JP6307205B1 - ハードコートフィルム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の一実施形態に係るハードコートフィルムの断面図である。本実施形態に係るハードコートフィルム1は、基材フィルム2と、基材フィルムの一方の主面側(図1における上側)に積層された光学調整層3と、光学調整層3における基材フィルム2側とは反対の主面側(図1における上側)に積層されたハードコート層4とを備えて構成される。
(1−1)基材フィルム
本実施形態に係るハードコートフィルム1の基材フィルム2は、ポリイミドフィルムであり、ディスプレイ用である場合には、透明かつ黄色味の少ないポリイミドフィルムであることが好ましい。これにより、クリアかつ色再現性の高い画像を表示するディスプレイ(特にフレキシブルディスプレイ)を得ることができる。
本実施形態に係るハードコートフィルム1の光学調整層3は、基材フィルム2の一方の主面側(図1における上側)に積層され、前述した通り、干渉縞の発生を抑制する作用を発揮する。
熱可塑性樹脂は、基材フィルム2(ポリイミドフィルム)との密着性およびハードコート層4との密着性(溶着性)に優れ、それ自体、易接着層と同様の役割を果たすため、かかる観点からは好ましい。
活性エネルギー線硬化性成分としては、活性エネルギー線の照射により硬化し、金属酸化物微粒子等との関係で前述した屈折率を達成できるものが好ましい。
光学調整層3が、活性エネルギー線硬化性成分を含有する組成物を硬化させた材料からなる場合において、活性エネルギー線として紫外線を用いる場合には、当該組成物は、光重合開始剤を含有することが好ましい。このように光重合開始剤を含有することにより、活性エネルギー線硬化性成分を効率良く重合させることができ、また重合硬化時間および紫外線の照射量を少なくすることができる。
光学調整層3を構成する組成物は、金属酸化物微粒子を含有することが好ましい。これにより、光学調整層3の屈折率を、ポリイミドフィルムの屈折率とハードコート層4の屈折率との間の値に設定し易くすることができる。
本実施形態の光学調整層3を構成する組成物は、前述した成分以外に、各種添加剤を含有してもよい。各種添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤、帯電防止剤、シランカップリング剤、老化防止剤、熱重合禁止剤、着色剤、界面活性剤、保存安定剤、可塑剤、滑剤、消泡剤、有機系充填材、濡れ性改良剤、塗面改良剤等が挙げられる。
光学調整層3の屈折率は、下限値として1.45以上であることが好ましく、特に1.47以上であることが好ましく、さらには1.50以上であることが好ましい。また、光学調整層3の屈折率は、上限値として1.75以下であることが好ましく、特に1.72以下であることが好ましく、さらには1.70以下であることが好ましい。光学調整層3の屈折率が上記の範囲にあることにより、ポリイミドフィルムの屈折率とハードコート層4の屈折率との間の値となり易い。
本実施形態に係るハードコートフィルム1のハードコート層4は、ハードコートフィルム1に高い表面硬度を付与し、耐擦傷性を優れたものにする。このハードコート層4は、光学調整層3の屈折率および基材フィルム2(ポリイミドフィルム)の屈折率と、前述した関係を満たし、所定の硬度を有するものであれば特に限定されない。かかるハードコート層4は、活性エネルギー線硬化性成分を含有する組成物を硬化させた材料からなることが好ましい。
本実施形態に係るハードコートフィルム1は、次の方法によって好ましく製造することができる。なお、本方法では、一例として、ハードコート層4の形成に、活性エネルギー線硬化性成分を含有する組成物を使用するものとする。
(3−1)最大反射率差
前述した通り、本実施形態に係るハードコートフィルム1においては、干渉縞の発生が抑制される。このことは、目視による評価以外に、最大反射率差の測定値により判断することができる。最大反射率差を測定するには、まず、フィルム法線方向を0°として、入射角8°方向から光を照射し、その反射した光を積分球により集光することにより反射光として検出する。なお、光の照射は、波長を変化させて行い、それぞれの波長に対応する反射光を検出する。
前述した通り、本実施形態に係るハードコートフィルム1においては、繰り返しの屈曲に耐え得る耐屈曲性に優れるものであるが、その屈曲の度合いについては、最小マンドレル直径により判断することができる。
本実施形態に係るハードコートフィルム1は、干渉縞防止を、マイクロオーダーの微粒子を添加するのではなく、所定の屈折率を有する光学調整層3を設けることにより解決する。このため、本実施形態に係るハードコートフィルム1は、マイクロオーダーの微粒子を添加することにより干渉縞を防止する場合よりも、像鮮明度に優れたフィルムとすることができる。
ディスプレイに適用した際、より鮮明な画像を表示させる観点から、JIS K7136に準拠して測定されるハードコートフィルム1のヘーズ値を1%以下とすることが好ましく、0.8%以下とすることがより好ましく、0.5%以下とすることが特に好ましい。
ディスプレイに適用した際、より鮮明な画像を表示させる観点から、ハードコートフィルム1におけるハードコート層3のJIS Z8741−1997に準拠した60°光沢度(グロス値)を、100%以上の値とすることが好ましく、120%以上の値とすることがより好ましく、140%以上の値とすることが特に好ましい。
上記ハードコートフィルム1における基材フィルム2の他方の主面側(上記の光学調整層3およびハードコート層4が積層された面とは反対側の面側)には、図2に示すように、ハードコートフィルム1と同じく、光学調整層3およびハードコート層4がその順に積層されてもよい(図2に示すハードコートフィルムの符号を「1A」と記す)。このように、基材フィルム2の他方の主面側にも光学調整層3およびハードコート層4が積層されることで、干渉縞の発生が抑制されつつ、基材フィルム2の他方の主面側における耐擦傷性が向上する。また、基材フィルム2の他方の主面側におけるハードコート層4(および光学調整層3)の硬化収縮により、基材フィルム2の一方の主面側におけるハードコート層4(および光学調整層3)の硬化収縮を相殺し、ハードコートフィルム1Aのカールを抑制することができる。
ハードコートフィルム1における基材フィルム2の他方の主面側(光学調整層3およびハードコート層4が積層された面とは反対側の面側)には、図3に示すように、粘着剤層5が積層されてもよい(図3に示すハードコートフィルムの符号を「1B」と記す)。このような粘着剤層5が積層されることで、ハードコートフィルム1Bを所望の被着体に簡易に貼付することができる。なお、同様に、ハードコートフィルム1Aの一方の主面側および/または他方の主面側におけるハードコート層4の光学調整層3側とは反対側に、粘着剤層が積層されてもよい。
本実施形態に係るハードコートフィルム1には、他の層、例えば、粘接着剤層、バリア層、導電層、低反射層、易印刷層、防汚層などが積層されてもよい。
以上の実施形態に係るハードコートフィルム1,1A,1Bは、例えば、各種電子機器、特にモバイル電子機器における、フレキシブルディスプレイ、具体的には、液晶ディスプレイ(LCD)、有機ELディスプレイ(OELD)、電子ペーパーモジュール(フィルム状電子ペーパー)等の各種フレキシブルディスプレイの表層(保護フィルム)または中間層のフレキシブル部材として好ましく使用することができる。
N,N−ジメチルアセトアミド溶媒中にて、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、および2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン酸二無水物を、冷却下で混合溶解し、その後、常温で10時間撹拌することにより、ポリアミド酸溶液を得た。
上記b*については、JIS Z8722に従い、測定装置として同時測定方式分光式色差計(日本電色工業社製,製品名「SQ−2000」)、光源としてC光源2°視野(C/2)を用い、透過測定法によりL*a*b*表色系のb*を測定した。
上記波長550nmにおける透過率は、紫外線可視近赤外分光透過率計(島津製作所製,製品名「UV3600」)を用いて測定した。
N,N−ジメチルアセトアミド溶媒中にて、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、および2,2−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン酸二無水物の配合割合を変更すると共に、得られたポリイミド塗工液の濃度を調整する以外、製造例1と同様の作製方法を行うことにより、膜厚が15μm、b*が2.25、屈折率が1.70、波長550nmにおける透過率が87%のポリイミドフィルムBを得た(測定方法は上記の通り)。
活性エネルギー線硬化性成分としてのジペンタエリスリトールヘキサアクリレート100質量部(固形分換算;以下同じ)と、金属酸化物微粒子としての表面修飾酸化ジルコニウム微粒子(CIKナノテック社製,製品名「ZRMIBK15WT%−F85」,平均粒径:15nm)85質量部と、光重合開始剤としての1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン5質量部とを、メチルイソブチルケトンおよびシクロヘキサノンを1:1の質量比で混合した混合溶媒中にて撹拌混合して、光学調整層用組成物の塗工液を得た。
<紫外線照射条件>
・紫外線照射装置:ジーエスユアサコーポレーション社製紫外線照射装置
・光源:高圧水銀灯
・ランプ電力:1.4kW
・照度:100mW/cm2
・光量:240mJ/cm2
・コンベアスピード:1.2m/min
・窒素雰囲気下にて紫外線照射(酸素濃度1%以下)
光学調整層用組成物およびハードコート層用組成物を構成する各成分の種類および配合比率、光学調整層およびハードコート層の厚さ、ならびに基材フィルムの種類および厚さを表1に示すように変更する以外、実施例1と同様にしてハードコートフィルムを製造した。ただし、実施例3および7における光学調整層の形成時には、紫外線照射は行わなかった。
A:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート
B:ポリエステル樹脂(熱可塑性樹脂)(東洋紡社製,製品名「バイロン200」,数平均分子量:17000)
C:表面修飾酸化ジルコニウム微粒子(CIKナノテック社製,製品名「ZRMIBK15WT%−F85」,平均粒径:15nm)
D:1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
E:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート40質量部、反応性シリカフィラー(平均粒径:15nm)60質量部および1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン10質量部の混合物
F:エチレンオキシド変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(エチレンオキシド12モル導入)
PI−25:ポリイミドフィルムA
PI−15:ポリイミドフィルムB
PET:ポリエチレンテレフタレートフィルム(三菱樹脂社製,製品名「ダイヤホイルT−60」,厚さ:50μm)
(1)基材フィルムの屈折率
実施例および比較例で使用した基材フィルムの屈折率を、測定波長589nm、測定温度25℃の条件で、アッベ屈折率計(アタゴ社製,製品名「多波長アッベ屈折率計DR−M2」)を使用して、JIS K7142(2008)に準じて測定した。結果を表2に示す。
片面が易接着処理されたポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡社製,製品名「コスモシャインA4100」,厚さ:50μm)の未処理面に、実施例および比較例と同様にして、厚さ200nmの光学調整層またはハードコート層を形成した。次いで、ポリエチレンテレフタレートフィルムの易接着処理面を紙やすりで擦り、油性ペン(ゼブラ社製,製品名「マッキー黒」)で黒色に塗り潰した。
上記で測定した基材フィルムの屈折率およびハードコート層の屈折率の中央値(=(基材フィルムの屈折率+ハードコート層の屈折率)/2)を算出し、得られた中央値から光学調整層の屈折率を差し引き、屈折率差を算出した。結果を表2に示す。
(1)目視評価
実施例および比較例で製造したハードコートフィルムを、両面粘着シート(リンテック社製,製品名「OPTERIA MO−3006C」,厚さ:25μm)を介して黒色のアクリル板(三菱レイヨン社製,製品名「アクリライトL502」)に貼付した。このとき、ハードコートフィルムの基材フィルムがアクリル板に接触するように貼付した。
良好(◎):干渉縞がほとんど見えない
概ね良好(○):干渉縞が見え難い
やや不良(△):干渉縞が見える
不良(×):干渉縞がはっきりと見える
(1)で得られた積層体について、以下の条件にて、分光光度計で反射率スペクトルの波長500〜600nm間での最大反射率差を測定した。結果を表2に示す。
<測定条件>
・分光光度計:島津製作所社製,製品名「紫外可視近赤外分光光度計UV−3600」
・試料フォルダー:島津製作所社製,製品名「大型試料室MPC−3100」
・積分球:島津製作所社製,製品名「積分球付属装置ISR−3100」
・入射角:8°
実施例および比較例で製造したハードコートフィルムのハードコート層表面について、#0000のスチールウールを用いて、125g重/cm2の荷重で10往復擦り、長さ100mm、幅20mmの範囲を試験範囲とした。その試験範囲における傷本数を、3波長蛍光灯下で目視により確認し、以下の基準で耐擦傷性を評価した。結果を表2に示す。
○:傷本数が20本未満であった。
×:傷本数が20本以上であった。
実施例および比較例で製造したハードコートフィルムについて、円筒型マンドレル屈曲試験機(コーテック社製)を用いて、JIS K5600−5−1に準拠したマンドレル試験を実施した。当該マンドレル試験は、ハードコートフィルムのハードコート層を外側にして行った。ハードコート層および光学調整層にクラックや剥がれ等の不具合が発生しなかったマンドレルのうち直径が最小のマンドレルの直径(最小マンドレル直径)を求めた。結果を表2に示す。
実施例および比較例で製造したハードコートフィルムについて、耐久試験機(ユアサシステム機器社製,製品名「面状体無負荷U字伸縮試験機 DLDMLH−FS」)を用い、ハードコート層を外側にして、試験速度60mm/sで、試験回数(往復数)および屈曲径を種々変更して、繰り返し屈曲させた。そして、ハードコート層および光学調整層のクラック・剥がれや、ハードコートフィルムの白化・屈曲跡の発生等の不良の発生の有無を確認し、以下の基準で耐屈曲性を評価した。結果を表2に示す。
◎:屈曲径5mm以下、かつ試験回数2万回以上でも不良の発生がなかった。
○:屈曲径10mm以下、かつ試験回数2万回以上でも不良の発生がなかった。
×:○の基準に未達であった。
実施例および比較例で製造したハードコートフィルムについて、写像性測定器(スガ試験機社製,製品名「ICM−10P」)を使用し、JIS K7374に準拠して、5種類のスリット(スリット幅:0.125mm、0.25mm、0.5mm、1mm及び2mm)の合計値を像鮮明度(%)として測定した。その結果に基づき、像鮮明度400%未満を×、400%以上450%未満を○、450%以上を◎と評価した。結果を表2に示す。
実施例および比較例で製造したハードコートフィルムについて、ヘーズメーター(日本電色工業社製,製品名「NDH5000」)を用い、JIS K7136に準拠してヘーズ値(%)を測定した。その結果に基づき、ヘーズ値1%超を×、1%以下0.5%超を○、0.5%以下を◎と評価した。結果を表2に示す。
実施例および比較例で製造したハードコートフィルムについて、グロスメーター(日本電色工業社製)を使用し、JIS Z8741−1997に準拠して60°光沢度(グロス値)を測定した。その結果に基づき、60°光沢度100%未満を×、100%以上140%未満を○、140%以上を◎と評価した。結果を表2に示す。
2…基材フィルム
3…光学調整層
4…ハードコート層
5…粘着剤層
Claims (10)
- 基材フィルムと、前記基材フィルムの少なくとも一方の主面側に積層された光学調整層と、前記光学調整層における前記基材フィルム側とは反対の主面側に積層されたハードコート層とを備えたハードコートフィルムであって、
前記基材フィルムがポリイミドフィルムであり、
前記光学調整層が、活性エネルギー線硬化性成分を含有する組成物を硬化させた材料からなり、
前記光学調整層の屈折率が、前記ポリイミドフィルムの屈折率と前記ハードコート層の屈折率との間の値であり、
前記光学調整層の厚さが、30nm以上、700nm以下であり、
フレキシブルディスプレイを構成する、繰り返し屈曲されるフレキシブル部材として使用される
ことを特徴とするハードコートフィルム。 - 前記光学調整層の屈折率が、1.45以上、1.75以下であることを特徴とする請求項1に記載のハードコートフィルム。
- 前記ハードコート層の屈折率が、1.40以上、1.70以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のハードコートフィルム。
- 前記ポリイミドフィルムの屈折率および前記ハードコート層の屈折率の中央値と、前記光学調整層の屈折率との差が、絶対値で0.025以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のハードコートフィルム。
- 前記ポリイミドフィルムの厚さが、5μm以上、300μm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のハードコートフィルム。
- 前記ハードコート層の厚さが、0.5μm以上、10μm以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のハードコートフィルム。
- 前記光学調整層が、金属酸化物微粒子を含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のハードコートフィルム。
- 前記活性エネルギー線硬化性成分が、多官能性(メタ)アクリレート系モノマーおよび(メタ)アクリレート系プレポリマーの1種または2種以上であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のハードコートフィルム。
- 前記ハードコート層が、活性エネルギー線硬化性成分を含有する組成物を硬化させた材料からなり、
当該活性エネルギー線硬化性成分が、炭素数2〜4のアルキレンオキサイド単位を分子内に含有する多官能(メタ)アクリレート系モノマーと、当該多官能(メタ)アクリレート系モノマー以外の活性エネルギー線硬化性成分とを含有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載のハードコートフィルム。 - 前記基材フィルムの少なくとも一方の主面側には、粘着剤層が積層されていることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載のハードコートフィルム。
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