JP2011154134A

JP2011154134A - ハードコートフィルム

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Publication number: JP2011154134A
Application number: JP2010014800A
Authority: JP
Inventors: Shingo Okamura; 進吾岡村; Yasuhisa Kishigami; 泰久岸上; Yasushi Hanada; 泰花田
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2010-01-26
Filing date: 2010-01-26
Publication date: 2011-08-11

Abstract

【課題】反射による干渉ムラを抑制することができる、外観特性に優れたハードコートフィルムを提供する。
【解決手段】易接着層３が形成されたポリエステルフィルム２、および易接着層３の上に形成されたハードコート層４を有し、易接着層３の屈折率が１．５５〜１．６５、厚みが５０〜１５０ｎｍであり、ハードコート層４の屈折率が１．４０〜１．６０であることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、光学表示装置等に用いられるハードコートフィルムに関するものである。

従来、陰極管表示装置（ＣＲＴ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）、プロジェクションディスプレイ、エレクトロルミネセンスディスプレイ（ＥＬＤ）、タッチパネル等の光学表示装置、光学レンズ、眼鏡レンズ、フォトリソグラフィープロセスにおける反射防止処理、太陽電池パネル表面の反射防止処理等に用いられる光学フィルムは一般に、荷重のかかる引っ掻きによる傷を防止し、表面の機械的強度を改善するためにその表面にハードコート層が設けられる（特許文献１〜４参照）。

光学フィルムとしては、ポリエステルフィルム等が用いられているが、ポリエステルフィルムは結晶性が高いため、一般に上記ハードコート層用のコーティング材料との密着性を確保するのが難しい。

そのため、ハードコート層との易接着性を確保するために、ポリエステルフィルムの表面にナノメートルオーダーの厚みの易接着層を設ける方法が知られている（特許文献４参照）。

特開２００８−１２９１３０号公報特開２０００−５２４７２号公報特開平１１−３４２４３号公報特開平９−２２０７９１号公報

しかしながら、このような易接着層が設けられたポリエステルフィルムを光学フィルムとして用いた場合、易接着層の屈折率とポリエステルフィルムの屈折率とのミスマッチや易接着層の厚みバラツキ等の要因により、その上にハードコート層等をコーティングした際に光学的な干渉ムラが発生するという問題点があった。

本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、反射による干渉ムラを抑制することができる、外観特性に優れたハードコートフィルムを提供することを課題としている。

本発明は、上記の課題を解決するために、易接着層が形成されたポリエステルフィルム、および易接着層の上に形成されたハードコート層を有し、易接着層の屈折率が１．５５〜１．６５、厚みが５０〜１５０ｎｍであり、ハードコート層の屈折率が１．４０〜１．６０であることを特徴とする。

本発明のハードコートフィルムによれば、易接着層の屈折率と厚みを上記の特定の範囲内とすることにより、ポリエステルフィルムおよびハードコート層との光学的な関係が適切なものとなり、反射による干渉ムラが抑制され、外観特性に優れたハードコートフィルムを得ることができる。

本発明のハードコートフィルムの一例を示す断面図である。ハードコート層４の屈折率１．５０、厚み３０００ｎｍまたは３０６０ｎｍ、易接着層３の屈折率１．６０、厚み９０ｎｍの条件における本発明のハードコートフィルム１の波長−反射率特性を示すグラフである。ハードコート層４の屈折率１．５０、厚み３０００ｎｍまたは３０６０ｎｍ、易接着層３の屈折率１．５３、厚み９０ｎｍの条件における比較例のハードコートフィルム１の波長−反射率特性を示すグラフである。

以下、本発明について詳細に説明する。

図１は、本発明のハードコートフィルムの一例を示す断面図である。

このハードコートフィルム１は、易接着層３が形成されたポリエステルフィルム２、および易接着層３の上に形成されたハードコート層４を有している。

なお、図１に示すハードコートフィルム１では、ポリエステルフィルム２の片面に易接着層３を介してハードコート層４を形成するようにしているが、ポリエステルフィルム２の両面に易接着層３を介してハードコート層４を形成するようにしてもよい。

本発明において、易接着層３は、高い透明性を維持しながら、ロール状態での耐ブロッキング性、易滑性、ハードコート層４との密着性を向上させる等のためにポリエステルフィルム２の表面に設けられるものである。

ハードコート層４は、反射率低減等の点を考慮するとポリエステルフィルム２と屈折率が近似していることが好ましく、本発明ではハードコート層４の屈折率は１．４０〜１．６０（ポリエステルフィルム２の屈折率と同等）とされる。そして本発明では、このような屈折率を有するハードコート層４との光学的な関係を考慮して、易接着層３の屈折率を１．５５〜１．６５、厚みを５０〜１５０ｎｍとしている。易接着層３の屈折率と厚みをこのようにすることで、ポリエステルフィルム２およびハードコート層４との光学的な関係が適切なものとなり、反射による干渉ムラが抑制され、外観特性に優れたハードコートフィルム１を得ることができる。

すなわち、ハードコート層４の膜厚は実際的には多少なりともバラツキがあり、数十ｎｍ以上バラツキを有するのが通常である。そのため、例えば厚みが６０ｎｍ程度変化しただけでも同じ波長の部分で反射率が大きく変化し、人の目に見える反射色が変化する。これが干渉ムラ（色ムラ）の原因となる。

具体的な例に基づいて説明すると、図２は、ハードコート層４の屈折率１．５０、厚み３０００ｎｍまたは３０６０ｎｍ、易接着層３の屈折率１．６０、厚み９０ｎｍの条件における本発明のハードコートフィルム１の波長−反射率特性を示すグラフである。このように本発明では、人の目が一番感度良く見える波長領域の５５０ｎｍ付近、すなわち平均視感反射率に対する影響が大きい波長領域の反射率において反射率の変化が特に小さいことがわかる。そのため、ハードコート層４の厚みが多少変化しても反射色の変化が小さく、色ムラが目立ちにくい。

これに対し、図３は、易接着層３の屈折率１．５３に変更した比較例のハードコートフィルム１についての同様のグラフである。このように易接着層３の屈折率が本発明の範囲外となると、ハードコート層４の厚みのバラツキによる反射率の変化が大きくなり、色ムラが目立つようになる。

図２、図３のような波長−反射率特性は、易接着層３の屈折率と厚みによる。本発明では、易接着層３の屈折率と厚みを上記の特定の範囲内とすることにより、平均視感反射率に対する影響が大きい波長領域の反射率において反射率の変化を図２のように特に小さくすることができる。

本発明において、ポリエステルフィルム２を形成するポリエステルとしては、例えば、芳香族ジカルボン酸とグリコールとから得られる芳香族ポリエステルを用いることができる。

芳香族ジカルボン酸としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、４，４’−ジフェニルジカルボン酸等を用いることができる。

グリコールとしては、例えば、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、１，６−ヘキサンジオール等を用いることができる。

芳香族ポリエステルの中でも、特に、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレートが好ましい。また、上記に例示した成分の共重合ポリエステルであってもよい。

ポリエステルフィルム２は、成膜時のフィルムの巻き取り性や、ハードコート層４を形成する際のフィルムの搬送性等を向上させるために、必要に応じて、滑剤としての微粒子を含有させることができる。

このような微粒子としては、例えば、炭酸カルシウム、酸化カルシウム、酸化アルミニウム、カオリン、酸化珪素、酸化亜鉛等の無機微粒子、または架橋アクリル樹脂微粒子、架橋ポリスチレン樹脂微粒子、尿素樹脂微粒子、メラミン樹脂微粒子、架橋シリコーン樹脂微粒子等の有機微粒子を用いることができる。

また、ポリエステルフィルム２には、その透明性等を損なわない範囲内において、その他の成分、例えば、着色剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、潤滑剤、触媒、他の樹脂等を含有させることができる。

ポリエステルフィルム２の厚みは、特に限定されないが、例えば、５０〜２００μｍである。

ポリエステルフィルム２は、ヘイズが好ましくは３％以下、より好ましくは１．５％以下である。ヘイズが３％を超えると、各種ディスプレイ用途において視認性を損なう等、光学用途に不適となる場合がある。

本発明において、ハードコート層４は、ポリエステルフィルム２よりも硬度の高い被膜であって、ポリエステルフィルム２の表面の硬度を向上させ、荷重のかかる引っ掻きによる傷を防止し、ハードコートフィルム１の機械的強度を改善するものである。

ハードコート層４の鉛筆硬度は好ましくはＨ以上、より好ましくは２Ｈ以上であり、ハードコート層４の硬度を向上させるためには、反応性硬化型樹脂組成物、すなわち、熱硬化型樹脂組成物と電離放射線硬化型樹脂組成物のうち少なくとも一方をハードコート層４形成用の材料として用いてハードコート層４を形成するのが好ましい。

熱硬化型樹脂組成物に配合する熱硬化型樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノアルキッド樹脂、珪素樹脂、ポリシロキサン樹脂等を用いることができる。

熱硬化型樹脂組成物には、必要に応じて、例えば、架橋剤、重合開始剤、硬化剤、硬化促進剤、溶剤等を配合することができる。

熱硬化型樹脂組成物を用いてハードコート層４を形成する場合は、熱硬化型樹脂組成物を、易接着層３が形成されたポリエステルフィルム２における易接着層３の表面に塗布した後、加熱により乾燥硬化させるのが好ましい。

電離放射線硬化型樹脂組成物に配合する樹脂成分としては、アクリレート系の官能基を有する化合物が好ましく用いられる。アクリレート系の官能基を有する化合物としては、例えば、比較的低分子量のポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂、多価アルコール樹脂等の多官能（メタ）アクリレートのオリゴマー、プレポリマー等を用いることができる。なお、本明細書において（メタ）アクリレートはアクリレートまたはメタクリレートを意味する。

また、電離放射線硬化型樹脂組成物には、上記のオリゴマーやプレポリマーとともに、反応性希釈剤としてのモノマーを配合することができる。このようなモノマーとしては、例えば、エチル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、スチレン、メチルスチレン、Ｎ−ビニルピロリドン等の単官能モノマー、あるいは、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート等の多官能モノマーを用いることができる。

さらに、上記の電離放射線硬化型樹脂組成物を紫外線硬化型樹脂組成物とする場合には、光重合開始剤を配合することが好ましい。光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、α−アミロキシムエステル、チオキサントン類等を用いることができる。

また、光重合開始剤とともに光増感剤を用いてもよい。光増感剤としては、例えば、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン、チオキサントン等を用いることができる。

光重合反応する紫外線硬化型樹脂組成物を用いてハードコート層４を形成する際には、例えば、紫外線硬化型樹脂組成物を、ポリエステルフィルム２の表面に設けられた易接着層３に塗布し乾燥した後、紫外線照射により硬化させることができる。

ハードコート層４は、反射率低減等の点を考慮するとポリエステルフィルム２と屈折率が近似していることが好ましく、本発明ではハードコート層４の屈折率は１．４０〜１．６０（ポリエステルフィルム２の屈折率と同等）とされる。

ハードコート層４の厚みは、十分な機械的強度を得る点等からは、例えば、１〜１０μｍである。

また、ハードコート層４の屈折率を増大させるために、ハードコート層４には、高屈折率粒子、すなわち高屈折率の金属酸化物の超微粒子を含有させることができる。高屈折率粒子としては、例えば、屈折率が１．６以上で粒径が０．５〜２００ｎｍのものを用いることができる。

上記の高屈折率の金属酸化物の超微粒子としては、例えば、亜鉛、チタン、アルミニウム、セリウム、イットリウム、ランタン、ジルコニウム、錫、インジウム、アンチモン、およびニオブから選ばれる少なくとも１種の酸化物の粒子を用いることができる。具体的には、例えば、ＺｎＯ（屈折率１．９０）、ＴｉＯ_２（屈折率２．３〜２．７）、Ａｌ_２Ｏ_３（屈折率１．６３）、ＣｅＯ_２（屈折率１．９５）、Ｙ_２Ｏ_３（屈折率１．８７）、Ｌａ_２Ｏ_３（屈折率１．９５）、ＺｒＯ_２（屈折率２．０５）、ＳｎＯ_２、ＩＴＯ（屈折率１．９５）、Ｓｂ_２Ｏ_５（屈折率１．７１）、Ｎｂ_２Ｏ_５（屈折率２．２〜２．３）等の超微粒子を用いることができる。

ハードコート層４には、帯電防止性を付与し、ハードコートフィルム１としての帯電防止性や埃付着防止性を確保することが好ましい。ハードコート層４に帯電防止性を付与するために、例えば、ハードコート層４に導電性ナノ粒子を含有させることができる。

導電性ナノ粒子としては、例えば、導電性の金属酸化物で粒径が０．５〜２００ｎｍの超微粒子を用いることができる。具体的には、例えば、インジウム、錫、アンチモン、鉛、およびチタンから選ばれる少なくとも１種の酸化物の粒子を用いることができる。
具体的には、例えば、酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ_２）、アンチモン／錫酸化物（ＡＴＯ）、アンチモン酸化物（Ｓｂ_２Ｏ_５）、鉛／チタン酸化物（ＰＴＯ）等の超微粒子等を用いることができる。

以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
＜実施例１＞
易接着層付きポリエステルフィルムとして、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム（東レ（株）製「ルミラーＵ３４」、ＰＥＴフィルムの厚み１００μｍ、易接着層の厚み６０ｎｍ、易接着層の屈折率１．５６）を用いた。

この易接着層付きポリエステルフィルム上に、ハードコート層形成用の組成物としてアクリル系紫外線硬化型樹脂（大日精化工業（株）製「セイカビームＰＥＴ−ＨＣ３０１」、固形分５０％）をワイヤーバーコーター＃１０番で塗布した。

これを８０℃で５分間乾燥させた後に、ＵＶ照射（４５０ｍＪ／ｃｍ^２）して硬化させることにより、厚み５μｍのハードコート層（屈折率１．５７）を形成し、ハードコートフィルムを得た。
＜実施例２＞
易接着層付きポリエステルフィルムとして、ＰＥＴフィルム（東レ（株）製「ルミラーＵ４２６」、ＰＥＴフィルムの厚み１００μｍ、易接着層の厚み１４０ｎｍ、易接着層の屈折率１．６３）を用いた。

これを８０℃で５分間乾燥させた後に、ＵＶ照射（４５０ｍＪ／ｃｍ^２）して硬化させることにより、厚み５μｍのハードコート層（屈折率１．５７）を形成し、ハードコートフィルムを得た。
＜実施例３＞
易接着層付きポリエステルフィルムとして、ＰＥＴフィルム（東レ（株）製「ルミラーＵ３４」、ＰＥＴフィルムの厚み１００μｍ、易接着層の厚み６０ｎｍ、易接着層の屈折率１．５６）を用いた。

この易接着層付きポリエステルフィルム上に、ハードコート層形成用の組成物としてアクリル系紫外線硬化型樹脂（大日精化工業（株）製「セイカビームＰＥＴ−ＨＣ３０１」、固形分５０％）に酸化チタン粒子（テイカ（株）製「７６０Ｔ」、固形分４８％）を１０質量％分散させたものをワイヤーバーコーター＃１０番で塗布した。

これを８０℃で５分間乾燥させた後に、ＵＶ照射（４５０ｍＪ／ｃｍ^２）して硬化させることにより、厚み５μｍのハードコート層（屈折率１．６０）を形成し、ハードコートフィルムを得た。
＜比較例１＞
易接着層付きポリエステルフィルムとして、ＰＥＴフィルム（東洋紡績（株）製「Ａ４３００」、ＰＥＴフィルムの厚み１００μｍ、易接着層の厚み６０ｎｍ、易接着層の屈折率１．５３）を用いた。

これを８０℃で５分間乾燥させた後に、ＵＶ照射（４５０ｍＪ／ｃｍ^２）して硬化させることにより、厚み５μｍのハードコート層（屈折率１．５７）を形成し、ハードコートフィルムを得た。
＜比較例２＞
易接着層付きポリエステルフィルムとして、ＰＥＴフィルム（帝人（株）製「Ｏ３９１６Ｗ」、ＰＥＴフィルムの厚み１００μｍ、易接着層の厚み６０ｎｍ、易接着層の屈折率１．６６）を用いた。

これを８０℃で５分間乾燥させた後に、ＵＶ照射（４５０ｍＪ／ｃｍ^２）して硬化させることにより、厚み５μｍのハードコート層（屈折率１．５７）を形成し、ハードコートフィルムを得た。

実施例および比較例のハードコートフィルムについて、次の評価を行った。
[外観干渉ムラ]
Ａ４サイズのハードコートフィルムサンプルの裏面を黒塗りした後、３波長蛍光灯下で外観特性を目視観察し、次の基準により評価を行った。
○：干渉ムラが見えにくい。
×：干渉ムラがはっきりと見える。

評価結果を表１に示す。

表１より、易接着層の屈折率を１．５５〜１．６５、厚みを５０〜１５０ｎｍとした、ハードコート層の屈折率が１．４０〜１．６０の実施例１〜３では、干渉ムラが抑制され、外観特性に優れていた。

一方、易接着層の屈折率が１．５５未満の比較例１、および１．６５を超える比較例２では、干渉ムラが目立ち外観が悪化した。

１ハードコートフィルム
２ポリエステルフィルム
３易接着層
４ハードコート層

Claims

易接着層が形成されたポリエステルフィルム、および易接着層の上に形成されたハードコート層を有し、易接着層の屈折率が１．５５〜１．６５、厚みが５０〜１５０ｎｍであり、ハードコート層の屈折率が１．４０〜１．６０であることを特徴とするハードコートフィルム。