KR102665020B1

KR102665020B1 - 하드 코트 필름, 투명 도전성 필름, 투명 도전성 필름 적층체 및 화상 표시 장치

Info

Publication number: KR102665020B1
Application number: KR1020190040219A
Authority: KR
Inventors: 게이스케 마츠모토; 쇼야 다케시타; 히데히코 안도
Original assignee: 닛토덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2019-04-05
Publication date: 2024-05-13
Also published as: KR20190125169A; JP7141237B2; JP2019188768A; CN110415863A; TW201945763A; CN110415863B

Abstract

하드 코트 필름은, 투명 기재와, 투명 기재의 두께 방향 일방측에 배치되는 하드 코트층을 구비한다.
하드 코트층은, 실리카 입자, 산화지르코늄 입자, 및 수지를 함유하고, 하드 코트층에 있어서의 실리카 입자의 함유 비율이, 0.5 질량％ 이상, 3.0 질량％ 미만이고, 하드 코트층에 있어서의 산화지르코늄 입자의 함유 비율이, 35.0 질량％ 이상, 70.0 질량％ 미만이다.

Description

하드 코트 필름, 투명 도전성 필름, 투명 도전성 필름 적층체 및 화상 표시 장치{HARD COAT FILM, TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM, TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM LAMINATE AND IMAGE DISPLAY DEVICE}

본 발명은, 하드 코트 필름, 투명 도전성 필름, 투명 도전성 필름 적층체 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.

종래부터, 인듐주석 복합 산화물 등의 투명 도전층을 원하는 전극 패턴이 되도록 투명 기재 상에 형성한 투명 도전성 필름이, 터치 패널 등의 광학 용도에 사용된다.

예를 들어, 일본 공개특허공보 2017-62609호에는, 투명 수지 필름과, 하드 코트층과, 광학 조정층과, 투명 도전층을 순서대로 구비하는 투명 도전성 필름이 개시되어 있다. 이와 같은 투명 도전성 필름에 있어서, 하드 코트층은, 투명 도전성 필름에 내찰상성을 부여하기 위해 형성되고, 광학 조정층은, 전극 패턴이 시인되지 않게 하기 위해 형성되어 있다. 또, 이 투명 도전성 필름에서는, PET 등의 기계적 강도가 양호한 투명 기재에 투명 도전층을 적층하고 있다.

그런데, 최근, 전극 패턴 (패턴부) 을 통과하는 광량과, 전극 패턴 이외의 부분 (비패턴부) 을 통과하는 광량의 차를 저감 (반감) 시킬 수 있어, 전극 패턴의 시인을 억제하기 쉬운 관점에서, 투명 도전성 필름을 편광 필름보다 액정 셀측 (시인측과는 반대측) 에 배치하는 화상 표시 장치가 검토되고 있다.

이와 같은 화상 표시 장치에서는, 편광 필름을 통과한 편광이 투명 도전성 필름을 통과하기 때문에, 투명 기재에는, 편광의 해소를 억제하는 관점에서, 위상차가 낮은 기재 (예를 들어, 제로 위상차 필름) 가 필요하게 된다. 이와 같은 위상차가 낮은 기재 필름으로는, 시클로올레핀계 수지를 들 수 있다.

그러나, 이 시클로올레핀계 수지는, PET 등과 비교하여 기계적 강도가 떨어지기 때문에, 절곡에 대하여 용이하게 균열되기 쉬운 문제가 발생한다. 따라서, 기재 균열의 개량이 요구되고 있다.

그 한편, 기재 균열을 개량하기 위해, 하드 코트층이나 광학 조정층의 처방을 변경하면, 투명 도전층의 내찰상성이나 패턴의 시인 억제 등이 원하는 레벨에 이르지 않는 문제가 발생한다. 또, 투명 도전성 필름에는, 내습열성, 패터닝성, 내알칼리성 등의 원하는 물성도 요구된다.

본 발명은, 기재 균열의 억제를 도모하면서, 광학 용도에 요구되는 여러 물성을 만족시키는 하드 코트 필름, 투명 도전성 필름, 투명 도전성 필름 적층체 및 화상 표시 장치를 제공한다.

본 발명 [1] 은, 투명 기재와, 상기 투명 기재의 두께 방향 일방측에 배치되는 하드 코트층을 구비하고, 상기 하드 코트층은, 실리카 입자, 산화지르코늄 입자, 및 수지를 함유하고, 상기 하드 코트층에 있어서의 상기 실리카 입자의 함유 비율이, 0.5 질량％ 이상, 3.0 질량％ 미만이고, 상기 하드 코트층에 있어서의 상기 산화지르코늄 입자의 함유 비율이, 35.0 질량％ 이상, 70.0 질량％ 미만인, 하드 코트 필름을 포함한다.

본 발명 [2] 는, 상기 투명 기재가, 시클로올레핀계 기재인, [1] 에 기재된 하드 코트 필름을 포함한다.

본 발명 [3] 은, 상기 하드 코트층에 있어서의 상기 실리카 입자 및 상기 산화지르코늄 입자의 합계 함유 비율이, 65.0 질량％ 이하인, [1] 또는 [2] 에 기재된 하드 코트 필름을 포함한다.

본 발명 [4] 는, 상기 하드 코트 필름의 탄성률이, 4.2 ㎬ 이상인, [1] ∼ [3] 중 어느 한 항에 기재된 하드 코트 필름을 포함한다.

본 발명 [5] 는, 상기 하드 코트 필름의 두께가, 0.7 ㎛ 이상, 2.0 ㎛ 이하인, [1] ∼ [4] 중 어느 한 항에 기재된 하드 코트 필름을 포함한다.

본 발명 [6] 은, [1] ∼ [4] 중 어느 한 항에 기재된 하드 코트 필름과, 상기 하드 코트 필름의 두께 방향 일방측에 배치되는 투명 도전층을 구비하는, 투명 도전성 필름을 포함한다.

본 발명 [7] 은, 편광자와, [6] 에 기재된 투명 도전성 필름을 구비하는, 투명 도전성 필름 적층체를 포함한다.

본 발명 [8] 은, 화상 표시 소자와, [7] 에 기재된 투명 도전성 필름 적층체를 구비하고, 상기 투명 도전성 필름이, 상기 편광자와 상기 화상 표시 소자 사이에 배치되는, 화상 표시 장치를 포함한다.

본 발명의 하드 코트 필름, 투명 도전성 필름, 투명 도전성 필름 적층체 및 화상 표시 장치는, 투명 기재와, 하드 코트층을 구비하고, 하드 코트층은, 실리카 입자, 산화지르코늄 입자 및 수지를 함유한다. 또, 하드 코트층에 있어서의 실리카 입자의 함유 비율이, 0.5 질량％ 이상, 3.0 질량％ 미만이고, 하드 코트층에 있어서의 산화지르코늄 입자의 함유 비율이, 35.0 질량％ 이상, 70.0 질량％ 미만이다. 즉, 본 발명의 하드 코트 필름, 투명 도전성 필름, 투명 도전성 필름 적층체 및 화상 표시 장치에서는, 하드 코트층 내의 실리카 입자 및 산화지르코늄 입자가 특정한 함유 비율로 존재한다. 그 때문에, 기재 균열의 억제를 도모하면서, 광학 용도에 요구되는 여러 물성 (투명 도전층을 적층하였을 때에 있어서, 패턴의 시인 억제, 내찰상성, 내습열성, 패터닝성, 내알칼리성) 을 만족시킨다.

도 1 은 본 발명의 하드 코트 필름의 일 실시형태의 단면도를 나타낸다. 도 2A ∼ 도 2B 는 도 1 에 나타내는 하드 코트 필름을 구비하는 투명 도전성 필름의 단면도로서, 도 2A 는 패터닝되어 있지 않은 투명 도전성 필름의 단면도, 도 2B 는 패터닝되어 있는 투명 도전성 필름의 단면도를 나타낸다. 도 3 은 도 2B 에 나타내는 투명 도전성 필름을 구비하는 투명 도전성 필름 적층체의 단면도를 나타낸다. 도 4 는 도 3 에 나타내는 투명 도전성 필름 적층체를 구비하는 화상 표시 장치의 단면도를 나타낸다.

도 1 ∼ 도 4 를 참조하여, 본 발명의 하드 코트 필름, 투명 도전성 필름, 투명 도전성 필름 적층체 및 화상 표시 장치의 각각의 일 실시형태를 설명한다.

도 1 에 있어서, 지면 상하 방향은, 상하 방향 (두께 방향, 제 1 방향) 으로서, 지면 상측이 상측 (두께 방향 일방측, 제 1 방향 일방측), 지면 하측이 하측 (두께 방향 타방측, 제 1 방향 타방측) 이다. 또, 지면 좌우 방향 및 안길이 방향은, 상하 방향에 직교하는 면 방향이다. 구체적으로는, 각 도면의 방향 화살표에 준거한다.

1. 하드 코트 필름

도 1 에 나타내는 바와 같이, 하드 코트 필름 (1) 은, 소정의 두께를 갖는 필름 형상 (시트 형상을 포함한다) 을 갖고, 두께 방향과 직교하는 소정 방향 (면 방향) 으로 연장되고, 평탄한 상면 및 평탄한 하면을 갖는다.

하드 코트 필름 (1) 은, 투명 기재 (2) 와, 투명 기재 (2) 의 상면 (두께 방향 일방면) 에 배치되는 하드 코트층 (3) 을 구비하는 하드 코트층이 형성된 필름이다. 바람직하게는 하드 코트 필름 (1) 은, 투명 기재 (2) 와 하드 코트층 (3) 으로 이루어진다.

(투명 기재)

투명 기재 (2) 는, 하드 코트 필름 (1) (나아가서는, 투명 도전성 필름 (4)) 의 기계 강도를 확보하기 위한 투명한 기재이다. 즉, 투명 기재 (2) 는, 하드 코트층 (3) 을 지지하고, 또, 후술하는 투명 도전성 필름 (4) 에 있어서는, 후술하는 투명 도전층 (5) 을, 하드 코트층 (3) 과 함께 지지한다.

투명 기재 (2) 는, 하드 코트 필름 (1) 의 최하층으로서, 필름 형상을 갖고 있다. 투명 기재 (2) 는, 하드 코트층 (3) 의 하면 전체면에, 하드 코트층 (3) 의 하면과 접촉하도록 배치되어 있다.

투명 기재 (2) 는, 예를 들어, 투명성을 갖는 고분자 필름이다. 투명 기재 (2) 의 재료로는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지, 예를 들어, 폴리메타크릴레이트 등의 (메트)아크릴 수지 (아크릴 수지 및/또는 메타크릴 수지), 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로올레핀 폴리머 (예를 들어, 노르보르넨계, 시클로펜타디엔계) 등의 올레핀 수지, 예를 들어, 폴리카보네이트 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리아릴레이트 수지, 멜라민 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 셀룰로오스 수지, 폴리스티렌 수지 등을 들 수 있다. 투명 기재 (2) 는, 단독 사용 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.

투명 기재 (2) 는, 바람직하게는 시클로올레핀 폴리머로 형성되는 시클로올레핀계 기재 (COP 기재) 를 들 수 있다. 투명 기재 (2) 로서 COP 기재를 사용하면, 투명성이 우수하다. 또, COP 기재는, 면내 복굴절률이 낮고, 위상차가 실질적으로 제로이기 때문에, 후술하는 투명 도전성 필름 적층체 (8) 에 있어서, 편광자 (10) 를 통과해 오는 편광의 해소를 억제할 수 있어, 편광을 확실하게 통과시킬 수 있다.

투명 기재 (2) 의 전광선 투과율 (JIS K 7375-2008) 은, 예를 들어, 80 ％ 이상, 바람직하게는 85 ％ 이상이다.

투명 기재 (2) 의 면내 복굴절률은, 예를 들어, 10 ㎚ 이하, 바람직하게는 5 ㎚ 이하이다. 면내 복굴절률은, 예를 들어, 복굴절 측량 측정 시스템 (액소메트릭스사 제조, 상품명「액소스캔」) 에 의해 측정할 수 있다.

투명 기재 (2) 의 두께는, 기계적 강도, 투명 도전성 필름 (4) 을 터치 패널용 필름으로 하였을 때의 타점 특성 등의 관점에서, 예를 들어, 2 ㎛ 이상, 바람직하게는 20 ㎛ 이상이고, 또, 예를 들어, 300 ㎛ 이하, 바람직하게는 150 ㎛ 이하이다. 투명 기재 (2) 의 두께는, 예를 들어, 마이크로게이지식 두께계를 사용하여 측정할 수 있다.

(하드 코트층)

하드 코트층 (3) 은, 투명 기재 (2) 가 파손되는 것을 억제하기 위한 층이다. 또, 투명 도전층 (5) 을 배치하였을 때에 투명 도전층 (5) 에 흠집이 발생하는 것을 억제하기 위한 층이기도 하다.

하드 코트층 (3) 은, 하드 코트 필름 (1) 의 최상층으로서, 필름 형상을 갖고 있다. 하드 코트층 (3) 은, 투명 기재 (2) 의 상면 전체면에, 투명 기재 (2) 의 상면에 접촉하도록 배치되어 있다.

하드 코트층 (3) 은, 경화 수지층으로서, 하드 코트 조성물로 형성되어 있다. 하드 코트 조성물은, 수지 및 무기 입자를 함유하고 있다.

수지로는, 예를 들어, 경화성 수지, 열가소성 수지 (예를 들어, 폴리올레핀 수지) 등을 들 수 있고, 바람직하게는 경화성 수지를 들 수 있다.

경화성 수지로는, 예를 들어, 활성 에너지선 (구체적으로는, 자외선, 전자선 등) 의 조사에 의해 경화되는 활성 에너지선 경화성 수지, 예를 들어, 가열에 의해 경화되는 열경화성 수지 등을 들 수 있고, 바람직하게는 활성 에너지선 경화성 수지를 들 수 있다.

활성 에너지선 경화성 수지는, 예를 들어, 분자 중에 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 관능기를 갖는 폴리머를 들 수 있다. 그러한 관능기로는, 예를 들어, 비닐기, (메트)아크릴로일기 (메타크릴로일기 및/또는 아크릴로일기) 등을 들 수 있다.

활성 에너지선 경화성 수지로는, 구체적으로는, 예를 들어, 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 등의 (메트)아크릴계 자외선 경화성 수지를 들 수 있다.

또, 활성 에너지선 경화성 수지 이외의 경화성 수지로는, 예를 들어, 우레탄 수지, 멜라민 수지, 알키드 수지, 실록산계 폴리머, 유기 실란 축합물 등을 들 수 있다.

이들 수지는, 단독 사용 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.

수지의 함유 비율은, 하드 코트 조성물 (즉, 하드 코트층 (3)) 에 대하여, 예를 들어, 30.0 질량％ 이상, 바람직하게는 35.0 질량％ 이상이고, 또, 예를 들어, 60.0 질량％ 이하, 바람직하게는 50.0 질량％ 이하, 보다 바람직하게는 38.0 질량％ 이하이다. 상기 비율이 상기 하한 이상이면, 하드 코트 필름 (1) 의 가요성이 우수하다. 또, 상기 비율이 상기 상한 이하이면, 고온 고습하에 있어서의 수지 (하드 코트층 (3)) 의 열화를 저감시킬 수 있기 때문에, 투명 도전성 필름 (4) 에 있어서, 내습열성이 우수하다.

무기 입자로는, 실리카 (SiO₂) 입자 및 산화지르코늄 (ZrO₂) 입자를 들 수 있다. 하드 코트층 (3) 이 실리카 입자 및 산화지르코늄 입자를 병유 (竝有) 함으로써, 투명 기재 (2) 의 균열을 억제할 수 있다. 또, 하드 코트층 (3) 에 투명 도전층 (5) 을 적층한 투명 도전성 필름 (4) 에 있어서, 패턴부 (6) (후술) 의 시인을 억제하거나, 내찰상성이나 내습열성, 패터닝성 등을 향상시킬 수 있다. 또, 광학 조정 기능을 하드 코트층 (3) 에 부여할 수 있기 때문에, 광학 조정층을 별도 형성할 필요가 없어, 박막화 및 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

실리카 입자의 평균 입자경은, 예를 들어, 1 ㎚ 이상, 바람직하게는 5 ㎚ 이상이고, 또, 예를 들어, 50 ㎚ 이하, 바람직하게는 20 ㎚ 이하, 보다 바람직하게는 15 ㎚ 이하이다.

무기 입자 (실리카 입자, 산화지르코늄 입자 등) 의 평균 입자경은, 체적 기준에 의한 입도 분포의 평균 입자경 (D₅₀) 을 나타내며, 예를 들어, 입자를 수중에 분산시킨 용액을 광 회절·산란법에 의해 측정할 수 있다.

실리카 입자의 함유 비율은, 하드 코트 조성물에 대하여, 0.5 질량％ 이상, 3.0 질량％ 미만이다. 바람직하게는 1.0 질량％ 이상이고, 또, 2.8 질량％ 이하이다. 실리카 입자의 함유 비율이 상기 하한 이상이면, 하드 코트층 (3) 에 대하여 투명 도전층 (5) 이 보다 확실하게 밀착될 수 있다. 그 때문에, 투명 도전성 필름 (4) 에 있어서, 투명 도전층 (5) 의 내찰상성, 내습열성 및 패터닝성이 우수하다. 한편, 실리카 입자의 함유 비율이 상기 상한 이하이면, 알칼리액, 산액 등의 약품에 접촉하였을 때, 실리카 입자의 과잉의 파손 (용해 등) 을 억제할 수 있고, 하드 코트층 (3) 에 크랙의 발생을 억제할 수 있다. 그 때문에, 하드 코트층 (3) 에 있어서, 내알칼리성 등의 내약품성이 우수하다. 또, 패터닝시에 패턴부 (6) 하측의 하드 코트층 (3) 을 확실하게 유지할 수 있어, 패터닝성이 우수하다.

산화지르코늄 입자의 평균 입자경은, 예를 들어, 5 ㎚ 이상, 바람직하게는 10 ㎚ 이상이고, 또, 예를 들어, 100 ㎚ 이하, 바람직하게는 50 ㎚ 이하, 보다 바람직하게는 40 ㎚ 이하이다.

산화지르코늄 입자의 함유 비율은, 하드 코트 조성물에 대하여, 35.0 질량％ 이상, 70.0 질량％ 미만이다. 바람직하게는 39.5 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 45.0 질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 55.0 질량％ 이상이고, 또, 바람직하게는 68.0 질량％ 이하, 보다 바람직하게는 65.0 질량％ 이하, 더욱 바람직하게는 63.0 질량％ 이하이다. 산화지르코늄 입자의 함유 비율이 상기 하한 이상이면, 하드 코트층 (3) 의 굴절률을 높일 수 있고, 투명 도전성 필름 (4) 에 있어서, 색미차 (ΔE) 를 저감시켜, 패턴부 (6) 의 시인을 억제할 수 있다. 또, 산화지르코늄 입자의 함유 비율이 상기 상한 이하이면, 실리카 입자 함유의 하드 코트층 (3) 이 적층된 투명 기재 (2) 에 있어서, 하드 코트 필름 (1) 이 적당한 강도나 인성을 갖기 때문에, 그 균열을 억제할 수 있다. 또, 하드 코트층 (3) 표면에 산화지르코늄 입자가 응집되어 석출되는 현상 (블리드 아웃) 을 억제할 수 있고, 하드 코트 필름 (1) 의 투과율을 양호하게 할 수 있다.

실리카 입자에 대한 산화지르코늄 입자의 질량비 (산화지르코늄의 질량/실리카의 질량) 는, 예를 들어, 10.0 배 이상, 바람직하게는 18.0 배 이상, 보다 바람직하게는 22.0 배 이상이고, 또, 예를 들어, 40.0 배 이하, 바람직하게는 30.0 배 이하, 보다 바람직하게는 25.0 배 이하이다. 상기 비가 상기 범위이면, 투명 기재 (2) 의 균열, 패턴의 시인 억제 (비시인성), 내찰상성, 내습열성 등이 우수하다.

무기 입자로는, 상기 입자 외에도, 산화티탄, 산화아연, 산화주석 등으로 이루어지는 금속 산화물 입자, 예를 들어, 탄산칼슘 등의 탄산염 입자 등을 들 수 있다. 무기 입자로는, 바람직하게는 실리카 입자 및 산화지르코늄 입자만으로 이루어진다.

실리카 입자 및 산화지르코늄 입자의 합계 함유 비율은, 하드 코트 조성물에 대하여, 예를 들어, 70.0 질량％ 이하, 바람직하게는 65.0 질량％ 이하이고, 또, 예를 들어, 40.0 질량％ 이상, 바람직하게는 50.0 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 62.0 질량％ 이상이다. 합계 함유 비율이 상기 상한 이하이면, 실리카 입자 함유의 하드 코트층 (3) 이 적층된 투명 기재 (2) 에 있어서, 그 균열을 억제할 수 있다. 또, 하드 코트층 (3) 표면에 실리카 입자 또는 산화지르코늄 입자의 블리드 아웃을 보다 확실하게 억제할 수 있고, 하드 코트 필름 (1) 의 투과율을 양호하게 할 수 있다.

무기 입자의 함유 비율은, 하드 코트 조성물에 대하여, 예를 들어, 70.0 질량％ 이하, 바람직하게는 65.0 질량％ 이하이고, 또, 예를 들어, 40.0 질량％ 이상, 바람직하게는 50.0 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 62.0 질량％ 이상이다. 합계 함유 비율이 상기 상한 이하이면, 투명 기재 (2) 의 균열이나 무기 입자의 블리드 아웃을 보다 확실하게 억제할 수 있다.

수지 100 질량부에 대한 무기 입자 (특히, 실리카 입자 및 산화지르코늄 입자의 합계) 의 함유량은, 예를 들어, 예를 들어, 50 질량부 이상, 바람직하게는 100 질량부 이상이고, 또, 예를 들어, 300 질량부 이하, 바람직하게는 200 질량부 이하이다.

하드 코트 조성물에는, 추가로, 레벨링제, 틱소트로피제, 대전 방지제 등의 공지된 첨가제를 함유할 수 있다.

하드 코트층 (3) 의 굴절률은, 예를 들어, 1.55 이상, 바람직하게는 1.58 이상, 보다 바람직하게는 1.60 이상이고, 또, 예를 들어, 1.80 이하, 바람직하게는 1.75 이하, 보다 바람직하게는 1.70 이하이다. 하드 코트층 (3) 의 굴절률이 상기 범위 내이면, 투명 도전층 (5) 의 패턴부 (6) 의 시인을 억제할 수 있다. 굴절률은, 예를 들어, 아베 굴절률계에 의해 측정할 수 있다.

하드 코트층 (3) 의 탄성률은, 예를 들어, 4.0 ㎬ 이상, 바람직하게는 4.2 ㎬ 이상, 보다 바람직하게는 4.4 ㎬ 이상이고, 또, 예를 들어, 10 ㎬ 이하, 바람직하게는 5.8 ㎬ 이하, 보다 바람직하게는 4.7 ㎬ 이하이다. 탄성률이 상기 하한 이상이면, 실리카 입자 함유의 하드 코트층 (3) 에 적층되는 투명 도전층 (5) 에 있어서, 하드 코트층 (3) 과 투명 도전층 (5) 의 밀착성을 높이면서, 적당한 탄력을 부여할 수 있다. 그 때문에, 투명 도전층 (5) 에 외부로부터의 충격 (찰상) 이 부여되어도, 투명 도전층 (5) 에 흠집이 잘 발생하지 않고, 또한 하드 코트층 (3) 표면으로부터의 투명 도전층 (5) 의 박리도 잘 발생하지 않는다. 그 결과, 찰상에 의한 투명 도전층 (5) 의 저항값의 과도한 향상을 한층 더 억제할 수 있어, 내찰상성이 한층 더 우수하다.

하드 코트층 (3) 의 소성 변형량은, 예를 들어, 50 ㎚ 이상, 바람직하게는 60 ㎚ 이상이고, 또, 예를 들어, 100 ㎚ 이하, 바람직하게는 80 ㎚ 이하이다. 소성 변형량이 상기 범위 내이면, 투명 기재 (2) 의 균열을 보다 확실하게 억제할 수 있다.

탄성률 및 소성 변형량은, 예를 들어, 나노인덴터를 사용하여, 하드 코트층 (3) 의 표면 (상면) 에 대하여, 압입 깊이 200 ㎚ 의 조건으로 측정함으로써 얻어진다.

하드 코트층 (3) 의 두께는, 내찰상성의 관점에서, 예를 들어, 0.5 ㎛ 이상, 바람직하게는 0.7 ㎛ 이상이고, 또, 예를 들어, 10 ㎛ 이하, 바람직하게는 2.0 ㎛ 이하이다. 하드 코트층 (3) 의 두께는, 예를 들어, 순간 멀티 측광 시스템을 사용하여 관측되는 간섭 스펙트럼의 파장에 기초하여 산출할 수 있다.

(하드 코트 필름의 제조 방법)

이어서, 하드 코트 필름 (1) 의 제조 방법을 설명한다.

먼저, 공지 또는 시판되는 투명 기재 (2) 를 준비한다.

필요에 따라, 투명 기재 (2) 와 하드 코트층 (3) 의 밀착성의 관점에서, 투명 기재 (2) 의 상면에, 예를 들어, 스퍼터링, 코로나 방전, 화염, 자외선 조사, 전자선 조사, 화성, 산화 등의 에칭 처리나 하도 처리를 실시할 수 있다. 또, 용제 세정, 초음파 세정 등에 의해 투명 기재 (2) 를 제진, 청정화할 수 있다.

이어서, 투명 기재 (2) 의 상면에 하드 코트층 (3) 을 형성한다. 예를 들어, 투명 기재 (2) 의 상면에 하드 코트 조성물을 습식 도공함으로써, 투명 기재 (2) 의 상면에 하드 코트층 (3) 을 형성한다.

구체적으로는, 예를 들어, 하드 코트 조성물을 용매로 희석시킨 용액 (바니시) 을 조제하고, 계속해서, 조제한 하드 코트 조성물 용액을 투명 기재 (2) 의 상면에 도포하여, 건조시킨다.

용매로는, 예를 들어, 유기 용매, 수계 용매 (구체적으로는, 물) 등을 들 수 있고, 바람직하게는 유기 용매를 들 수 있다. 유기 용매로는, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올 등의 알코올 화합물, 예를 들어, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤 화합물, 예를 들어, 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르 화합물, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 에테르 화합물, 예를 들어, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 화합물 등을 들 수 있다. 이들 용매는, 단독 사용 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.

하드 코트 조성물 용액에 있어서의 고형분 농도는, 예를 들어, 1 질량％ 이상, 바람직하게는 10 질량％ 이상이고, 또, 예를 들어, 30 질량％ 이하, 바람직하게는 20 질량％ 이하이다.

또한, 하드 코트 조성물 용액의 조제에 있어서, 실리카 입자를 용매에 분산시킨 실리카 입자 분산액 (실리카 졸) 과, 산화지르코늄 입자를 용매에 분산시킨 산화지르코늄 입자 분산액을 준비하고, 이것들과 수지를 혼합하고, 이어서, 용매로 추가로 희석시킨다.

도포 방법은, 하드 코트 조성물 용액 및 투명 기재 (2) 에 따라 적절히 선택할 수 있다. 도포 방법으로는, 예를 들어, 딥 코트법, 에어 나이프 코트법, 커튼 코트법, 롤러 코트법, 와이어 바 코트법, 그라비아 코트법, 익스트루전 코트법 등을 들 수 있다.

건조 온도는, 예를 들어, 50 ℃ 이상, 바람직하게는 70 ℃ 이상이며, 예를 들어, 200 ℃ 이하, 바람직하게는 100 ℃ 이하이다.

건조 시간은, 예를 들어, 0.5 분 이상, 바람직하게는 1 분 이상이며, 예를 들어, 60 분 이하, 바람직하게는 20 분 이하이다.

그 후, 하드 코트 조성물이 활성 에너지선 경화성 수지를 함유하는 경우에는, 하드 코트 조성물 용액의 건조 후, 활성 에너지선을 조사함으로써, 활성 에너지선 경화성 수지를 경화시킨다.

또한, 하드 코트 조성물이 열경화성 수지를 함유하는 경우에는, 이 건조 공정에 의해, 용매의 건조와 함께, 열경화성 수지를 열경화시킬 수 있다.

이로써, 하드 코트 필름 (1) 이 얻어진다.

또한, 필요에 따라, 하드 코트 필름 (1) 의 투명 기재 (2) 의 하면에는, 안티블로킹층 등의 기능층을 형성해도 된다.

얻어지는 하드 코트 필름 (1) 의 두께는, 예를 들어, 2 ㎛ 이상, 바람직하게는 20 ㎛ 이상이고, 또, 예를 들어, 300 ㎛ 이하, 바람직하게는 150 ㎛ 이하이다.

(용도)

하드 코트 필름 (1) 은, 예를 들어, 투명 도전성 필름 (4) 에 사용된다. 구체적으로는, 하드 코트 필름 (1) 은, 투명 도전성 필름 (4) 에 있어서, 투명 도전층 (5) 을 지지하기 위한 지지 필름으로서 사용된다. 하드 코트 필름 (1) 은, 예를 들어, 후술하는 투명 도전성 필름 (4), 투명 도전성 필름 적층체 (8), 화상 표시 장치 (11) 등을 제조하기 위한 일 부품이다. 즉, 하드 코트 필름 (1) 은 후술하는 투명 도전층 (5), 편광자 (10) 및 화상 표시 소자 (14) (액정 셀 등) 를 포함하지 않고, 부품 단독으로 유통되며, 산업상 이용 가능한 디바이스이다.

그리고, 하드 코트 필름 (1) 은, 절곡시에 투명 기재 (2) (특히, 부드러운 기재인 시클로올레핀계 기재) 의 균열을 억제할 수 있다. 그와 함께, 광학 용도 (특히, 터치 패널 용도) 에 요구되는 여러 물성을 양호한 밸런스로 만족시킨다. 구체적으로는, 하드 코트 필름 (1) 의 하드 코트층 (3) 에 투명 도전층 (5) 을 형성하였을 때, 패턴부 (6) (후술) 의 비시인성, 투명 도전층 (5) 의 내찰상성, 투명 도전층 (5) 의 내습열성, 투명 도전층 (5) 의 패터닝성, 하드 코트층 (3) 의 내알칼리성 등이 양호하다.

2. 투명 도전성 필름

도 2A 에 나타내는 바와 같이, 투명 도전성 필름 (4) 은, 소정의 두께를 갖는 필름 형상을 가지며, 면 방향으로 연장되고, 평탄한 상면 및 평탄한 하면을 갖는다.

투명 도전성 필름 (4) 은, 하드 코트 필름 (1) 과, 그 상면에 배치되는 투명 도전층 (5) 을 구비한다. 즉, 투명 도전성 필름 (4) 은, 투명 기재 (2) 와, 투명 기재 (2) 의 상면에 배치되는 하드 코트층 (3) 과, 하드 코트층 (3) 의 상면에 배치되는 투명 도전층 (5) 을 구비한다. 바람직하게는 투명 도전성 필름 (4) 은, 투명 기재 (2) 와 하드 코트층 (3) 과 투명 도전층 (5) 으로 이루어진다.

(투명 도전층)

투명 도전층 (5) 은, 필요에 따라 결정화시키고, 후공정에서 원하는 패턴으로 형성하여, 투명한 패턴부 (6) (도 2B 참조) 및 비패턴부 (7) 를 형성하기 위한 도전층이다.

투명 도전층 (5) 은, 투명 도전성 필름 (4) 의 최상층으로서, 필름 형상을 갖고 있다. 투명 도전층 (5) 은, 하드 코트층 (3) 의 상면 전체면에, 하드 코트층 (3) 의 상면에 접촉하도록 배치되어 있다.

투명 도전층 (5) 의 재료로는, 예를 들어, In, Sn, Zn, Ga, Sb, Ti, Si, Zr, Mg, Al, Au, Ag, Cu, Pd, W 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속을 함유하는 금속 산화물을 들 수 있다. 금속 산화물에는, 필요에 따라, 추가로 상기 군에 나타낸 금속 원자를 도프하고 있어도 된다.

투명 도전층 (5) 으로는, 구체적으로는, 예를 들어, 인듐주석 복합 산화물 (ITO) 등의 인듐 함유 산화물, 예를 들어, 안티몬주석 복합 산화물 (ATO) 등의 안티몬 함유 산화물 등을 들 수 있고, 바람직하게는 인듐 함유 산화물, 보다 바람직하게는 ITO 를 들 수 있다.

투명 도전층 (5) 이 ITO 층 등의 인듐주석 복합 산화물층인 경우, 산화주석 (SnO₂) 함유 비율은, 산화주석 및 산화인듐 (In₂O₃) 의 합계량에 대하여, 예를 들어, 0.5 질량％ 이상, 바람직하게는 5 질량％ 이상이고, 또, 예를 들어, 30 질량％ 이하, 바람직하게는 25 질량％ 이하이다. 산화주석의 함유 비율이 상기 하한 이상이면, 투명 도전층 (5) 의 내구성을 한층 더 양호하게 할 수 있다. 또, 산화주석의 함유 비율이 상기 상한 이하이면, 투명 도전층 (5) 의 결정 전화를 용이하게 하고, 투명성이나 표면 저항의 안정성을 향상시킬 수 있다.

본 명세서 중에 있어서의「ITO」란, 적어도 인듐 (In) 과 주석 (Sn) 을 함유하는 복합 산화물이면 되며, 이것들 이외의 추가 성분을 함유해도 된다. 추가 성분으로는, 예를 들어, In, Sn 이외의 금속 원소를 들 수 있고, 구체적으로는, Zn, Ga, Sb, Ti, Si, Zr, Mg, Al, Au, Ag, Cu, Pd, W, Fe, Pb, Ni, Nb, Cr, Ga 등을 들 수 있다.

투명 도전층 (5) 의 표면 저항은, 예를 들어, 20 Ω／□ 이상, 70 Ω／□ 이하이다. 표면 저항은, 4 단자법에 의해 측정할 수 있다.

투명 도전층 (5) 의 두께는, 예를 들어, 10 ㎚ 이상, 바람직하게는 30 ㎚ 이상이고, 또, 예를 들어, 50 ㎚ 이하, 바람직하게는 40 ㎚ 이하이다. 투명 도전층 (5) 의 두께는, 예를 들어, 순간 멀티 측광 시스템을 사용하여 측정할 수 있다.

투명 도전층 (5) 은, 비정질 또는 결정질 중 어느 쪽이어도 된다.

투명 도전층 (5) 이 비결정질인지 결정질인지는, 예를 들어, 투명 도전층이 ITO 층인 경우에는, 20 ℃ 의 염산 (농도 5 질량％) 에 15 분간 침지시킨 후, 수세·건조시켜, 15 ㎜ 정도 간의 단자 간 저항을 측정함으로써 판단할 수 있다. 본 명세서에 있어서는, 염산 (20 ℃, 농도 : 5 질량％) 으로의 침지·수세·건조 후, 15 ㎜ 간의 단자 간 저항이 10 ㏀ 을 초과하는 경우, ITO 층이 비정질인 것으로 하고, 15 ㎜ 간의 단자 간 저항이 10 ㏀ 이하인 경우, ITO 층이 결정질인 것으로 한다.

(투명 도전성 필름의 제조 방법)

이어서, 투명 도전성 필름 (4) 을 제조하는 방법을 설명한다.

투명 도전성 필름 (4) 을 제조하려면, 하드 코트 필름 (1) 을 준비하고, 그 하드 코트층 (3) 의 상면에, 예를 들어, 건식 방법에 의해, 투명 도전층 (5) 을 형성한다.

건식 방법으로는, 예를 들어, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등을 들 수 있다. 바람직하게는 스퍼터링법을 들 수 있다. 이 방법에 의해 박막의 투명 도전층 (5) 을 형성할 수 있다.

스퍼터링법을 채용하는 경우, 타깃재로는, 투명 도전층 (5) 을 구성하는 상기 서술한 무기물을 들 수 있고, 바람직하게는 ITO 를 들 수 있다. ITO 의 산화주석 농도는, ITO 층의 내구성, 결정화 등의 관점에서, 예를 들어, 0.5 질량％ 이상, 바람직하게는 3 질량％ 이상이고, 또, 예를 들어, 15 질량％ 이하, 바람직하게는 13 질량％ 이하이다.

스퍼터 가스로는, 예를 들어, Ar 등의 불활성 가스를 들 수 있다. 또, 필요에 따라, 산소 가스 등의 반응성 가스를 병용할 수 있다. 반응성 가스를 병용하는 경우에 있어서, 반응성 가스의 유량비는 특별히 한정되지 않지만, 스퍼터 가스 및 반응성 가스의 합계 유량비에 대하여, 예를 들어, 0.1 유량％ 이상 5 유량％ 이하이다.

스퍼터링법은, 진공하에서 실시된다. 구체적으로는, 스퍼터링시의 기압은, 스퍼터링 레이트의 저하 억제, 방전 안정성 등의 관점에서, 예를 들어, 1 ㎩ 이하, 바람직하게는 0.7 ㎩ 이하이다.

스퍼터링법에 사용하는 전원은, 예를 들어, DC 전원, AC 전원, MF 전원 및 RF 전원 중 어느 것이어도 되고, 또, 이것들의 조합이어도 된다.

또, 원하는 두께의 투명 도전층 (5) 을 형성하기 위해, 타깃재나 스퍼터링의 조건 등을 적절히 설정하여 복수 회 스퍼터링을 실시해도 된다.

이로써, 도 2A 에 나타내는 바와 같이, 투명 기재 (2), 하드 코트층 (3), 및 투명 도전층 (5) 을 순서대로 구비하는 투명 도전성 필름 (4) 이 얻어진다. 이 투명 도전성 필름 (4) 은, 패터닝 처리가 되어 있지 않은 비패터닝 투명 도전성 필름이다.

투명 도전성 필름 (4) 의 두께는, 예를 들어, 2 ㎛ 이상, 바람직하게는 20 ㎛ 이상이고, 또, 예를 들어, 100 ㎛ 이하, 바람직하게는 50 ㎛ 이하이다.

이어서, 필요에 따라, 도 2B 에 나타내는 바와 같이, 투명 도전성 필름을, 공지된 에칭에 의해, 투명 도전층 (5) 을 패터닝한다.

투명 도전층 (5) 의 패턴은, 투명 도전성 필름 (4) 이 적용되는 용도에 따라 적절히 결정되는데, 예를 들어, 스트라이프상 등의 전극 패턴이나 배선 패턴을 들 수 있다.

에칭은, 예를 들어, 패턴부 (6) 및 비패턴부 (7) 에 대응하도록, 피복부 (마스킹 테이프 등) 를 투명 도전층 (5) 상에 배치하고, 피복부로부터 노출되는 투명 도전층 (5) (비패턴부 (7)) 을, 에칭액을 사용하여 에칭한다. 에칭액으로는, 예를 들어, 염산, 황산, 질산, 아세트산, 옥살산, 인산 및 이것들의 혼산 등의 산을 들 수 있다. 그 후, 피복부를 투명 도전층 (5) 의 상면으로부터, 예를 들어, 박리 등에 의해 제거한다.

이로써, 도 2B 에 나타내는 바와 같이, 투명 도전층 (5) 이 패터닝된 투명 도전성 필름 (4) 이 얻어진다. 즉, 패턴부 (6) 와 비패턴부 (7) 를 구비하는 패터닝 투명 도전성 필름 (4) 이 얻어진다.

또한, 필요에 따라, 에칭의 전 또는 후에, 투명 도전성 필름 (4) 의 투명 도전층 (5) 에 대하여, 결정 전화 처리를 실시한다.

구체적으로는, 투명 도전성 필름 (4) 에 대기하에서 가열 처리를 실시한다.

가열 처리는, 예를 들어, 적외선 히터, 오븐 등을 사용하여 실시할 수 있다.

가열 온도는, 예를 들어, 100 ℃ 이상, 바람직하게는 120 ℃ 이상이고, 또, 예를 들어, 200 ℃ 이하, 바람직하게는 160 ℃ 이하이다. 가열 온도가 상기 범위 내이면, 투명 기재 (2) 의 열 손상 및 투명 기재 (2) 로부터 발생하는 불순물을 억제하면서, 결정 전화를 확실하게 할 수 있다.

가열 시간은, 가열 온도에 따라 적절히 결정되는데, 예를 들어, 10 분 이상, 바람직하게는 30 분 이상이고, 또, 예를 들어, 5 시간 이하, 바람직하게는 3 시간 이하이다.

이로써, 투명 도전층 (5) 이 결정화된 투명 도전성 필름 (4) 이 얻어진다.

투명 도전성 필름 (4) 에 있어서의 패턴부 (6) 와 비패턴부 (7) 의 투과율차 ΔE (색미차) 는, 예를 들어, 4.0 이하, 바람직하게는 3.0 이하이다. 투과율차 ΔE 가 상기 범위 내이면, 전극 패턴 등의 패턴부 (6) 의 시인을 억제할 수 있다.

투과율차 ΔE 는, 패턴부 (6) 에 있어서의 L₁, a*₁, b*₁, 및 비패턴부 (7) 에 있어서의 L₂, a*₂, b*₂ 를 측정하고, 하기의 식에 의해 산출할 수 있다.

ΔE ＝ {(L₂ － L₁)² ＋ (a*₂ － a*₁)² ＋ (b*₂ － b*₁)²}^1/2

또, 투과율차 ΔE 는, 예를 들어, 자외 가시 근적외 분광 광도계 (히타치 하이테크 사이언스사 제조,「U4100」) 를 사용하여, 파장 영역 380 ㎚ ∼ 800 ㎚ 의 범위에서 측정함으로써 얻어진다.

(용도)

투명 도전성 필름 (4) 은, 예를 들어, 화상 표시 장치 (11) (후술) 등의 광학 장치에 구비되는 터치 패널용 기재로서 사용된다. 터치 패널의 형식으로는, 예를 들어, 광학 방식, 초음파 방식, 정전 용량 방식, 저항막 방식 등의 각종 방식을 들 수 있고, 특히 정전 용량 방식의 터치 패널에 바람직하게 사용된다.

투명 도전성 필름 (4) 은, 투명 도전성 필름 적층체 (8), 화상 표시 장치 (11) 등을 제조하기 위한 일 부품이다. 즉, 투명 도전성 필름 (4) 은, 편광자 (10) 및 화상 표시 소자 (14) 를 포함하지 않고, 부품 단독으로 유통되며, 산업상 이용 가능한 디바이스이다.

그리고, 투명 도전성 필름 (4) 은, 절곡시에 투명 기재 (2) (특히, 부드러운 기재인 시클로올레핀계 기재) 의 균열을 억제할 수 있다. 그와 함께, 광학 용도에 요구되는 여러 물성을 양호한 밸런스로 만족시킨다. 구체적으로는, 투명 도전성 필름 (4) 에서는, 패턴부 (6) 의 비시인성, 내찰상성, 내습열성, 패터닝성, 내알칼리성 등이 양호하다.

3. 투명 도전성 필름 적층체

도 3 에 나타내는 바와 같이, 투명 도전성 필름 적층체 (8) 는, 소정의 두께를 갖는 필름 형상을 가지며, 면 방향으로 연장되고, 평탄한 상면 및 평탄한 하면을 갖는다.

투명 도전성 필름 적층체 (8) 는, 투명 도전성 필름 (4) 과, 그 상면에 배치되는 제 1 점착제층 (9) 및 편광자 (10) 를 구비한다. 즉, 투명 도전성 필름 적층체 (8) 는, 투명 기재 (2) 와, 투명 기재 (2) 의 상면에 배치되는 하드 코트층 (3) 과, 하드 코트층 (3) 의 상면에 배치되는 투명 도전층 (5) 과, 투명 도전층 (5) 의 상면에 배치되는 제 1 점착제층 (9) 과, 제 1 점착제층 (9) 의 상면에 배치되는 편광자 (10) 를 구비한다. 바람직하게는 투명 도전성 필름 적층체 (8) 는, 투명 기재 (2) 와, 하드 코트층 (3) 과, 투명 도전층 (5) 과, 제 1 점착제층 (9) 과, 편광자 (10) 로 이루어진다. 투명 도전성 필름 적층체 (8) 에 있어서, 투명 도전층 (5) 은, 바람직하게는 패턴화되어 있고, 패턴부 (6) 와 비패턴부 (7) 를 구비한다.

(제 1 점착제층)

제 1 점착제층 (9) 은, 투명 도전성 필름 (4) 과 편광자 (10) 를 접착시키기 위한 층이다.

제 1 점착제층 (9) 은, 필름 형상을 갖고 있다. 제 1 점착제층 (9) 은, 투명 도전층 (5) (패턴부 (6)) 및 그것으로부터 노출되는 하드 코트층 (3) (비패턴부 (7)) 의 상면 전체면에, 투명 도전층 (5) 의 상면에 접촉하도록 배치되어 있다. 또, 제 1 점착제층 (9) 은, 편광자 (10) 의 하면 전체면에, 편광자 (10) 의 하면에 접촉하도록 배치되어 있다.

제 1 점착제층 (9) 의 재료로는, 예를 들어, 아크릴계 점착제, 부틸 고무계 점착제, 실리콘계 점착제, 폴리에스테르계 점착제, 폴리우레탄계 점착제, 폴리아미드계 점착제, 에폭시계 점착제, 비닐알킬에테르계 점착제, 불소 수지계 점착제 등을 들 수 있다.

제 1 점착제층 (9) 의 두께는, 예를 들어, 1 ㎛ 이상, 바람직하게는 10 ㎛ 이상이고, 또, 예를 들어, 300 ㎛ 이하, 바람직하게는 150 ㎛ 이하이다.

(편광자)

편광자 (10) 는, 광을 직선 편광으로 변환시키기 위한 층이다.

편광자 (10) 는, 투명 도전성 필름 적층체 (8) 의 최상층으로서, 필름 형상을 갖고 있다. 편광자 (10) 는, 제 1 점착제층 (9) 의 상면 전체면에, 제 1 점착제층 (9) 의 상면에 접촉하도록 배치되어 있다.

편광자 (10) 로는, 예를 들어, 요오드를 함유하는 폴리비닐알코올계 필름을 들 수 있다.

폴리비닐알코올계 필름의 재료로는, 예를 들어, 폴리비닐알코올 및 그 유도체를 들 수 있다. 유도체로는, 예를 들어, 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈을 들 수 있다. 또, 유도체로서, 예를 들어, 폴리비닐알코올을 올레핀 (예를 들어, 에틸렌, 프로필렌), 불포화 카르복실산 (아크릴산, 메타크릴산 등), 아크릴아미드 등으로 변성시킨 변성체도 들 수 있다.

편광자 (10) 는, 비닐알코올 또는 그 유도체로 이루어지는 필름에 요오드를 첨가하고, 이어서, 연신함으로써 얻어진다.

이와 같은 편광자는, 예를 들어, 일본 공개특허공보 소51-069644호, 일본 공개특허공보 2000-338329호, 국제공개 2010/100917호 팜플렛, 일본 특허 제4691205호 명세서, 일본 특허 제4751481호 명세서 등에 기재되어 있다.

편광자 (10) 는, 폴리비닐알코올계 필름의 상면 및 하면의 각각에 보호 필름을 구비하고 있어도 된다. 즉, 편광자 (10) 는, 폴리비닐알코올계 필름과 그 양면에 배치되는 보호 필름을 구비하는 적층체여도 된다. 보호 필름의 재료로는, 예를 들어, 상기한 투명 기재 (2) 의 재료를 들 수 있다.

편광자 (10) 의 두께는, 예를 들어, 1 ㎛ 이상, 바람직하게는 5 ㎛ 이상이고, 또, 예를 들어, 200 ㎛ 이하, 바람직하게는 100 ㎛ 이하이다.

투명 도전성 필름 적층체 (8) 는, 예를 들어, 투명 도전성 필름 (4) 의 상면에, 액상의 점착제를 도포하거나 또는 점착제 테이프를 배치하여 제 1 점착제층 (9) 을 형성하고, 계속해서, 편광자 (10) 를 제 1 점착제층 (9) 의 상면에 배치함으로써 제조할 수 있다.

(용도)

투명 도전성 필름 적층체 (8) 는, 예를 들어, 화상 표시 장치 (11) 등의 광학 장치에 구비되는 터치 패널용 기재로서 사용된다.

투명 도전성 필름 적층체 (8) 는, 화상 표시 장치 (11) 등을 제조하기 위한 일 부품이다. 즉, 투명 도전성 필름 (4) 은, 화상 표시 소자 (14) 를 포함하지 않고, 부품 단독으로 유통되며, 산업상 이용 가능한 디바이스이다.

그리고, 투명 도전성 필름 적층체 (8) 는, 절곡시에 투명 기재 (2) (특히, 부드러운 기재인 시클로올레핀계 기재) 의 균열을 억제할 수 있다. 그와 함께, 광학 용도에 요구되는 여러 물성을 양호한 밸런스로 만족시킨다. 구체적으로는, 투명 도전성 필름 적층체 (8) 에서는, 패턴부 (6) 의 비시인성, 내찰상성, 내습열성, 패터닝성, 내알칼리성 등이 양호하다.

4. 화상 표시 장치

도 4 에 나타내는 바와 같이, 화상 표시 장치 (11) 는, 투명 도전성 필름 적층체 (8) 와, 그 상면에 배치되는 제 2 점착제층 (12) 및 투명 보호판 (13) 과, 그 하면에 대향 배치되는 화상 표시 소자 (14) 를 구비한다. 즉, 화상 표시 장치 (11) 는, 화상 표시 소자 (14) 와, 투명 기재 (2) 와, 하드 코트층 (3) 과, 투명 도전층 (5) 과, 제 1 점착제층 (9) 과, 편광자 (10) 와, 제 2 점착제층 (12) 과, 투명 보호판 (13) 을 두께 방향으로 이 순서대로 구비한다. 또한, 도 4 에 있어서, 상측이 시인측이고, 하측이 화상 표시 소자측이다.

(제 2 점착제층)

제 2 점착제층 (12) 은, 투명 도전성 필름 적층체 (8) 와 투명 보호판 (13) 을 접착시키기 위한 층이다.

제 2 점착제층 (12) 은, 필름 형상을 갖고 있다. 제 2 점착제층 (12) 은, 편광자 (10) 의 상면 전체면 및 투명 보호판 (13) 의 하면 전체면에, 편광자 (10) 의 상면 및 투명 보호판 (13) 의 하면에 접촉하도록 배치되어 있다.

제 2 점착제층 (12) 의 재료는, 제 1 점착제층 (9) 에서 상기한 것과 동일한 것을 들 수 있다.

제 2 점착제층 (12) 의 두께는, 예를 들어, 1 ㎛ 이상, 바람직하게는 5 ㎛ 이상이고, 또, 예를 들어, 300 ㎛ 이하, 바람직하게는 150 ㎛ 이하이다.

(투명 보호판)

투명 보호판 (13) 은, 외부로부터의 충격이나 오염에 대하여, 화상 표시 소자 (14) 등의 화상 표시 장치 내부 부재를 보호하기 위한 층이다.

투명 보호판 (13) 은, 평면에서 봤을 때에 대략 평판 형상을 갖고 있고, 제 2 점착제층 (12) 의 상면 전체면에, 제 2 점착제층 (12) 의 상면에 접촉하도록 배치되어 있다.

투명 보호판 (13) 은, 투명성을 구비하고, 적당한 두께 및 기계적 강도를 갖고 있다.

투명 보호판 (13) 으로는, 예를 들어, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지 등의 경질성 수지로 이루어지는 수지판, 예를 들어, 유리판 등을 들 수 있다.

투명 보호판 (13) 의 두께는, 예를 들어, 10 ㎛ 이상, 바람직하게는 500 ㎛ 이상이고, 또, 예를 들어, 10 ㎜ 이하, 바람직하게는 5 ㎜ 이하이다.

(화상 표시 소자)

화상 표시 소자 (14) 는, 하드 코트 필름 (1) 과 간격을 두고 대향 배치되어 있다.

화상 표시 소자 (14) 로는, 예를 들어, 액정 셀을 들 수 있다. 액정 셀은, 도시하지 않지만, 액정층과, 액정층의 하측에 배치되는 편광자와, 컬러 필터를 구비하고 있다.

화상 표시 장치 (11) 는, 투명 도전성 필름 (4) 을 구비하기 때문에, 투명 도전층 (5) 의 패턴부 (6) 의 시인이 억제되어 있고, 양호한 내구성을 발현한다.

실시예

이하에 실시예 및 비교예를 나타내며, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명은, 전혀 실시예 및 비교예에 한정되지 않는다. 또, 이하의 기재에 있어서 사용되는 배합 비율 (함유 비율), 물성값, 파라미터 등의 구체적 수치는, 상기「발명을 실시하기 위한 형태」에 있어서 기재되어 있는, 그것들에 대응하는 배합 비율 (함유 비율), 물성값, 파라미터 등 해당 기재의 상한값 (「이하」,「미만」으로서 정의되어 있는 수치) 또는 하한값 (「이상」,「초과」로서 정의되어 있는 수치) 으로 대체할 수 있다.

(하드 코트 필름)

실시예 1

투명 기재로서, 시클로올레핀계 수지 필름 (두께 40 ㎛, 닛폰 제온사 제조,「ZEONOR ZF-16」, 면내 복굴절률 5 ㎚) 을 준비하였다.

자외선 경화성을 갖는 우레탄아크릴레이트 (신나카무라 화학 공업사 제조,「UA-160TM」), 실리카 분산액 (실리카 졸, 평균 입자경 10 ㎚, 메틸에틸케톤 용매, 닛산 화학 공업사 제조,「MEK-ST-40」), 및 산화지르코늄 분산액 (평균 입자경 15 ∼ 40 ㎚, 닛산 화학 공업사 제조,「OZ-S30K」) 을, 우레탄아크릴레이트, 실리카 입자 및 산화지르코늄의 질량 비율이 58.0 질량％, 2.5 질량％ 및 39.5 질량％ 가 되도록 혼합하고, 추가로, 혼합물에 아세트산부틸을 첨가하여, 고형분량이 16 질량％ 인 하드 코트 조성물 용액을 조제하였다.

하드 코트 조성물 용액을 투명 기재의 상면에 와이어 바를 사용하여 도포하고, 80 ℃ 에서 1 분간 건조시킨 후, 공랭 수은 램프를 사용하여 자외선을 도막에 조사하여, 하트 코트 조성물을 경화시켰다. 이로써, 두께가 1.0 ㎛ 인 하드 코트층을 투명 기재의 상면에 형성하여, 하드 코트 필름을 제조하였다.

실시예 2 ∼ 6

하드 코트 조성물에 있어서, 우레탄아크릴레이트, 실리카 입자 및 산화지르코늄의 비율을 표 1 에 기재된 비율로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 하드 코트 필름을 제조하였다.

비교예 1

하드 코트 조성물로서, 우레탄아크릴레이트 (DIC 사 제조,「ELS888」) 만을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 하드 코트 필름을 제조하였다.

비교예 2

비교예 3

하드 코트 조성물로서, JSR 사 제조의「KZ6506」(우레탄아크릴레이트 60 질량％ 및 실리카 입자 40 질량％ 를 함유) 을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 하드 코트 필름을 제조하였다.

비교예 4

하드 코트 조성물로서, JSR 사 제조의「KZ6519」(우레탄아크릴레이트 40 질량％ 및 실리카 입자 60 질량％ 를 함유) 를 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 하드 코트 필름을 제조하였다.

비교예 5

하드 코트 조성물 용액으로서 자외선 경화형 아크릴 수지 (아이카 공업사 제조,「Z-850-6L」) 의 희석액을 사용한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 두께 1.0 ㎛ 의 하드 코트층을 투명 기재의 상면에 형성하여, 하드 코트 필름을 제조하였다.

이어서, 광학 조정층용 조성물 용액으로서, JSR 사 제조의「KZ7412」및「KZ7416」의 혼합물 (우레탄아크릴레이트 40 질량％ 및 산화지르코늄 입자 60 질량％ 를 함유) 의 희석액을 조제하였다. 광학 조정층용 조성물 용액을 하드 코트층의 상면에 도포 및 건조시킨 후, 자외선을 조사하여, 두께 0.1 ㎛ 의 광학 조정층을 형성하였다.

이로써, 투명 기재, 하드 코트층 및 광학 조정층을 순서대로 구비하는 광학 조정층이 형성된 하드 코트 필름을 제조하였다.

(투명 도전성 필름)

각 실시예 및 각 비교예의 하드 코트 필름에 있어서, 하드 코트층의 상면에 DC 스퍼터링에 의해 두께가 40 ㎚ 인 비정질의 ITO 층 (투명 도전층) 을 형성하였다. 구체적으로는, 아르곤 가스 98 ％ 및 산소 가스 2 ％ 를 도입한 기압 0.4 ㎩ 의 진공 분위기하에서, 90 질량％ 의 산화인듐 및 10 질량％ 의 산화주석의 소결체로 이루어지는 ITO 타깃을 스퍼터링하였다. 또한, 비교예 5 ∼ 6 에서는, 광학 조정층의 상면에 ITO 층을 형성하였다.

이로써, 투명 도전성 필름을 제조하였다.

(굴절률의 측정)

각 실시예 및 각 비교예의 하드 코트 필름의 하트 코트층에 대하여, 아베 굴절률계를 사용하여, 하드 코트층의 굴절률을 측정하였다. 또한, 비교예 5 에서는, 광학 조정층의 굴절률을 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

(탄성률 및 소성 변형량의 측정)

각 실시예 및 각 비교예의 하드 코트 필름의 하트 코트층에 대하여, 나노인덴터를 사용하여, 하기의 조건에서, 깊이 200 ㎚ 에서의 탄성률을 측정하였다. 또한, 비교예 5 에서는, 광학 조정층에 대한 탄성률을 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

나노인덴터 : Hysitoron 사 제조,「Triboindeter」

압자 : Berkobich (삼각뿔형)

측정 모드 : 단일 압입

측정 온도 : 실온 (25 ℃)

압입 깊이 : 200 ㎚

(기재 균열)

각 실시예 및 각 비교예의 하드 코트 필름에 대하여, 투명 기재측을 내측으로 하여, 180°굴곡 시험을 실시하였다. 시험 후의 투명 기재의 표면을 관찰하여, 투명 기재의 파단이 육안으로 확인되지 않은 경우를 ○ 로 평가하고, 투명 기재의 단 가장자리에 극히 작은 파단이 확인된 경우를 △ 로 평가하고, 투명 기재의 파단이 확인된 경우로 × 로 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

(패터닝성, 패턴의 비시인성, 투과율차 ΔE 의 측정)

각 실시예 및 각 비교예의 투명 도전성 필름을 130 ℃ 에서 90 분간 가열하여, 투명 도전층을 결정화시켰다. 이어서, 결정화시킨 투명 도전성 필름의 투명 도전층 표면에, 1 ㎝ 의 간격으로 점착 테이프 (폭 1 ㎝) 를 스트라이프상으로 첩착시키고, 50 ℃, 10 질량％ 의 염산을 사용하여 투명 도전층을 에칭하여, 점착 테이프를 박리하였다. 이로써, 폭 1 ㎝ 의 패턴부와 폭 1 ㎝ 의 비패턴부가 형성되었다 (도 2B 참조).

패터닝성 : 투명 도전층의 패턴부의 표면을 현미경 (배율 20 배) 으로 관찰하여, 크랙의 발생이 확인되지 않은 경우를 ○ 로 평가하고, 크랙의 발생이 확인된 경우를 × 로 평가하였다.

패턴의 비시인성 : 투명 도전성 필름을 투명 도전층측으로부터 형광등으로 비춰, 투명 기재측으로부터 육안으로 관찰하였다. 패턴부와 비패턴부의 구별을 확인할 수 없는 경우를 ○ 로 평가하고, 패턴부와 비패턴부를 극히 근소하게 확인할 수 있는 경우를 △ 로 평가하고, 패턴부와 비패턴부를 확실하게 확인할 수 있는 경우를 × 로 평가하였다.

투과율차 ΔE : 패턴부에 있어서의 L₁, a*₁, b*₁, 및 비패턴부에 있어서의 L₂, a*₂, b*₂ 를, 자외 가시 근적외 분광 광도계 (히타치 하이테크 사이언스사 제조, 「U4100」) 를 사용하여, 파장 영역 380 ㎚ ∼ 800 ㎚ 의 범위에서 측정하고, 이어서, 이것들을 하기의 식에 의해 산출하였다.

ΔE ＝ {(L₂ － L₁)² ＋ (a*₂ － a*₁)² ＋ (b*₂ － b*₁)²}^1/2

이것들의 결과를 표 1 에 나타낸다.

(내찰상성)

각 실시예 및 각 비교예의 투명 도전성 필름을 130 ℃ 에서 90 분간 가열하여, 투명 도전층을 결정화시켰다. 이어서, 결정화시킨 투명 도전성 필름의 투명 도전층 표면에, 산업용 와이퍼 (CONTEC 사 제조,「Anticon, Gold Sorb」) 를 직경 11 ㎜ 의 범위에서 400 g 의 하중이 되도록 대고 눌러, 길이 10 ㎝ 의 사이를 5 회 슬라이딩시켰다. 그 후, 슬라이딩 방향과 직교하는 직교 방향에 걸쳐서 측정하도록, 4 탐침식 프로브를 투명 도전층의 표면에 배치하고, 슬라이딩 후의 투명 도전성 필름의 표면 저항값 R₁₀ 을 측정하였다. 또, 슬라이딩 전의 투명 도전성 필름의 동일 위치에서의 표면 저항값을 R₀ 으로 하였다.

표면 저항값의 변화율 (R₁₀/R₀) 이 2 미만인 경우를 ○ 로 평가하고, 2 이상 5 미만인 경우를 △ 로 평가하고, 5 이상인 경우를 × 로 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

(내습열성)

각 실시예 및 각 비교예의 투명 도전성 필름을 130 ℃ 에서 90 분간 가열하여, 투명 도전층을 결정화시켰다. 이어서, 결정화시킨 투명 도전성 필름을 85 ℃ 85 ％RH 의 조건하에서 240 시간 방치하고, 100 칸 크로스 컷 시험을 실시하였다.

투명 도전층이 박리된 칸의 개수가 20 미만인 경우를 ○ 로 평가하고, 20 이상 50 미만인 경우를 △ 로 평가하고, 50 이상인 경우를 × 로 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

(내알칼리성)

각 실시예 및 각 비교예의 투명 도전성 필름을 130 ℃ 에서 90 분간 가열하여, 투명 도전층을 결정화시켰다. 이어서, 결정화시킨 투명 도전성 필름에, 커터로 길이 1 ㎝ 의 절입을 형성하여, KOH 의 3 질량％ 수용액 (온도 30 ℃) 에 20 분간 침지시켰다. 절입 부분을 현미경 (배율 20 배) 으로 관찰하여, 하드 코트층에 크랙의 발생이 확인되지 않은 경우를 ○ 로 평가하고, 크랙의 발생이 확인된 경우를 × 로 평가하였다.

결과를 표 1 에 나타낸다.

또한, 상기 발명은, 본 발명의 예시의 실시형태로서 제공하였는데, 이것은 단순한 예시에 불과하며, 한정적으로 해석해서는 안된다. 당해 기술 분야의 당업자에 의해 분명한 본 발명의 변형예는, 후기의 청구의 범위에 포함되는 것이다.

Claims

투명 기재와,
상기 투명 기재의 두께 방향 일방측에 배치되는 하드 코트층을 구비하고,
상기 하드 코트층은, 실리카 입자, 산화지르코늄 입자, 및 수지를 함유하고,
상기 하드 코트층에 있어서의 상기 실리카 입자의 함유 비율이, 0.5 질량％ 이상, 3.0 질량％ 미만이고,
상기 하드 코트층에 있어서의 상기 산화지르코늄 입자의 함유 비율이, 35.0 질량％ 이상, 70.0 질량％ 미만인 것을 특징으로 하는, 하드 코트 필름.
제 1 항에 있어서,
상기 투명 기재가, 시클로올레핀계 기재인 것을 특징으로 하는, 하드 코트 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 하드 코트층에 있어서의 상기 실리카 입자 및 상기 산화지르코늄 입자의 합계 함유 비율이, 65.0 질량％ 이하인 것을 특징으로 하는, 하드 코트 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 하드 코트층의 탄성률이, 4.2 ㎬ 이상인 것을 특징으로 하는, 하드 코트 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 하드 코트층의 두께가, 0.7 ㎛ 이상, 2.0 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 하드 코트 필름.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 하드 코트 필름과,
상기 하드 코트 필름의 두께 방향 일방측에 배치되는 투명 도전층을 구비하는 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 필름.
편광자와,
제 6 항에 기재된 투명 도전성 필름을 구비하는 것을 특징으로 하는, 투명 도전성 필름 적층체.
화상 표시 소자와,
제 7 항에 기재된 투명 도전성 필름 적층체를 구비하고,
상기 투명 도전성 필름이, 상기 편광자와 상기 화상 표시 소자 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 화상 표시 장치.