KR101787106B1

KR101787106B1 - 하드 코팅 필름, 편광판 및 화상 표시 장치

Info

Publication number: KR101787106B1
Application number: KR1020110027936A
Authority: KR
Inventors: 쇼 간자끼; 츠또무 후루야; 도루 진노
Original assignee: 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2017-10-18
Also published as: CN102207557A; TWI496691B; JP2011227488A; JP5987268B2; TW201141704A; CN102207557B; KR20110109965A

Abstract

본 발명은 기재 필름 (312)와, 상기 기재 필름 (312)의 한쪽면에 적층된 하드 코팅층 (311)을 구비하는 하드 코팅 필름으로서, 상기 하드 코팅층 (311)이 활성 에너지선 경화성 수지, 중합 개시제 및 계면활성제를 함유하는 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 주형과 접촉시키면서 경화시킴으로써 형성되고, 상기 하드 코팅층 (311)의 대수(對水) 접촉각 θ가 하기 수학식 1을 만족시키는 하드 코팅 필름 (31)에 관한 것이다.
<수학식 1>

(식 중, θ₀는 기재 필름의 한쪽면에 상기 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 주형과 접촉시키지 않고서 25℃의 기체 중에서 경화시켜 형성한 하드 코팅층의 대수 접촉각을 나타냄)

Description

하드 코팅 필름, 편광판 및 화상 표시 장치{HARD COAT FILM, POLARIZING PLATE AND IMAGE DISPLAY DEVICE}

본 발명은 하드 코팅 필름에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 해당 하드 코팅 필름을 이용한 편광판 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.

액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이 패널, 브라운관(음극선관: CRT) 디스플레이, 유기 전계 발광(EL) 디스플레이 등의 화상 표시 장치에는, 다양한 외력에 기인하는 흠집을 방지하기 위해서, 대부분의 경우, 하드 코팅 필름이 설치되어 있다. 그리고, 이러한 하드 코팅 필름에는, 표면에 미세한 요철을 형성함으로써 입사광을 산란시켜 비침 상을 바림하는 방현 처리가 실시되는 것이 일반적이다.

이러한 하드 코팅 필름을 얻는 방법으로서 예를 들면 국제 공개 제2008/020613호 공보에는, 하드 코팅층을 형성하기 위한 수지 조성물을 엠보싱 롤에 도포한 후, 그 엠보싱 롤에 기재 필름을 접촉시키면서, 특별히 접촉 온도를 조정하지 않고 전리 방사선을 조사함으로써, 상기 수지 조성물을 경화시켜 기재 필름 상에 하드 코팅층을 형성하고, 이어서 상기 롤로부터 상기 필름을 박리하는 방법이 개시되어 있다. 또한, 일본 특허 공개 제2007-76089호 공보에는, 하드 코팅층을 형성하기 위한 수지 조성물을 기재 필름 상에 도공한 후, 상기 도공면을 엠보싱 롤에 접촉시키면서, 특별히 접촉 온도를 조정하지 않고 활성 에너지선을 조사함으로써, 상기 수지 조성물을 경화시켜 기재 필름 상에 하드 코팅층을 형성하고, 이어서 상기 롤로부터 상기 필름을 박리하는 방법이 개시되어 있다.

그러나, 상기 종래의 하드 코팅 필름은 기재 필름으로부터 하드 코팅층이 박리되어 버리는 경우가 있어, 하드 코팅층의 기재 필름으로부터의 내박리성에 있어서 반드시 충분한 것은 아니었다. 따라서, 본 발명의 목적은 하드 코팅층의 기재 필름으로부터의 내박리성이 우수한 하드 코팅 필름을 제공하는 데에 있다.

본 발명은 기재 필름과, 상기 기재 필름의 한쪽면에 적층된 하드 코팅층을 구비하는 하드 코팅 필름으로서, 상기 하드 코팅층이 활성 에너지선 경화성 수지, 중합 개시제 및 계면활성제를 함유하는 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 주형과 접촉시키면서 경화시킴으로써 형성되고, 상기 하드 코팅층의 대수(對水) 접촉각 θ가 하기 수학식 1을 만족시키는 하드 코팅 필름을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 상기 하드 코팅 필름의 제조 방법으로서, 기재 필름의 한쪽면에 활성 에너지선 경화성 수지, 중합 개시제 및 계면활성제를 함유하는 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 도공하는 공정과, 도공한 상기 활성 에너지선 경화성 수지 조성물에 55℃ 이하의 주형을 접촉시키면서 활성 에너지선을 조사하여 상기 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 경화시켜 하드 코팅층을 형성하는 공정과, 상기 하드 코팅층을 상기 주형으로부터 박리하는 공정을 포함하는 하드 코팅 필름의 제조 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 상술한 하드 코팅 필름과, 상기 하드 코팅 필름의 상기 기재 필름의 다른쪽의 면에 적층된 편광 필름을 구비하는 편광판을 제공하는 것이고, 상기 편광판과, 화상 표시 소자를 구비하며, 상기 편광판은 상기 하드 코팅층보다도 상기 편광 필름쪽이 상기 화상 표시 소자에 가까워지도록 상기 화상 표시 소자의 시인측에 배치되는 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 하드 코팅층의 기재 필름으로부터의 내박리성이 우수한 하드 코팅 필름이 제공된다. 또한, 상기 하드 코팅 필름은 편광판이나 화상 표시 장치에 바람직하게 사용된다.

도 1은 본 발명의 화상 표시 장치의 기본적인 층 구성의 일례를 도시하는 개략 단면도이다.

<하드 코팅 필름>

기재 필름과, 상기 기재 필름의 한쪽면에 적층된 하드 코팅층을 구비하는 하드 코팅 필름으로서, 상기 하드 코팅층이 활성 에너지선 경화성 수지, 중합 개시제 및 계면활성제를 함유하는 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 주형과 접촉시키면서 경화시킴으로써 형성되고, 상기 하드 코팅층의 대수 접촉각 θ가 하기 수학식 1을 만족시킨다.

<수학식 1>

식 중, θ₀는 기재 필름의 한쪽면에 상기 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 주형과 접촉시키지 않고서 25℃의 기체 중에서 경화시켜 형성한 하드 코팅층의 대수 접촉각을 나타내며, 공기 분위기 하에서 형성된 하드 코팅층의 대수 접촉각이다.

본 발명의 하드 코팅 필름은 상기 수학식 1을 만족시킴으로써, 하드 코팅층의 기재 필름으로부터의 내박리성이 우수한 것으로 되어 있다.

기재 필름으로서는, 광학적으로 투명성을 갖는 필름으로서, 활성 에너지선 경화성 수지를 경화시킬 수 있는 활성 에너지선을 투과하는 것이면 특별히 제한되는 것은 아니고, 각종 투명 수지 필름을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 등의 셀룰로오스아세테이트 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 (메트)아크릴계 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 쇄상 폴리올레핀계 수지; 환상 폴리올레핀계 수지; 스티렌계 수지; 폴리설폰; 폴리에테르설폰; 폴리염화비닐 등으로 이루어지는 필름이 예시된다. 이상 중에서도, 투명성, 기계 강도, 열 안정성, 저투습성, 등방성 등 면에서 셀룰로오스아세테이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등으로 이루어지는 필름이 바람직하고, 투명성, 기계 강도 면에서 셀룰로오스아세테이트로 이루어지는 필름이 보다 바람직하다.

기재 필름의 두께는 20 ㎛ 이상 250 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 30 ㎛ 이상 150 ㎛ 이하이다. 기재 필름의 두께가 20 ㎛ 미만인 경우에는, 하드 코팅 필름으로서의 충분한 경도를 얻는 것이 어려운 경우가 있다. 또한, 기재 필름의 두께가 250 ㎛를 상회하는 것은, 최근의 화상 표시 장치의 박형화에의 요구 및 비용 등 측면에서 바람직하지 않다. 하드 코팅 필름 전체의 두께를 얇게 하는 관점에서는, 기재 필름의 두께는 150 ㎛ 이하, 나아가서는 120 ㎛ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 기재 필름의 활성 에너지선 경화성 수지 조성물의 도공면 및/또는 그의 반대측의 표면에는 대전 방지층이나 접착 용이층을 설치할 수도 있다. 대전 방지층이나 접착 용이층은 활성 에너지선 경화성 수지 조성물의 도공성이나 밀착성을 저하시키는 것, 또는 필요 이상이 착색이나 담화(曇化)를 일으키는 것, 활성 에너지선의 투과율을 현저히 저하시키는 것이 아닌 한 특별히 제한되지 않고, 종래 공지된 것을 사용할 수 있다.

본 발명의 하드 코팅 필름을 광학 용도, 특히 액정 디스플레이(LCD)를 구성하는 광학 부재로서 사용하는 경우, 예를 들면 편광판의 보호 필름으로서 사용하는 경우, 편광 필름이나 액정셀 등의 다른 광학 부재를 자외선으로부터 보호하기 위해서 기재 필름은 UV 흡수제를 함유하는 것이 바람직하다.

활성 에너지선 경화성 수지 조성물은 활성 에너지선의 조사에 의해 중합, 경화하는 활성 에너지선 경화성 수지와, 활성 에너지선의 조사에 의해 라디칼을 발생하는 중합 개시제와, 계면활성제를 함유한다. 활성 에너지선 경화성 수지는 예를 들면 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물을 함유하는 것일 수 있다. 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물이란, 분자 중에 적어도 2개의 (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 화합물이다. 활성 에너지선 경화성 수지, 중합 개시제 및 계면활성제는, 시판품일 수도 있다. 대부분의 경우, 활성 에너지선 경화성 수지 조성물은 활성 에너지선 경화성 수지, 중합 개시제, 기타 필요에 따라서 첨가된 계면활성제 등의 첨가제를 포함하는 것으로서 시판되고 있다.

다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물의 구체예를 들면, 예를 들면 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올에탄트리(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄트리(메트)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라(메트)아크릴레이트, 펜타글리세롤트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 글리세린트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 트리스((메트)아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트,; 포스파젠 화합물의 포스파젠환에 (메트)아크릴로일옥시기가 도입된 포스파젠계 (메트)아크릴레이트 화합물; 분자 중에 적어도 2개의 이소시아네이트기를 갖는 폴리이소시아네이트와 적어도 1개의 (메트)아크릴로일옥시기 및 수산기를 갖는 폴리올 화합물과의 반응에 의해 얻어지는 우레탄(메트)아크릴레이트 화합물; 분자 중에 적어도 2개의 카르복실산할로겐화물과 적어도 1개의 (메트)아크릴로일옥시기 및 수산기를 갖는 폴리올 화합물과의 반응에 의해 얻어지는 폴리에스테르(메트)아크릴레이트 화합물; 및 상기 각 화합물의 2량체, 3량체 등과 같은 올리고머 등이다. 이들 화합물은 각각 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 이용된다.

활성 에너지선 경화성 수지는 상기한 다관능 (메트)아크릴레이트계 화합물 이외에, 단관능 (메트)아크릴레이트계 수지를 함유할 수도 있다. 단관능 (메트)아크릴레이트계 화합물로서는, 예를 들면 히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필(메트)아크릴레이트, 글리시딜(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 화합물은 각각 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 이용된다. 단관능 (메트)아크릴레이트계 화합물의 함유량은 활성 에너지선 경화성 수지 조성물의 수지 고형분 중 10 중량％ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 활성 에너지선 경화성 수지는 중합성 올리고머를 함유할 수도 있다. 중합성 올리고머를 함유시킴으로써 하드 코팅층의 경도를 조정할 수 있다. 중합성 올리고머로서는 말단 (메트)아크릴레이트 폴리메틸메타크릴레이트, 말단 스티릴 폴리(메트)아크릴레이트, 말단 (메트)아크릴레이트 폴리스티렌, 말단 (메트)아크릴레이트 폴리에틸렌글리콜, 말단 (메트)아크릴레이트 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체, 말단 (메트)아크릴레이트 스티렌-메틸(메트)아크릴레이트 공중합체 등의 거대 단량체를 들 수 있다. 중합성 올리고머의 함유량은 활성 에너지선 경화성 조성물의 수지 고형분 중 5 내지 50 중량％인 것이 바람직하다.

활성 에너지선 경화성 수지 조성물에 함유되는 중합 개시제로서는, 예를 들면 아세토페논, 아세토페논벤질케탈, 안트라퀴논, 1-(4-이소프로필페닐-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 카르바졸, 크산톤, 4-클로로벤조페논, 4,4'-디아미노벤조페논, 1,1-디메톡시데옥시벤조인, 3,3'-디메틸-4-메톡시벤조페논, 티오크산톤, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 1-(4-도데실페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 2-메틸-1-〔4-(메틸티오)페닐〕-2-모르폴리노프로판-1-온, 트리페닐아민, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드, 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀옥시드, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 플루오레논, 플루오렌, 벤즈알데히드, 벤조인에틸에테르, 벤조이소프로필에테르, 벤조페논, 미힐러 케톤, 3-메틸아세토페논, 3,3',4,4'-테트라tert-부틸퍼옥시카르보닐벤조페논(BTTB), 2-(디메틸아미노)-1-〔4-(모르폴리닐)페닐〕-2-페닐메틸)-1-부타논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술피드, 벤질, 및 이들의 유도체 등을 들 수 있다. 이들 중합 개시제는 단독으로 사용할 수도 있고, 필요에 따라서 여러 종류를 혼합하여 이용할 수도 있다. 상기에서 예시한 중합 개시제는 모두 활성 에너지선의 조사에 의해 라디칼을 발생하는 광 중합 개시제이다.

중합 개시제는 색소 증감제와 조합하여 이용할 수도 있다. 색소 증감제로서는, 예를 들면 크산텐, 티오크산텐, 쿠마린, 케토쿠마린 등을 들 수 있다. 중합 개시제와 색소 증감제의 조합으로서는, 예를 들면 BTTB와 크산텐과의 조합, BTTB와 티오크산텐과의 조합, BTTB와 쿠마린과의 조합, BTTB와 케토쿠마린과의 조합 등을 들 수 있다.

중합 개시제의 함유량은 활성 에너지선 경화성 수지에 대하여 1 내지 10 중량％의 범위가 바람직하고, 3 내지 6 중량％의 범위가 보다 바람직하다. 중합 개시제의 함유량이 1 중량％ 미만이면, 충분히 경화 반응이 진행하지 않아, 주형에 미경화의 활성 에너지선 경화성 수지가 부착되거나, 우수한 경도를 갖는 하드 코팅 필름이 얻어지지 않는 경우가 있다. 또한, 중합 개시제의 함유량이 10 중량％를 초과하면, 활성 에너지선 경화성 수지의 중합도가 저하되어, 우수한 경도를 갖는 하드 코팅 필름이 얻어지지 않는 경우가 있다.

상술한 바와 같이, 기재 필름은 UV 흡수제를 함유하는 것이 바람직하고, 통상 UV 흡수제는 360 내지 380 nm 미만의 파장의 자외선을 흡수한다. 또한, 본 발명의 (제1) 경화 공정에서는, 후에 상술한 바와 같이, 기재 필름측으로부터 활성 에너지선을 조사하여 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 경화시키는 것이 바람직하다. 그 때문에, 활성 에너지선 경화성 수지 조성물에 포함되는 중합 개시제 중 적어도 1종은 380 nm 이상에 흡수 파장을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 중합 개시제로서는, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드(TPO), 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀옥시드 등을 들 수 있다. 활성 에너지선 경화성 수지 조성물에 포함되는 중합 개시제의 전부가 380 nm 미만에만 흡수 파장을 갖는 중합 개시제이면, 상술한 (제1) 경화 공정 종료 후에도, 활성 에너지선 경화성 수지의 대부분이 미경화인 채로 남을 우려가 있으며, 이러한 미경화의 활성 에너지선 경화성 수지가 기재 필름을 박리한 후에도 주형에 부착된 채가 되면, 오염의 원인이나, 주형의 표면 형상을 정확하게 전사하는 것을 방해하게 되기 때문에 바람직하지 않다.

여기서, 「380 nm 이상에 흡수 파장을 갖는다」란, 파장 380 nm 이상의 활성 에너지선을 조사했을 때 중합 반응의 개시에 필요 충분한 양의 라디칼을 발생하여, 중합 개시제로서 유효하게 기능한다라는 의미이다.

또한, 기재 필름에 포함되는 UV 흡수제로서, 보다 저파장측에 흡수 파장을 갖는 UV 흡수제를 이용함으로써 380 nm 이상에 흡수 파장을 갖지 않는 중합 개시제만을 사용하는 것이 가능해진다. 이러한 수법은 본 발명의 제조 방법에 의해서 얻어지는 하드 코팅 필름을 화상 표시 장치에 있어서 액정셀 등의 광학 부재에 대하여 시인측과는 반대측, 즉 리어측(예를 들면, 액정 디스플레이에 있어서는, 액정 패널의 백라이트측)에 배치하는 경우에는 유효하다. 그러나, 하드 코팅 필름을 화상 표시 장치에 있어서 액정셀 등의 광학 부재에 대하여 시인측, 즉 프론트측(예를 들면, 액정 디스플레이에 있어서는, 액정 패널의 프론트측)에 배치하는 경우에 있어서는, 편광 필름이나 액정셀 등의 광학 부재를 자외선으로부터 보호한다는 관점에서, 기재 필름에 360 내지 380 nm 미만의 파장의 자외선을 흡수하는 UV 흡수제를 첨가하여, 활성 에너지선 경화성 수지에 포함되는 적어도 1종을 380 nm 이상에 흡수 파장을 갖는 중합 개시제로 하는 것이 바람직하다.

활성 에너지선 경화성 수지 조성물에 함유되는 계면활성제로서는, 평활성을 향상시키기 위한 레벨링제, 주형과의 이형성을 향상시키기 위한 이형제, 방오성을 발현시키거나 내지문부착성을 발현시키기 위한 방오제, 필름의 대전을 방지하기 위한 도전제 등을 들 수 있다. 이들 첨가제는 활성 에너지선 경화성 수지의 중합 반응을 저해하는 것이나, 중합 반응 후의 경도나 기재 필름에 대한 밀착성을 저하시키지 않는 한 특별히 제한되는 것은 아니고, 종래 공지된 것을 사용할 수 있다.

계면활성제로서는 탄화수소계 계면활성제, 불소계 계면활성제, 실리콘계 계면활성제 등으로부터 적절하게 선택하여 사용할 수 있고, 또한 필요에 따라서 이들 2종 이상을 병용할 수 있다. 그 중에서도 기능성의 면에서, 불소계 계면활성제, 실리콘계 계면활성제, 또는 그 양쪽을 함유하는 것이 보다 바람직하다.

불소계 계면활성제의 예로서는, 퍼플루오로알킬기 함유 카르복실산염류, 퍼플루오로알킬기 함유 술폰산염류, 퍼플루오로알킬기 함유 인산염류, 퍼플루오로알킬기 함유 카르복실산에스테르류, 퍼플루오로알킬기 함유 술폰산에스테르류, 퍼플루오로알킬기 함유 인산에스테르류, 퍼플루오로알킬기·친유성기 함유 올리고머류, 퍼플루오로알킬기·친수성기·친유성기 함유 올리고머류, 또는 상기한 퍼플루오로알킬기를 퍼플루오로알케닐기로 치환한 것 등을 들 수 있다.

실리콘계 계면활성제의 예로서는, 폴리에테르 변성 폴리실록산류, 폴리에스테르 변성 폴리실록산류, 알킬 변성 폴리실록산류, 아르알킬 변성 폴리실록산류, 고급지방산 변성 폴리실록산류, 에폭시 변성 폴리실록산류, 아미노 변성 폴리실록산류, 카르복실 변성 폴리실록산류, 알코올 변성 폴리실록산류 등의 유기 변성 폴리실록산 및 그의 유도체 등을 들 수 있다.

또한, 불소 원자 및 규소 원자 양쪽을 포함하는 계면활성제도 사용할 수 있고, 그 예로서는 상기 실리콘계 계면활성제의 알킬기의 수소의 일부 또는 전부를 불소로 치환한 불소화 변성 폴리실록산류 등을 들 수 있다.

활성 에너지선 경화성 수지 조성물은 그 도공성을 향상시키기 위해서 용제를 포함할 수도 있다. 용제로서는, 예를 들면 헥산, 옥탄 등의 지방족 탄화수소; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소; 에탄올, 1-프로판올, 이소프로판올, 1-부탄올 등의 알코올류; 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 아세트산이소부틸 등의 에스테르류; 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르 등의 글리콜에테르류; 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 에스테르화 글리콜에테르류 등으로부터 적절하게 선택하여 사용할 수 있다. 이들 유기 용제는 단독으로 이용할 수도 있고, 필요에 따라서 여러 종류를 혼합하여 이용할 수도 있다. 도공 공정 후 (제1) 경화 공정 전에, 용제를 증발시켜 건조시키는 것이 바람직하기 때문에, 용제의 비점은 60 내지 160℃의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 20℃에서의 포화 증기압은 0.1 내지 20 kPa의 범위인 것이 바람직하다. 용제의 종류 및 함유량은 이용하는 활성 에너지선 경화성 화합물의 종류나 함유량, 기재 필름의 재질, 형상, 도포 방법, 목적으로 하는 하드 코팅층의 두께 등에 따라서 적절하게 선택된다.

활성 에너지선 경화성 수지 조성물에는, 눈부심의 감소 등을 위해 내부 헤이즈를 부여하는 것을 목적으로 하여 투광성 미립자를 첨가할 수도 있다. 투광성 미립자로서는 특별히 한정되는 것은 아니며, 종래 공지된 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 아크릴계 수지, 멜라민 수지, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 유기 실리콘 수지, 아크릴-스티렌 공중합체 등을 포함하는 유기 미립자나, 탄산칼슘, 실리카, 산화알루미늄, 탄산바륨, 황산바륨, 산화티탄, 유리 등을 포함하는 무기 미립자 등을 투광성 미립자로서 사용할 수 있다. 유기 중합체의 벌룬이나 유리 중공 비드를 사용할 수도 있다. 이들 투광성 미립자는 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다. 투광성 미립자의 형상은, 구형, 편평형, 판형, 침형, 부정형상 등 중 어느 것이어도 된다.

투광성 미립자의 입경이나 굴절률은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 효과적으로 내부 헤이즈를 발현시키는 점에서, 입경은 0.5 ㎛ 내지 20 ㎛의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 동일한 이유로부터, 활성 에너지선 경화성 수지의 경화 후의 굴절률과 투광성 미립자의 굴절률의 차는 0.04 내지 0.15의 범위인 것이 바람직하다. 투광성 미립자의 함유량은 활성 에너지선 경화성 수지 100 중량부에 대하여 3 내지 60 중량부이고, 바람직하게는 5 내지 50 중량부이다. 투광성 미립자의 함유량이 활성 에너지선 경화성 수지 100 중량부에 대하여 3 중량부 미만이면, 눈부심 감소를 위한 충분한 내부 헤이즈가 얻어지지 않는다. 한편, 60 중량부를 초과하면, 하드 코팅 필름의 투명성이 손상되는 경우가 있고, 또한 하드 코팅 필름을 액정 표시 장치에 있어서 시인측에 배치한 경우에, 광산란이 너무 강하기 때문에, 예를 들면 흑 표시에 있어서, 액정 패널의 정면 방향에 대하여 비스듬히 누출되는 광이 하드 코팅층에 의해 정면 방향으로 강하게 산란되어 버리는 등의 이유에 의해 콘트라스트가 저하되는 경우가 있다.

주형은 하드 코팅층 표면에 원하는 형상을 부여하기 위한 것으로서, 해당 원하는 형상의 전사 구조를 포함하는 표면 형상을 갖고 있다. 주형의 표면 형상은 경면(鏡面) 등의 평활면일 수도 있고, 하드 코팅 필름에 방현성을 부여하기 위한 요철 형상일 수도 있다. 요철 형상의 패턴은 규칙적인 패턴일 수도 있고, 랜덤 패턴, 또는 특정 크기의 1종 이상의 랜덤 패턴을 빈틈없이 깔아놓은 의사 랜덤 패턴일 수도 있는데, 하드 코팅 필름의 표면 형상에 기인하는 반사광의 간섭에 의해, 반사상이 무지개색으로 착색되는 것을 방지하는 점에서, 랜덤 패턴 또는 의사 랜덤 패턴인 것이 바람직하다.

주형의 형상은 특별히 제한되는 것은 아니며, 평판형일 수도 있고, 원주형 또는 원통형의 롤일 수도 있지만, 연속 생산성 면에서, 경면 롤이나 엠보싱 롤 등의 원주형 또는 원통형의 주형인 것이 바람직하다. 이 경우, 원주형 또는 원통형의 주형의 측면에 소정의 표면 형상이 형성된다.

주형의 기재의 재질은 특별히 제한되는 것은 아니고, 금속, 유리, 카본, 수지, 또는 이들의 복합체로부터 적절하게 선택할 수 있는데, 가공성 등 면에서 금속이 바람직하다. 바람직하게 이용되는 금속 재료로서는, 비용 측면에서 알루미늄, 철, 또는 알루미늄 또는 철을 주체로 하는 합금 등을 들 수 있다.

주형을 얻는 방법으로서는, 예를 들면 기재를 연마하고, 샌드 블러스트 가공을 실시한 후, 무전해 니켈 도금을 실시하여 롤 금형을 제조하는 방법(일본 특허 공개 제2006-53371호 공보); 기재에 구리 도금 또는 니켈 도금을 실시한 후, 연마하고, 샌드 블러스트 가공을 실시한 후, 크롬 도금을 실시하는 방법(일본 특허 공개 제2007-187952호 공보); 구리 도금 또는 니켈 도금을 실시한 후, 연마하고, 샌드 블러스트 가공을 실시한 후, 에칭 공정 또는 구리 도금 공정을 실시하고, 이어서 크롬 도금을 실시하는 방법(일본 특허 공개 제2007-237541호 공보); 금형용 기재의 표면에 구리 도금 또는 니켈 도금을 실시한 후, 연마하고, 연마된 면에 감광성 수지막을 도포 형성하고, 상기 감광성 수지막 상에 패턴을 노광한 후, 현상하고, 현상된 감광성 수지막을 마스크로서 이용하여 에칭 처리를 행하고, 감광성 수지막을 박리하고, 또한 에칭 처리를 행하여, 요철면을 무디어지게 한 후, 형성된 요철면에 크롬 도금을 실시하는 방법; 및 선반(旋盤) 등의 공작 기계를 이용하여, 절삭 공구에 의해 주형이 되는 기재를 절삭하는 방법(국제 공개 제2007/077892호 공보) 등을 들 수 있다.

랜덤 패턴 또는 의사 랜덤 패턴을 포함하는 주형의 표면 요철 형상은, 예를 들면 FM 스크린법, DLDS(Dynamic Low-Discrepancy Sequence)법, 블록 공중합체의 마이크로 상분리 패턴을 이용하는 방법 또는 대역 통과 필터법 등에 의해서 생성된 랜덤 패턴을 감광성 수지막 상에 노광, 현상하고, 현상된 감광성 수지막을 마스크로서 이용하여 에칭 처리를 행함으로써 형성할 수 있다.

본 발명에서는, 기준으로서, 기재 필름의 한쪽면에 상기 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 주형과 접촉시키지 않고서 25℃의 기체 중에서 경화시켜 형성한 하드 코팅층의 대수 접촉각 θ₀를 측정하고, 이 θ₀와, 상기 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 상기 주형과 접촉시키면서 경화시킴으로써 형성된 본 발명의 하드 코팅층의 대수 접촉각 θ가 상기 수학식 1을 만족시킨다. 또한, 수학식 1에서 말하는 |θ₀-θ|는 θ₀와 θ의 차분의 절대값을 의미하는 것이다. |θ₀-θ|의 값이 15°를 초과하는 경우에는, 기재 필름으로부터 하드 코팅층이 박리되기 쉬운 경우가 있다.

|θ₀-θ|의 값을 15° 이하로 하기 위해서는, 예를 들면 주형의 온도를 제어하는 방법, 표면 장력의 저하능이 낮은 계면활성제를 사용하는 방법, 계면활성제의 첨가량을 낮추는 방법, 주형에 불소 코팅 등의 특수한 표면 처리를 실시하여 주형의 표면 자유 에너지를 낮게 하는 방법 등을 적절하게 채용할 수 있는데, 계면활성제의 첨가량을 과도하게 감소시키지 않고 레벨링성, 경화 후의 필름의 미끄러짐성, 발수성 등 계면활성제의 첨가에 의한 충분한 효과를 얻을 수 있는 점, 주형이나 제조 장치의 제조가 비교적 용이한 점 등으로부터, 주형의 온도를 제어함으로써 |θ₀-θ|의 값을 15° 이하로 조절하는 방법이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들면 주형의 온도를 55° 이하로 제어함으로써 |θ₀-θ|의 값을 15° 이하로 할 수 있다.

<하드 코팅 필름의 제조 방법>

다음으로, 본 발명의 하드 코팅 필름의 제조 방법에 대해서 설명한다. 본 발명의 하드 코팅 필름은 기재 필름의 한쪽면에 활성 에너지선 경화성 수지, 중합 개시제 및 계면활성제를 함유하는 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 도공하는 공정과, 도공한 상기 활성 에너지선 경화성 수지 조성물에 55℃ 이하의 주형을 접촉시키면서 활성 에너지선을 조사하여 상기 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 경화시켜 하드 코팅층을 형성하는 공정과, 상기 하드 코팅층을 상기 주형으로부터 박리하는 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 즉, 〔1〕도공 공정, 〔2〕 경화 공정, 〔3〕박리 공정을 이 순으로 포함하는 것으로서 이하에 상세히 설명한다.

〔1〕도공 공정

상술한 기재 필름의 한쪽면에 상술한 활성 에너지선 경화성 수지를 도공하여 도공층을 형성한다. 이러한 도공법으로서는 공지된 방법을 적절하게 선택할 수 있고, 구체적으로는 와이어바 코팅법, 롤 코팅법, 그라비아 코팅법, 나이프 코팅법, 슬롯다이 코팅법, 스핀 코팅법, 스프레이 코팅법, 슬라이드 코팅법, 커튼 코팅법, 잉크젯법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 도공 시의 활성 에너지선 경화성 수지 조성물 중에의 이물 등의 혼입을 최대한 방지하는 점에서, 슬롯다이 코팅법이 바람직하다.

〔2〕 경화 공정(제1 경화 공정)

이어서, 상기 도공층을 상술한 주형과, 주형의 표면 온도를 55℃ 이하로 하여 접촉시키면서 활성 에너지선을 조사하여 상기 도공층을 경화시킨다. 또한, 이에 따라, 주형의 표면 형상이 도공층에 전사되어 하드 코팅층이 형성된다. 이와 같이, 접촉 온도, 즉 주형의 표면 온도를 55℃ 이하로 하여, 주형과 접촉시키면서 경화시킴으로써 원하는 대수 접촉각을 얻을 수 있어, 하드 코팅층의 기재 필름으로부터의 내박리성을 향상시키는 것이 가능해진다. 한편, 상기 접촉 온도가 20℃를 하회하면 주형의 표면이 결로하여 버릴 염려가 있다.

상술한 접촉 온도로 하기 위해서, 나아가서는 활성 에너지선의 조사에 의한 과열로부터 보호하기 위해서, 상기 주형에는 냉각 기구가 비치되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 냉각 기구로서는, 예를 들면 주형의 내부에 냉각관을 설치하고, 주형 내부의 냉각관과 외부에 설치한 칠러 유닛을 접속하여, 냉매를 순환시키는 구조를 들 수 있다. 이 냉각 기구에 의해 주형의 표면을 냉각하는 것이 가능해져, 이에 의해 상술한 접촉 온도가 되도록 조정된다.

도공층과 주형을 밀착시키는 방법에 특별히 제한은 없지만, 도공층과 주형과의 사이에 기포가 혼입되는 것을 방지하기 위해서, 닙 롤 등의 압착 장치를 이용하는 것이 바람직하다. 닙 롤을 이용하는 경우, 닙압에 특별히 제한은 없지만, 바람직하게는 0.05 MPa 이상 1.0 MPa 이하이다. 닙압이 0.05 MPa 미만이면, 도공층과 주형 사이에 기포가 혼입하기 쉬워진다. 한편, 닙압이 1.0 MPa를 초과하면, 기재 필름의 반송 시의 근소한 어긋남에 의해 기재 필름이 파단하거나, 도공층이 기재 필름의 단부로부터 비어져 나와 오염의 원인이 되기도 하는 경우가 있다.

활성 에너지선으로서, 활성 에너지선 경화성 수지나 중합 개시제의 종류에 따라서 γ선, X선, 자외선, 근자외선, 가시광선, 근적외선, 적외선, 전자선 등으로부터 적절하게 선택할 수 있는데, 이들 중에서 자외선, 전자선이 바람직하고, 특히 취급이 간편하고 고에너지가 얻어지기 때문에 경화성이나 생산성이 우수하다는 관점에서, 자외선이 바람직하다.

자외선의 광원으로서는, 예를 들면 저압 수은 램프, 중압 수은 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 카본 아크 램프, 메탈할라이드 램프, 크세논 아크 램프 등을 사용할 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니며, 자외선을 발생하는 광원이면 특별히 제한은 없다. 또한, ArF 엑시머 레이저, KrF 엑시머 레이저, 엑시머 램프 또는 싱크로트론 방사광 등도 사용할 수 있다. 그 중에서도, 초고압 수은 램프, 고압 수은 램프, 저압 수은 램프, 크세논 아크 램프, 메탈할라이드 램프를 바람직하게 이용할 수 있다.

자외선을 조사하기 위한 자외선 조사 장치와 광원의 조합의 예로서는, Fusion UV SYSTEMS사 제조의 UV 조사 장치 「F600」나 「LH10」와, H 밸브(수은 램프 상당)나 D 밸브 또는 V 밸브(메탈할라이드 램프 상당)와의 조합, 가부시끼가이샤 GS 유아사 가부시끼가이샤 제조의 「CS 시리즈」와, 수은 램프나 메탈할라이드 램프와의 조합, 오크 세이사꾸쇼 제조의 「QRM-2288」나 「QRM-2300」 등의 UV 조사 장치와, 메탈할라이드 램프나 고압 수은 램프와의 조합, 우시오 덴끼 가부시끼가이샤 제조의 「유니큐어 시스템」과 메탈할라이드 램프나 고압 수은 램프와의 조합을 들 수 있다. 자외선 조사 장치와 광원은 동일 조합의 것을 단독 또는 복수 이용할 수도 있고, 다른 조합의 것을 복수 이용할 수도 있다.

자외선의 UVA에서의 적산 광량은 바람직하게는 40 mJ/㎠ 이상이고, 보다 바람직하게는 70 mJ/㎠ 이상이다. 적산 광량이 40 mJ/㎠ 미만이면, 자외선 경화성 수지의 경화가 불충분해져서, 주형에 미경화의 자외선 경화성 수지가 부착되는 경우가 있다. 한편, 적산 광량의 상한에 대해서는, 상술한 접촉 온도의 범위 내이면 특별히 제한은 없다.

자외선의 조사는 1회만일 수도 있고, 2회 이상 행할 수도 있다. 또한, 경화 공정에서 이용되는 광원(자외선 조사 장치)의 수에 특별히 제한은 없으며, 등이 1개일 수도 있고, 등이 2개 이상일 수도 있다.

〔3〕박리 공정

상기 경화 공정 후, 하드 코팅 필름(기재 필름과 하드 코팅층과의 적층체)가 주형으로부터 박리된다. 박리 방법으로서는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 주형이 롤 형상인 경우에는, 하드 코팅 필름과 주형과의 분리점에 닙 롤 등의 압착 장치를 설치하고, 이 압착 장치를 지점으로 주형으로부터 필름을 박리하는 방법이 바람직하게 이용된다. 이에 따라, 활성 에너지선의 조사 중에 필름이 주형으로부터 박리되는 것이 효과적으로 방지되어, 주형과 필름의 밀착 상태가 유지됨과 동시에, 상기 지점에 도달한 필름을 효율적이고 또한 안정적으로 박리하는 것이 가능해진다.

이리하여, 본 발명의 하드 코팅 필름을 얻을 수 있지만, 또한 하드 코팅층의 경화 반응을 더욱 촉진시키는 것을 목적으로 하여 하드 코팅층측으로부터 추가로 활성 에너지선을 조사하는 것이 바람직하다. 이 공정을 제2 경화 공정이라고 부르고, 이하에 그 설명을 행한다.

〔4〕제2 경화 공정

제2 경화 공정에 이용하는 활성 에너지선은 γ선, X선, 자외선, 근자외선, 가시광선, 근적외선, 적외선, 전자선 등으로부터 적절하게 선택할 수 있는데, 이들의 중에서 자외선, 전자선이 바람직하고, 특히 취급이 간편하고 고에너지가 얻어지기 때문에 경화성이나 생산성이 우수하다는 관점에서, 자외선이 바람직하다. 또한, 활성 에너지선은 상술한 제1 경화 공정 시에 사용한 활성 에너지선과 동종의 것을 이용하는 것이 바람직하다. 다른 종류의 활성 에너지선을 이용하는 경우, 그에 맞추어 복수의 수지나 중합 개시제를 사용할 필요가 있어, 수지 조성물의 설계가 복잡해질 우려가 있다.

제2 경화 공정에 이용하는 자외선의 조사 장치의 광원으로서는, 예를 들면 저압 수은 램프, 중압 수은 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 카본 아크 램프, 메탈할라이드 램프, 크세논 아크 램프 등을 사용할 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니고, 자외선을 발생하는 광원이면 특별히 제한은 없다. 또한, ArF 엑시머 레이저, KrF 엑시머 레이저, 엑시머 램프 또는 싱크로트론 방사광 등도 사용할 수 있다. 그 중에서도, 초고압 수은등, 고압 수은등, 저압 수은등, 크세논 아크 램프, 메탈할라이드 램프를 바람직하게 이용할 수 있다. 자외선 조사 장치와 광원은 동일 조합의 것을 단독 또는 복수 이용할 수도 있고, 다른 조합의 것을 복수 이용할 수도 있다.

또한, 제2 경화 공정에 이용하는 자외선의 조사 장치나 광원의 종류는, 하드 코팅층에 포함되는 중합 개시제가 유효하게 기능하는 자외선이면 제1 경화 공정의 자외선과 상이할 수도 있다. 예를 들면, 제1 경화 공정에서는 메탈할라이드 램프를 사용하고, 제2 경화 공정에서는 고압 수은 램프를 사용할 수도 있다.

제2 경화 공정의 자외선의 UVA에서의 적산 광량은 바람직하게는 200 mJ/㎠ 이상이고, 보다 바람직하게는 300 mJ/㎠ 이상이다. 적산 광량의 상한에 대해서는 특별히 제한은 없다.

제2 경화 공정에서의 자외선의 조사는 1회만일 수도 있고, 2회 이상 행할 수도 있다. 또한, 제2 경화 공정에서 이용되는 자외선 조사 장치나 광원의 수에 특별히 제한은 없으며, 등이 1개만일 수도 있고, 등이 2개 이상일 수도 있다. 또한, 제2 경화 공정에서 자외선의 조사를 2회 이상 행하는 경우, 상기 적산 광량은 제2 경화 공정의 자외선에 대한 상기 적산 광량의 합계값이다.

제2 경화 공정에서는, 활성 에너지선 경화성 수지의 경화가 산소에 의해서 저해되는 것을 방지하기 위해서, 기재 필름 및 하드 코팅층을 포함하는 적층체와 조사 장치와의 사이에는 불활성 가스를 충전하는 것이 바람직하다. 불활성 가스는, 질소, 아르곤, 네온 등으로부터 적절하게 선택되는데, 취급의 간이성이나 비용 면에서 질소가 바람직하다. 또한, 그 때의 산소 농도는 0.1％ 이하가 바람직하다.

제2 경화 공정에서의 활성 에너지선의 구체적인 조사 방법에 특별히 제한은 없으며, 예를 들면 백업 롤 등의 롤 상에 기재 필름을 밀착시킨 상태에서 조사할 수도 있고, 가이드 롤과 가이드 롤 사이의 중공 부분에 활성 에너지선 조사 장치를 설치하여 조사할 수도 있다. 또한, 활성 에너지선의 조사를 2회 이상 행하는 경우, 조사 방법은 각각 동일할 수도 있고, 서로 다른 조사 방법일 수도 있다. 예를 들면, 1회째 및 2회째 모두 백업 롤을 사용하여 활성 에너지선을 조사할 수도 있고, 1회째는 백업 롤을 사용하여 활성 에너지선을 조사하고, 2회째는 가이드 롤과 가이드 롤 사이의 중공 부분에 활성 에너지선 조사 장치를 설치하여 활성 에너지선을 조사하도록 할 수도 있다.

활성 에너지선에 의한 기재 필름에의 열 손상이나 열 주름의 발생을 방지하기 위해서, 냉각 기구를 구비한 백업 롤을 사용하는 조사 방법이 바람직하다. 냉각된 백업 롤의 표면 온도는 일반적으로 10℃ 내지 70℃의 범위이고, 바람직하게는 20℃ 내지 60℃의 범위이다. 백업 롤을 사용하는 경우, 제2 경화 공정의 입구측, 또는 입구측과 출구측 양쪽에 기재 필름에 주름이 생기는 것을 방지하기 위한 주름 방지 장치를 설치할 수도 있다.

하드 코팅층이나 기재 필름을 보호하기 위해서, 필요에 따라서 기재 필름과 하드 코팅층의 적층체의 한쪽면 또는 양면에 보호 필름을 접합할 수도 있다.

본 발명의 하드 코팅 필름은 다양한 광학 부재로서 사용할 수 있는데, 예를 들면 편광판의 보호 필름으로서 바람직하게 사용된다. 또한, 그 편광판을 화상 표시 장치에 사용하는 것이 가능하다.

<편광판>

본 발명의 편광판은 상술한 하드 코팅 필름과, 상기 하드 코팅 필름의 상기 기재 필름의 다른쪽의 면에 적층한 편광 필름을 갖는 것이다. 편광 필름은 입사광으로부터 직선편광을 취출하는 기능을 갖는 것으로서, 그 종류는 특별히 한정되지 않는다. 바람직한 편광 필름의 예로서, 폴리비닐알코올계 수지에 2색성 색소가 흡착 배향하고 있는 편광 필름을 들 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지로서는 아세트산비닐의 비누화물인 폴리비닐알코올 외에, 부분 포르말화 폴리비닐알코올, 에틸렌/아세트산비닐 공중합체의 비누화물 등을 들 수 있다. 2색성 색소로서는 요오드 또는 2색성의 유기 염료가 이용된다. 또한, 폴리비닐알코올의 탈수 처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산 처리물의 폴리엔 배향 필름도 편광 필름이 될 수 있다. 편광 필름의 두께는 통례 5 내지 80 ㎛ 정도이다.

본 발명의 편광판은 상기 편광 필름의 한쪽면 또는 양면(통상은 한쪽면임)에 본 발명의 하드 코팅 필름을 적층한 것일 수도 있고, 상기 편광 필름의 한쪽면에 투명 보호층을 적층하고, 다른쪽의 면에 본 발명의 하드 코팅 필름을 적층한 것일 수도 있다. 이 때, 하드 코팅 필름은 편광 필름의 투명 보호층으로서의 기능도 갖는다. 하드 코팅 필름의 하드 코팅층에 표면 요철 형상이 부여되어 있는 경우, 이 하드 코팅층은 방현층으로서의 기능도 갖는다. 투명 보호층은 필름을 접착제 등을 이용하여 접합하는 방법이나 도공액을 도포하는 방법 등에 의해서 적층된다. 마찬가지로, 본 발명의 하드 코팅 필름은 접착제 등을 이용하여 편광 필름에 접합할 수 있다.

투명 보호층은 투명성이나 기계 강도, 열 안정성, 수분 차폐성 등이 우수한 것이 바람직하고, 이러한 것으로서는 예를 들면 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 등의 셀룰로오스아세테이트 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등의 (메트)아크릴계 수지; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 쇄상 폴리올레핀계 수지; 환상 폴리올레핀계 수지; 스티렌계 수지; 폴리설폰; 폴리에테르설폰; 폴리염화비닐 등으로 이루어지는 필름이 예시된다. 이들 필름은 광학적으로 등방성인 것일 수도 있고, 화상 표시 장치에 조립했을 때 광 시야각의 보상을 목적으로 하여 광학적으로 이방성을 갖는 것일 수도 있다.

본 발명의 편광판을 액정셀 상에 배치하여 액정 패널을 제조하는 경우, 액정셀의 한쪽면 또는 양면에 편광판을 배치했을 때 본 발명의 편광판의 하드 코팅층(또는 방현층)보다도 편광 필름쪽이 액정셀에 가까워지도록 편광판이 배치된다. 이 때, 편광판은 시인측에 배치할 수도 있거나, 백라이트측에 배치할 수도 있거나, 또는 그 양쪽에 배치할 수도 있다. 편광판을 시인측에 배치한 경우, 하드 코팅층은 외력에 기인하는 흠집 등을 방지함과 함께, 방현층으로서도 기능하는 경우에는 눈부심이나 외광의 비침을 방지한다. 한편, 편광판을 백라이트측에 배치한 경우에는, 하드 코팅층은 액정 패널의 조립 공정에서 발생할 수 있는 외력에 기인하는 흠집, 예를 들면 확산판 등에의 접촉에 따른 흠집을 방지함과 함께, 방현층으로서도 기능하는 경우에는, 백라이트로부터 액정 패널에 입사하는 광에 대하여, 무아레(moire) 등을 방지하는 확산판의 역할을 한다.

<화상 표시 장치>

본 발명의 화상 표시 장치는 본 발명의 방법에 의해서 제조된 하드 코팅 필름과, 다양한 정보를 화면에 영출하는 화상 표시 장치를 조합한 것이다. 본 발명의 화상 표시 장치에 있어서 화상 표시 장치의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 상기 액정 패널을 사용한 액정 디스플레이(LCD) 외에, 브라운관(음극선관: CRT) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이(PDP), 전해 방출 디스플레이(FED), 표면 전도형 전자 방출 소자 디스플레이(SED), 유기 EL 디스플레이, 레이저 디스플레이, 프로젝터 텔레비젼의 스크린 등을 들 수 있다.

본 발명에 따른 하드 코팅 필름은 이들 디스플레이의 화상 표시 소자의 시인측 표면에 배치되는 것이 바람직하고, 이 경우 화상 표시 장치로서는 편광판과, 화상 표시 소자를 구비하며, 상기 편광판이, 상기 하드 코팅층보다도 상기 편광 필름쪽이 상기 화상 표시 소자에 가까워지도록 상기 화상 표시 소자의 시인측에 배치된다. 그러나, 본 발명에 따른 하드 코팅 필름은 화상 표시 소자의 백라이트측에 배치되는 경우와 같이, 화상 표시 장치의 내부에 삽입될 수도 있다. 본 발명의 화상 표시 장치는 본 발명에 따른 하드 코팅 필름을 구비한 것이기 때문에, 흠집이 생기기 어렵고, 우수한 강도를 갖는다.

도 1은 본 발명의 화상 표시 장치의 기본적인 층 구성의 일례를 도시하는 개략 단면도이다. 도 1에 도시되는 화상 표시 장치 (100)은 백라이트 (10), 광 확산판 (50), 액정 패널 (60)을 이 순으로 구비한다. 액정 패널 (60)은 화상 표시 소자 (40)과, 화상 표시 소자 (40)의 백라이트측(도 1에 있어서 z축의 마이너스 방향)에 배치되는 편광판 (20)과, 화상 표시 소자 (40)의 시인측(도 1에 있어서 z축의 플러스 방향)에 배치되는 편광판 (30)을 구비한다. 화상 표시 소자 (40)의 시인측에 배치되는 편광판 (30)은, 하드 코팅 필름 (31)과, 편광 필름 (33)을 구비한다. 하드 코팅 필름 (31)은 기재 필름 (312)와 기재 필름 (312)의 한쪽면에 적층된 하드 코팅층 (311)을 구비하며, 기재 필름 (312)의 다른쪽의 면에 편광 필름 (33)이 적층된다. 화상 표시 장치 (100)에서, 편광판 (30)은, 하드 코팅층 (311)보다도 편광 필름 (33)쪽이 화상 표시 소자 (40)에 가까워지도록 화상 표시 소자 (40)의 시인측에 배치된다. 백라이트 (10)의 광출사면의 수직선이 Z축과 대략 평행하게 되어 있다. 또한, 광 확산판 (50), 편광판 (20), 화상 표시 소자 (40), 편광판 (30)의 광 입사면의 수직선은 Z축과 대략 평행하게 되어 있다.

본 발명의 화상 표시 장치 (100)의 편광판 (30)에 이용되는 본 발명의 하드 코팅 필름 (31)은 기재 필름 (312)와, 기재 필름 (312)의 한쪽면에 적층된 하드 코팅층 (311)을 구비하며, 하드 코팅층 (311)이 활성 에너지선 경화성 수지, 중합 개시제 및 계면활성제를 함유하는 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 주형과 접촉시키면서 경화시킴으로써 형성되고, 하드 코팅층 (311)의 대수 접촉각 θ가 상기 수학식 1을 만족시킨다. 이러한 본 발명의 하드 코팅 필름 (31)은 하드 코팅층 (311)의 기재 필름 (312)로부터의 내박리성이 우수하다.

또한, 본 발명의 화상 표시 장치는 도 1에 도시되는 구성에 한정되는 것은 아니고, 다양한 변형을 가할 수 있다. 예를 들면, 도 1의 화상 표시 소자 (40)의 백라이트측에 배치되는 편광판 (20)이 본 발명의 하드 코팅 필름 (31)을 구비하는 편광판 (30)일 수도 있고, 그 경우 편광판 (30)을 화상 표시 소자 (40)의 시인측과 백라이트측 양쪽에 배치할 수도 있고, 백라이트측 한쪽에만 배치할 수도 있다. 백라이트측에 편광판 (30)을 배치하는 경우, 하드 코팅층 (311)이 편광 필름 (33)에 대하여 백라이트측이 되도록, 즉 하드 코팅층 (311)보다도 편광 필름 (33)쪽이 화상 표시 소자 (40)에 가까워지도록 편광판 (30)을 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 광 확산판 (50)이나 백라이트 (10)은 반드시 필요한 것은 아니고 생략될 수도 있다.

이하, 실시예를 기술하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[하드 코팅 필름의 대수 접촉각의 측정]

후술하는 하드 코팅 필름에 대해서 교와 가이멘 가가꾸 가부시끼가이샤 제조, 접촉각계, CA-X형을 사용하여 대수 접촉각을 측정하였다.

[하드 코팅 필름의 내박리성의 측정]

후술하는 하드 코팅 필름에 대해서 JIS K5400에 준거하여, 바둑판 눈금 시험을 행하여, 하드 코팅층의 기재 필름으로부터의 내박리성을 평가하였다. 평가는 상기 하드 코팅 필름의 하드 코팅층을 고테크사 제조의 CCJ-1을 가이드로 이용하여 1매스가 사방 1 mm가 되도록 10매스×10매스의 100매스로 컷트하고, 니치반사 제조의 셀로판 테이프(등록상표) CT-24를 이용하여, 3회 박리 시험을 행하고, 하드 코팅층의 기재 필름으로부터의 박리 상태를 비교하였다.

[실시예 1]

활성 에너지선 경화성 수지 조성물로서 이하의 자외선 경화성 수지 조성물을 사용하였다.

·자외선 경화성 수지: 상품명 「NK 하드 KCR2803-50A」

(신나카무라 가가꾸(주) 제조의 우레탄아크릴레이트계 수지, 수지 고형분 농도: 60 중량％, 희석 용제: 아세트산에틸, 중합 개시제: TPO(화학명: 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드)를 자외선 경화성 수지 조성물의 수지 고형분에 대하여 5.0 중량％ 함유.)

·계면활성제: 상품명 「메가팩 F-477」

(퍼플루오로알킬기, 친수성기, 친유성기 함유 올리고머, 자외선 경화성 수지 조성물의 수지 고형분에 대하여 0.5 중량％이 되도록 첨가.)

두께 80 ㎛의 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름(상품명 「TDY80UL」, 후지 필름(주) 제조) 상에, 다이코터로 건조한 후의 막 두께가 5 ㎛가 되도록 도포하고, 60℃로 설정한 건조기 중에서 20초간 건조시켰다. 이어서, 얻어진 TAC 필름과 자외선 경화성 수지 조성물의 도공층과의 적층체를 표면 온도를 38℃로 제어한 엠보싱 롤에, 주위 온도 25℃에서, 도공층이 엠보싱 롤측이 되도록 닙 롤로 압박하여 밀착시켰다. 이 상태에서, TAC 필름측으로부터, 자외선 조사 장치로서 오크사 제조의 UV 조사 장치와, 광원으로서 메탈할라이드 램프를 이용하여, UVA의 적산 광량이 200 mJ/㎠가 되도록 자외선을 1회 조사하여, 도공층을 경화시켜 하드 코팅층을 형성하였다.

다음으로, TAC 필름을 하드 코팅층째 엠보싱 롤로부터 박리한 후, 적층체에 대하여, 하드 코팅층측으로부터 자외선 조사 장치로서 오크사 제조의 UV 조사 장치와, 광원으로서 고압 수은 램프를 이용하여, UVA의 적산 광량이 500 mJ/㎠가 되도록 자외선을 1회 조사하여 하드 코팅 필름을 제조하였다. 상기 필름에 있어서의 하드 코팅층의 대수 접촉각 θ와, 하드 코팅층의 기재 필름으로부터의 내박리성의 결과를 표 1에 기재한다.

[실시예 2, 3 및 비교예 1]

엠보싱 롤의 표면 온도를 표 1과 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 하드 코팅 필름을 제조하였다. 이들 필름에 있어서의 하드 코팅층의 대수 접촉각 θ와, 하드 코팅층의 기재 필름으로부터의 내박리성의 결과를 표 1에 기재한다.

[기준 샘플]

엠보싱 롤과 접촉시키지 않고서 실온(25℃), 공기 분위기 하에서 경화한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 하드 코팅 필름을 제조하였다. 상기 필름에 있어서의 하드 코팅층의 대수 접촉각 θ₀를 표 1에 기재한다.

10: 백라이트
20, 30: 편광판
31: 하드 코팅 필름
311: 하드 코팅층
312: 기재 필름
33: 편광 필름
40: 화상 표시 소자
50: 광 확산판
60: 액정 패널
100: 액정 표시 장치

Claims

기재 필름과, 상기 기재 필름의 한쪽면에 적층된 하드 코팅층을 구비하는 하드 코팅 필름으로서,
상기 하드 코팅층이 활성 에너지선 경화성 수지, 중합 개시제 및 계면활성제를 함유하는 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 주형과 접촉시키면서 경화시킴으로써 형성되고,
상기 하드 코팅층의 대수(對水) 접촉각 θ가 하기 수학식 1을 만족시키는 하드 코팅 필름.
<수학식 1>
8.1°≤|θ₀-θ|≤15°
(식 중, θ₀는 기재 필름의 한쪽면에 상기 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 주형과 접촉시키지 않고서 25℃의 기체 중에서 경화시켜 형성한 하드 코팅층의 대수 접촉각을 나타냄)
제1항에 있어서, 상기 계면활성제가 불소계 계면활성제 및/또는 실리콘계 계면활성제인 하드 코팅 필름.
기재 필름의 한쪽면에 활성 에너지선 경화성 수지, 중합 개시제 및 계면활성제를 함유하는 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 도공하는 공정과,
도공한 상기 활성 에너지선 경화성 수지 조성물에 55℃ 이하의 주형을 접촉시키면서 활성 에너지선을 조사하여 상기 활성 에너지선 경화성 수지 조성물을 경화시켜 하드 코팅층을 형성하는 공정과,
상기 하드 코팅층을 상기 주형으로부터, 상기 하드 코팅층과 상기 주형과의 분리점에 설치된 압착 장치를 지점으로 박리하는 공정을 포함하는 하드 코팅 필름의 제조 방법.
제3항에 있어서, 상기 주형이 경면(鏡面) 롤 또는 엠보싱 롤인 방법.
제1항 또는 제2항에 기재된 하드 코팅 필름과, 상기 하드 코팅 필름의 상기 기재 필름의 다른쪽의 면에 적층된 편광 필름을 구비하는 편광판.
제3항 또는 제4항에 기재된 방법에 의해 제조된 하드 코팅 필름과, 상기 하드 코팅 필름의 상기 기재 필름의 다른쪽의 면에 적층된 편광 필름을 구비하는 편광판.
제5항에 기재된 편광판과, 화상 표시 소자를 구비하며,
상기 편광판은 상기 하드 코팅층보다도 상기 편광 필름쪽이 상기 화상 표시 소자에 가까워지도록 상기 화상 표시 소자의 시인측에 배치되는 화상 표시 장치.
제6항에 기재된 편광판과, 화상 표시 소자를 구비하며,
상기 편광판은 상기 하드 코팅층보다도 상기 편광 필름쪽이 상기 화상 표시 소자에 가까워지도록 상기 화상 표시 소자의 시인측에 배치되는 화상 표시 장치.