としては、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、無電極放電管等を用いることができる。また、電子線としては、コックロフトワルト型、バンデグラフ型、共振変圧型、絶縁コア変圧器型、直線型、ダイナミトロン型、高周波型等の各種電子線加速器から放出される電子線が利用できる。以上により、本発明のハードコートフィルムは形成される。なお、図４に示したようなロール・ツー・ロール方式でハードコートフィルムを製造するにあっては、連続的に搬送されるフィルム基材を塗布ユニット、乾燥ユニット、電離放射線照射ユニットを通過させることによりハードコートフィルムを製造することができる。

次に、本発明の偏光板、透過型液晶表示装置について説明する。本発明の偏光板に用いられる偏光層としては公知のものを使用でき、ヨウ素を加えた延伸ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）からなるものを例示することができる。このとき、偏光層は本発明のハードコートフィルムとフィルム基材に狭持されている。フィルム基材としては、ハードコートフィルムのフィルム基材に例示したものを用いることができ、特に、トリアセチルセルロースフィルムを好適に用いることができる。

本発明の透過型液晶表示装置における液晶セル、もう一方の偏光板、バックライトユニットとしては公知のものを使用できる。また、本発明の透過型液晶表示装置にあっては、他の機能性部材を備えても良い。他の機能性部材としては、例えば、バックライトから発せられる光を有効に使うための、拡散フィルム、プリズムシート、輝度向上フィルムや、液晶セルや偏光板の位相差を補償するための位相差フィルムが挙げられるが、本発明の透過型液晶表示装置はこれらに限定されるものではない。

以下に、実施例を示す。

フィルム基材として、トリアセチルセルロース（富士写真フィルム製ＴＤ−８０Ｕ）を用いた。（実施例１）〜（実施例７）、（比較例１）〜（比較例３）において、（表１）に示した表面調整剤、（表２）に示した電離放射線硬化型材料及び光重合開始剤、（表３）に示した溶媒を用い、それぞれ調液した。

得られた（実施例１）〜（実施例７）、（比較例１）〜（比較例３）のハードコート塗液をトリアセチルセルロースフィルム上にダイコーター塗布装置により塗布し、トリアセチルセルロースフィルム状に塗膜を形成した。得られた塗膜に対し、乾燥をおこない塗膜に含まれる溶媒を除去し、その後、高圧水銀灯を用いて酸素濃度が０．０３％以下の雰囲気下で４００ｍＪ／ｃｍ^２の紫外線照射により、塗膜を硬化させ、（実施例１）〜（実施例７）、（比較例１）〜（比較例３）ハードコートフィルムを作製した。

作製された（実施例１）〜（実施例７）、（比較例１）〜（比較例３）のハードコートフィルムについて、以下の評価をおこなった。

［接触角の測定］
水（純水）、ジヨードメタン、ヘキサデカン接触角の測定は、２３℃、５５％ＲＨの環境下で、協和界面化学株式会社製の接触角計ＣＡ−Ｘ型を用いて液滴径１．５ｍｍにて接触角測定した。

［マジック付着性の評価（防汚性の評価）］
試料表面に黒の油性マーカー（ＺＥＢＲＡ社製マッキー極細）で書いた後、３０秒静置する。そのときのマジックの弾き方を以下の評価基準により評価した。
＜評価基準＞
・二重丸印：インクが強く弾き、軌跡が水玉模様となる
・丸印 ：インクが弾き、軌跡の一部が水玉模様となる
・三角印 ：インクが弱く弾くが、軌跡は水玉模様とならない
・バツ印 ：インクが弾かず、軌跡が鮮明に見える

［擦り試験後のマジック付着性の評価］
学振型摩擦堅牢度試験機（テスター産業（株））を用いて、以下の条件で擦り試験を行った後のマジック付着性の評価をおこなった。評価基準は先ほど示した評価基準と同じである。
＜擦り試験＞
評価環境条件：２５℃ ６０％ＲＨ
擦り材：ティッシュペーパー（王子製紙社製ネピアティシュ）
擦り先端部形状：１ｃｍ×１ｃｍ
擦り加重：５００ｇ重
擦り回数：５００往復
＜評価基準＞
・二重丸印：インクが強く弾き、軌跡が水玉模様となる
・丸印 ：インクが弾き、軌跡の一部が水玉模様となる
・三角印 ：インクが弱く弾くが、軌跡は水玉模様とならない
・バツ印 ：インクが弾かず、軌跡が鮮明に見える

［防指紋性］
指を押し付け、指紋を付着させた後、３０分静置した後、ティッシュペーパー（王子製紙社製ネピアティシュ）で拭き取り除去性を評価した。なお、評価は３回行いその平均で評価した。
＜評価基準＞
・二重丸印：擦る回数が５回以下で指紋を拭取ることができる
・丸印 ：擦る回数が６回以上１０回以下で指紋を拭取ることができる
・三角印 ：擦る回数が１１回以上１５回以下で指紋を拭取ることができる
・バツ印 ：１５回擦っても指紋を拭取ることができない

［耐擦傷性の評価］
学振型摩擦堅牢度試験機（テスター産業（株））を用いて、以下の条件で擦り試験を行った後、外観変化を確認した。
＜擦り試験＞
評価環境条件：２５℃ ６０％ＲＨ
擦り材：スチールウール（日本スチールウール社製、グレードＮｏ．＃００００）
擦り先端部形状：１ｃｍ×１ｃｍ
擦り加重：５００ｇ重
擦り回数：５００往復
＜評価基準＞
・丸印 ：外観の変化が全く確認されない
・三角印 ：外観の変化は確認されるものの目立たない
・バツ印：外観の変化が目立つ場合

（表４）に（実施例１）〜（実施例７）、（比較例１）〜（比較例３）のハードコートフィルムに評価結果を示す。（表４）においては、ハードコート塗液から溶媒成分と表面調整剤成分とを除いた成分である、電離放射線硬化型材料と光重合開始剤の平均重量溶解度パラメーター（δ）をあわせて示した。また、ハードコート塗液から表面調整剤成分を除いた成分である、電離放射線硬化型材料と光重合開始剤と溶媒の平均重量溶解度パラメーター（δ）の重量平均溶解度パラメーター（δ）をあわせて示した。また、膜厚計によって測定されたハードコート層の平均膜厚を示した。

（実施例１）〜（実施例７）のハードコート塗液を用いることにより、低コストで防汚性に優れたハードコート層を形成できることが確認された。

図１は本発明のハードコートフィルムの模式断面図である。 図２は本発明のハードコートフィルムを用いた偏光板の模式断面図である。 図３は本発明の透過型液晶表示装置の模式断面図である。 図４は本発明のダイコーター塗布装置の模式図を示した。

符号の説明

１ ハードコートフィルム
１１ フィルム基材
１２ ハードコート層
２ 偏光板
２１ フィルム基材
２２ 偏光層
３ 偏光板
４ 液晶セル
５ バックライトユニット
６０ ダイヘッド
６１ 配管
６２ 塗液タンク
６３ 送液ポンプ
６５ 回転ロール

Claims (9)

1. 少なくとも電離放射線硬化型材料とフッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤と溶媒とを含むハードコート塗液であって、
   前記ハードコート塗液から前記溶媒成分と前記フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤成分とを除いた成分の重量平均溶解度パラメーター（δ）が２１．５以上であることを特徴とするハードコート塗液。
2. 前記ハードコート塗液から前記フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤成分を除いた成分の重量平均溶解度パラメーター（δ）が１９．０以上であることを特徴とする請求項１記載のハードコート塗液。
3. 前記フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤が架橋型の表面調整剤であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のハードコート塗液。
4. 前記フッ素系表面調整剤あるいはシリコーン系表面調整剤が、前記ハードコート塗液から前記溶媒成分を除いた成分を１００重量部としたときに０．００５重量部以上１重量部以下の割合で含まれることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のハードコート塗液。
5. フィルム基材の少なくとも一方の面にハードコート層を備えるハードコートフィルムであって、
   該ハードコート層が、請求項１乃至４のいずれかに記載のハードコート塗液をフィルム基材上に塗布し塗膜を形成する工程、塗膜を乾燥し溶媒を除去する工程、塗膜に電離放射線を照射し硬化する工程により形成されていることを特徴とするハードコートフィルム。
6. 前記ハードコート層の表面が、水に対する接触角が９０°以上であり、ジヨードメタンに対する接触角が６５°以上であり、ヘキサデカンに対する接触角が３５°以上であることを特徴とする請求項５記載のハードコートフィルム。
7. 前記ハードコート層の層厚が４μｍ以上２５μｍ以下であることを特徴とする請求項５または請求項６記載のハードコートフィルム。
8. 請求項５乃至７のいずれかに記載のハードコートフィルムが前記フィルム基材の一方の面に前記ハードコート層を備え、前記ハードコートフィルムのフィルム基材のもう一方の面に偏光層、フィルム基材を順に備えることを特徴とする偏光板。
9. 請求項８記載の偏光板と、液晶セルと、偏光板と、バックライトユニットを順に備え、ハードコート層が最表面となることを特徴とする透過型液晶表示装置。