KR20140134228A - 하드 코트 필름, 편광판 및 화상 표시 장치 - Google Patents

Abstract

투명 필름; 및 투명 필름 위에 형성된 하드 코트층을 포함하는 하드 코트 필름이 제공되며, 하드 코트층의 표면 자유 에너지는 일정값 이상이고; 하드 코트 필름은, 투명 필름의 성분과 하드 코트층의 성분이 혼재하는 혼재 영역을 가지며; 혼재 영역의 굴절률은 하드 코트 필름의 두께 방향을 향해 연속적으로 변화하고; 굴절률 변화 경사가 일정 범위 내이다.

Description

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

본 출원은 2013년 5월 13일 출원된 일본 특허 출원 제 2013-101246호 및 2014년 3월 27일 출원된 일본 특허 출원 2014-065457호에 대해 35 U.S.C. 섹션 119 하에서 우선권을 주장하고, 여기에 참조로서 통합시킨다.

본 발명은, 하드 코트 필름, 이 필름을 각각 포함하는 편광판 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.

지금까지, 편광판, 및 화상 표시 장치의 화면 및/또는 터치 패널과 같은 광학 부재들 각각은, 상처 발생 (flawing) 이나 광 반사를 방지하기 위해서, 몇몇 경우에 이들 부재에 하드 코트 필름이 형성되었다. 하드 코트 필름은, 투명 필름과 그 투명 필름 위에 형성된 하드 코트층을 포함한다. 하드 코트층은, 통상적으로, 예를 들어, 열 경화형 수지 또는 자외선 경화형 수지와 같은 전리 방사선 경화형 수지를 포함하는 하드 코트층 형성 재료를 필름에 형성하여 얻은 얇은 코팅 필름으로 구성된다.

투명 필름과 하드 코트층 사이에 상당한 굴절률 차이가 종래의 하드 코트 필름에는 존재한다. 이 때문에, 하드 코트층의 표면 위에 약간의 요철의 존재는, 간섭 무늬가 발생한다는 문제를 수반한다. 간섭 무늬는, 예를 들어, 하드 코트층의 표면에 악영향을 미치는 형광등과 같은 삼파장 광원으로부터의 광 반사에서 기인되는, 줄무늬의 외관인 점에 유의해야 한다. 이와 같은 간섭 무늬는, 하드 코트 필름의 표면의 시인성을 저하시키는 원인이 된다는 문제를 수반한다.

또한, 시인성을 향상시키기 위해, 하드 코트 필름의 표면에 층간 충전이 채용되는 경우가 있다. 그러기 위해서는 하드 코트 필름이 층간 충전에 호환할 수 있게 할 필요가 있다. 구체적으로는, 층간 충전제가 균일하게 도포되는 상태가 장시간 유지되기 위해서, 층간 충전제가 하드 코트층 표면에서는 튕겨지지 않도록, 하드 코트 필름의 도포성이 향상될 필요가 있다.

하드 코트 필름을 층간 충전에 호환할 수 있게 하는 방법으로서 친수화에 기초한 표면 개질 처리를 실시하는 방법이 가능하다. 그러나, 이 방법은 다음 문제를 수반한다. 그 생산의 공정 수가 증가해 생산성이 저하되고, 내찰상성이 저하된다.

여기서, 간섭 무늬의 발생을 방지하는 방법으로서, 다음의 하드 코트 필름이 제안된다 (일본 공개특허 공보 제 2011-237789호 참고). 투명 필름과 하드 코트층 사이의 공간으로부터 하드 코트층의 두께 방향 중도부까지의 영역에 있어서 굴절률이 두께 방향으로 연속적으로 변화한다. 그러나, 하드 코트 필름을 층간 충전에 호환할 수 있게 하고자 하는 시도는, 그 내찰상성이 감소하고, 화이트 헤이즈와 같은 외관 불량이 발생한다는 문제를 수반한다.

이상과 같이, 간섭 무늬의 발생이 방지되고, 층간 충전 가능한 하드 코트 필름이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 간섭 무늬의 발생이 방지되고, 층간 충전에 호환할 수 있는 하드 코트 필름을 제공하는 것이다.

앞서 말한 관점에서, 본 발명의 발명자들이, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토하였고, 그 결과, 하드 코트층으로부터 투명 필름까지 범위에서 굴절률 변화를 고도로 제어하고, 표면 자유 에너지가 30 mN/m 이상인 하드 코트층을 사용하여, 상기 문제들이 해결되는 것을 알아내었다. 따라서, 본 발명자들은 본 발명을 완성시켰다.

본 발명의 하드 코트 필름은, 투명 필름과 그 투명 필름 위에 형성된 하드 코트층을 구비한다. 하드 코트층은, 30 mN/m 이상의 표면 자유 에너지를 갖는다. 하드 코트 필름은, 투명 필름의 성분과 하드 코트층의 성분이 혼재된 혼재 영역을 갖는다. 혼재 영역의 굴절률이 하드 코트 필름의 두께 방향을 향해 연속적으로 변화한다. 식 (1) 에서 규정된 굴절률 변화 경사 a (㎛^-1) 는 0.003 ≤ a ≤ 0.018 의 관계를 만족한다 :

a = ｜n_A - n_B｜ / L … (1)

식 (1) 중, n_A 는 하드 코트층의 고유의 굴절률을 나타내고, n_B 는 투명 필름의 고유의 굴절률을 나타내고, L 은 혼재 영역의 두께 (㎛) 를 나타낸다.

본 발명의 일 실시형태에서, 하드 코트 필름은, 투명 필름의 성분과 하드 코트층의 성분에 의해 생기는 계면을 갖고, 계면은, 반사 스펙트럼의 해석에 의해 검출 가능하다.

본 발명의 다른 실시형태에서, 하드 코트층의 표면에는, 층간 충전제를 개재하여 전면판이 부착된다.

본 발명의 다른 실시형태에서, n_A 및 n_B 는 0 ≤ ｜n_A - n_B ｜≤ 0.42 의 관계를 만족한다.

본 발명의 다른 실시형태에서, 혼재 영역의 두께 L 은 2.0 ㎛ 이상이다.

본 발명의 다른 실시형태에서, n_A 및 n_B 는 n_B〈 n_A 의 관계를 만족한다.

본 발명의 다른 실시형태에서, n_A 는 1.33 ≤ n_A ≤ 1.90 의 관계를 만족한다.

본 발명의 다른 실시형태에서, n_B 는 1.33 ≤ n_B ≤ 1.66 의 관계를 만족한다.

본 발명의 다른 양태에 의하면, 편광판이 제공된다. 편광판은 하드 코트 필름을 구비한다.

본 발명의 다른 양태에 의하면, 화상 표시 장치가 제공된다. 화상 표시 장치는 하드 코트 필름을 구비한다.

본 발명의 하드 코트 필름에 있어서, 하드 코트 필름의 두께 방향으로 굴절률이 연속적으로 변화하고, 굴절률 변화 경사가 일정 범위 내에서 제어된다. 또, 하드 코트층의 표면 자유 에너지가 30 mN/m 이상이다. 그 결과, 다음의 효과가 획득된다. 간섭 무늬의 발생이 방지되고, 그 내찰상성이 감소하지 않고, 화이트 헤이즈와 같은 외관 불량도 발생하지 않는다. 또한, 본 발명의 하드 코트 필름에 의하면, 표면 개질 처리를 하지 않아도, 하드 코트층의 표면 자유 에너지를 30 mN/m 이상으로 설정함으로써, 그 도포성이 향상된다. 따라서, 하드 코트 필름이 층간 충전에 호환할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 간섭 무늬, 내찰상성 감소와 화이트 헤이즈의 방지 및 층간 충전과의 호환, 그리고 지금까지 동시에 만족하기 어려웠던 예방책과 가능성이 동시에 만족될 수 있다.

도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 하드 코트 필름을 나타내는 개략 단면도.
도 2 는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 하드 코트 필름을 나타내는 개략 단면도.
도 3 은 본 발명의 또다른 실시형태에 따른 하드 코트 필름을 나타내는 개략 단면도.
도 4 는 본 발명의 또다른 실시형태에 따른 하드 코트 필름을 나타내는 개략 단면도.
도 5 는 프리즘 커플러로 측정된 실시예들에서 데이터를 나타내는 그래프.

(1. 하드 코트 필름의 개요)

본 발명의 하드 코트 필름은, 투명 필름과 그 투명 필름 위에 형성된 하드 코트층을 포함한다. 또한, 하드 코트층의 표면 자유 에너지는 30 mN/m 이상이다. 또한, 하드 코트 필름은, 투명 필름의 성분과 하드 코트층의 성분이 혼재된 혼재 영역을 갖는다. 혼재 영역의 굴절률은 하드 코트 필름의 두께 방향으로 연속적으로 변화하고, 식 (1) 에 규정된 굴절률 변화 경사 a (㎛^-1) 가 0.003 ≤ a ≤ 0.018 의 관계를 만족한다 :

a = ｜n_A-n_B｜ / L … (1)

식 (1) 중, n_A 는 하드 코트층의 고유 굴절률을 나타내고, n_B 는 투명 필름의 고유 굴절률을 나타내고, L 은 혼재 영역의 두께 (㎛) 를 나타낸다.

혼재 영역은, 하드 코트층과 투명 필름 사이의 경계 또는 그 근방으로부터 하드 코트층의 두께 방향 중도부까지의 범위에 걸쳐서 형성된다.

혼재 영역의 일단부는, 하드 코트층의 두께 방향 중도부에 존재할 수 있다. 일단부는, 예를 들어, 하드 코트층과 투명 필름 사이의 경계로부터, 하드 코트층의 두께에 대해 적어도 40% 까지 하드 코트층의 두께 방향으로 떨어져 있고, 그 거리는 바람직하게는 60% 이상이며, 보다 바람직하게는 80 % 이상이다. 그 거리가 이와 같은 범위 내일 때, 본 출원 발명의 효과는 보다 신뢰성을 가지게 된다.

혼재 영역의 타단부는,

(1) 하드 코트층과 투명 필름 사이의 경계 (즉, 하드 코트층 형성 재료를 도포한 시점에서의 투명 필름 표면),

(2) 경계에 대해 투명 필름측, 및

(3) 경계에 대해 하드 코트층측 중 어느 하나에 존재할 수도 있다.

타단부는 계면을 형성할 수도 있다.

상기 언급된 항목 (1) 내지 (3) 에 따른 양태는 도 1 내지 도 3 을 참조해 각각 설명되며, 또다른 실시형태는 도 4 를 참조해 설명된다. 각 도면에서 나타낸 본 발명은, 단순히 본 발명의 일 양태에 불과하다는 점을 유의해야 한다.

도 1 에서, 일 실시형태에 따른 하드 코트 필름 (1) 은, 투명 필름 (2) 과 투명 필름 (2) 위에 형성된 하드 코트층 (3) 을 포함한다. 도면에서 참조 부호 31 로 나타낸 영역은, 혼재 영역이다. 하드 코트층 (3) 의 두께 방향 중도부는, 계면 (5) 과 하드 코트층 (3) 의 표면 (3a) 사이의 두께 방향의 중앙부를 의미하지 않는다는 점에 유의해야 한다 (용어 "중도부" 에 대해, 이하 동일하다). 일 실시형태에서, 투명 필름 (2) 과 하드 코트층 (3) 사이의 경계에는 계면 (5) 이 존재한다. 계면에 대한 상세는 섹션 1-3 에서 후술한다.

도 2 는, 다른 실시형태에 따른 하드 코트 필름을 나타낸다. 이 실시형태에서, 혼재 영역은, 하드 코트층 (3) 에 가까운 투명 필름 (2) 의 부분으로부터 하드 코트층 (3) 의 두께 방향 중도부까지 범위에 걸쳐서 형성된다. 즉, 혼재 영역은, 혼재 영역 (31) 과 도면에서 참조 부호 21 로 나타낸 영역을 포함한다. 계면이 존재하는 경우, 계면 (5) 은, 하드 코트층 (3) 에 가까운 투명 필름 (2) 의 부분에 존재할 수 있다. 이하, 혼재 영역 (31) 은 "제 1 영역" 이라고 때때로 칭하고, 도면에서 참조 부호 21 로 나타낸 영역은 "제 2 영역" 이라고 때때로 칭한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "제 1 영역" 및 "제 2 영역" 은, 도 2 에 따른 실시형태를 설명하는 경우에만 사용된다는 점에 유의해야 한다.

도 3 은, 또다른 실시형태에 관한 하드 코트 필름을 나타낸다. 본 실시형태에서, 혼재 영역 (31) 은, 투명 필름 (2) 에 가까운 하드 코트층 (3) 의 부분으로부터 하드 코트층 (3) 의 두께 방향 중도부까지 범위에 걸쳐서 형성된다. 이 실시형태에서는, 투명 필름 (2) 측의 하드 코트층 (3) 의 단부 근방에 이행 영역 (33) 이 형성될 수 있다. 몇몇 경우에, 혼재 영역 (31) 과 이행 영역 (33) 의 사이에, 계면 (5) 이 인식될 수 있다.

도 4 는, 또다른 실시형태에 따른 하드 코트 필름을 나타낸다. 본 실시형태에 있어서는, 하드 코트층 (3) 위에, 층간 충전제 (6) 및 전면판 (7) 이 이 순서로 제공된다. 물론, 도 1 에 따른 실시형태로서 나타낸 본 실시형태는, 도 2 또는 도 3 에 따른 실시형태일 수도 있다.

도 1 내지 도 4 의 각각에 나타낸 하드 코트 필름 (1) 에 있어서는, 하드 코트층 (3) 이 투명 필름 (2) 의 편면에 형성된다는 점에 유의해야 한다. 그러나, 하드 코트층이 투명 필름의 양면의 각각에 형성될 수도 있다 (미도시).

(1-1. 혼재 영역)

(굴절률이 두께 방향으로 연속적으로 변화)

위에서 설명한 바와 같이, 혼재 영역의 굴절률은, 하드 코트 필름의 두께 방향으로 연속적으로 변화한다.

여기에서 사용된 바와 같이 구절 "연속적으로 변화" 는, 굴절률이 부분적으로 일정한 경우도 포함하는 개념이다. 보다 상세하게는, 구절 "연속적으로 변화" 는, 혼재 영역의 굴절률이 하드 코트 필름의 두께 방향에서 임의의 불연속치를 갖지 않는 것을 의미한다. 하드 코트 필름의 두께 방향에 있어서의 임의의 2 점 X 및 Y 에서 혼재 영역의 굴절률 n_X 및 n_Y 를 이용해 얻어진 식 (2) 에 규정된 굴절률 변화 경사 b (㎛^-1) 는, 예를 들어, 0.003 ≤ b ≤ 0.018 의 관계를 만족하고, 0.004 ≤ b ≤ 0.008 을 만족하는 것이 바람직하다.

b = ｜n_X - n_Y｜ / D … (2)

식 (2) 중, D 는 두께 방향에서 2 점 X 및 Y 사이의 거리 (㎛) 를 나타낸다.

이들의 굴절률은, 프리즘 커플러를 사용하는 것을 수반하는 방법에 의해 측정될 수 있다.

프리즘 커플러에서, 레이저 광이 프리즘을 개재하여 박막중에 도입되고, 그 도입된 광의 강도가 특정의 입사 각도 (박막 도파 조건에 합치한 각도) 에서 일정 주기성을 가지고 강해지는 상태가 검출된다.

굴절률이 그 깊이 방향으로 연속적으로 변화하지 않는 박막에서, 이 특정의 입사각과 그 주기성은 박막의 굴절률과 막두께로부터 일의적으로 결정되고, 따라서, 얻어진 복수의 입사각 (모드라고 칭해짐) 으로부터 박막의 굴절률과 막두께가 산출될 수 있다.

한편, 굴절률이 그 깊이 방향으로 변화하는 박막에서, 박막 도파 조건으로부터 야기된 갭 (gap) 이 그 입사각과 주기성 사이에 생기고, 따라서, 갭을 해석하여 박막의 깊이 방향에 대한 굴절률 변화가 정량적으로 결정될 수가 있다.

(굴절률 변화 경사)

하드 코트 필름에서, 식 (1) 에 규정된 굴절률 변화 경사 a (㎛^-1) 는 0.003 ≤ a ≤ 0.018 의 관계를 만족한다. 또한, a 는, 0.004 ≤ a ≤ 0.008 의 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하다. a 가 범위 내이면, 하드 코트 필름의 간섭 무늬가 보다 확실하게 억제될 수 있어, 보다 높은 내찰상성이 확보된다.

식 (1) 에 있어서 n_A 〈 n_B 인 경우, n_A 는, 1.30 ≤ n_A ≤ 1.66 의 관계를 만족하는 것이 바람직하고, 1.38 ≤ n_A ≤ 1.55 의 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하다.

n_B 는, 1.33 ≤ n_B ≤ 1.66 의 관계를 만족하는 것이 바람직하고, 1.47 ≤ n_B ≤ 1.55 를 만족하는 것이 보다 바람직하다.

n_A 및 n_B 가 이와 같은 범위 내이면, 간섭 무늬가 보다 확실하게 억제될 수 있다.

n_A 및 n_B 가 n_B 〈 n_A 의 관계를 만족하는 경우, n_A 는, 1.33 ≤ n_A ≤ 1.90 을 만족하는 것이 바람직하고, 1.47 ≤ n_A ≤ 1.74 를 만족하는 것이 보다 바람직하다.

n_B 는, 1.33 ≤ n_B ≤ 1.66 의 관계를 만족하는 것이 바람직하고, 1.47 ≤ n_B ≤ 1.55 를 만족하는 것이 보다 바람직하다.

n_A 및 n_B 가 이와 같은 범위 내이면, 간섭 무늬가 보다 확실하게 억제될 수 있다.

n_A 및 n_B 가 n_A〈 n_B 또는 n_B〈 n_A 의 관계를 만족할 수도 있고, n_B〈 n_A 의 관계를 만족하는 것이 바람직하다. 이 경우, 간섭 무늬가 보다 확실하게 억제될 수 있다.

｜n_A - n_B｜ 에 대한 값은, 통상적으로 0 ≤ ｜n_A - n_B｜≤ 0.42 의 관계를 만족하고, 0.03 ≤ ｜n_A - n_B｜ ≤ 0.26 의 관계를 만족하는 것이 바람직하고, 0.04 ≤ ｜n_A - n_B｜ ≤ 0.10 의 관계를 만족하는 것이 보다 바람직하다. 이 값이 이와 같은 범위 내이면, 간섭 무늬가 보다 확실하게 억제될 수 있다.

혼재 영역의 두께 L 은, 통상적으로 2.0 ㎛ 이상이며, 바람직하게는 3.0 ㎛ 이상이며, 보다 바람직하게는 4.5 ㎛ 이상이다. 두께가 이와 같은 범위 내이면, 간섭 무늬가 보다 확실하게 억제될 수 있다.

(1-2. 하드 코트층)

하드 코트층의 표면 자유 에너지는, 30 mN/m 이상이며, 32 mN/m 이상인 것이 바람직하다. 표면 자유 에너지가 이 범위 내이면, 하드 코트층 위에서 도포액이 튕겨지는 일 없이 쉽게 퍼지고, 또한 하드 코트층의 층간 충전제와 호환성이 한층 향상할 수 있다. 또한, 친수화에 기초한 표면 개질 처리를 할 필요가 한층 감소하고, 또한, 생산성의 감소, 내찰상성의 감소하는 문제를 한층 확실하게 회피할 수 있다. 표면 자유 에너지는, 액적법에 의해 측정될 수 있다. 하드 코트층에 관한 상세는, 섹션 3 에서 후술한다.

(1-3. 계면)

섹션 1 에서 설명한 대로, 하드 코트 필름은, 계면을 가질 수도 있다. 계면은, 투명 필름의 성분과 하드 코트층의 성분에 의해 형성될 수 있다. 계면은, 반사 스펙트럼의 해석에 의해 검출될 수 있다.

반사 스펙트럼의 해석에 의해 검출될 수 있는 계면이 하드 코트 필름의 두께 방향에서 1 개만 존재하는 것이 바람직하다. 요컨대, 1 개의 계면을 제외하고 반사 스펙트럼의 해석에 의해 검출될 수 있는 광학 계면이 하드 코트 필름에 존재하지 않는 것이 바람직하다. 환언하면, 반사 스펙트럼의 해석에 의해 검출될 수 있는 2 개 이상의 계면이 하드 코트 필름 내에 존재하는 것은 바람직하지 않다.

구절 "반사 스펙트럼의 해석에 의해 검출될 수 있다" 는, 계면이 예를 들어, 순간 멀티 측광 시스템 (오오츠카 전자(주) 제조, 제품명 : "MCPD3700") 으로 검출될 수 있다는 것을 의미한다. 구체적으로, 검출은, 후술하는 섹션 (계면의 확인 방법) 에 설명된 방법에 따라 실시될 수 있다.

계속해서, 본원 발명의 하드 코트 필름에 대한 추가적인 상세를 설명한다.

(2. 하드 코트 필름)

하드 코트 필름의 양태가 보다 구체적으로 설명된다.

하드 코트 필름 (1) 은, 소정 형상 (예를 들어, 평면시 직사각형 형상) 으로 형성될 수도 있다. 하드 코트 필름 (1) 의 두께는, 예를 들어, 20 ㎛ 내지 1000 ㎛ 이며, 바람직하게는 20 ㎛ 내지 500 ㎛ 이다.

(2-1. 굴절률의 연속적인 변화)

혼재 영역에서 굴절률의 연속적인 변화는, 투명 필름을 형성하는 성분의 양이 하드 코트층 (3) 의 표면 (3a) 을 향해 감소한다는 사실에 의해 실현될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "하드 코트층의 표면" 은, 투명 필름에 적층된 하드 코트층의, 하드 코트층과 투명 필름 사이의 경계와는 반대측의 표면을 칭한다.

투명 필름 (2) 의 고유의 굴절률과 하드 코트층 (3) 의 고유의 굴절률은, 서로 상이할 수도 있다. 투명 필름 (2) 의 고유의 굴절률은, 하드 코트층 (3) 의 고유의 굴절률보다 작을 수도 있고 클 수도 있다.

본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "투명 필름 (2) 의 고유의 굴절률" 은, 투명 필름 단독 (하드 코트층이 형성되지 않은 상태의 투명 필름) 에 대해 측정된 굴절률을 칭한다. 또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "하드 코트층 (3) 의 고유의 굴절률" 은, 하드 코트층 단독의 굴절률 (하드 코트층을 형성하는 성분이 본래 갖는 굴절률) 을 칭한다.

이하, 투명 필름을 형성하는 성분 (투명 필름에서 하드 코트층을 형성하는 성분을 제외한다) 을, "필름 성분" 으로 종종 약기하고, 하드 코트층을 형성하는 성분 (하드 코트층에서 투명 필름을 형성하는 성분을 제외하다) 을, "하드 코트 성분" 으로 종종 약기한다.

간섭 무늬의 발생을 방지하기 위해서는, 투명 필름 (2) 과 하드 코트층 (3) 사이의 굴절률의 차이는 0 인 것이 이론상 바람직하다. 그러나, 투명 필름 (2) 의 굴절률과 하드 코트층 (3) 의 굴절률이 같은 값이 되는 재료를 선택하는 것은 현실적으로는 곤란하다. 본 발명의 하드 코트 필름 (1) 은, 혼재 영역 (31) 에서 굴절률이 두께 방향으로 연속적으로 변화하고, 혼재 영역 (31) 중에 계면이 존재하지 않는 구조인 것이 바람직하다. 이 경우, 간섭 무늬의 발생을 보다 확실하게 억제할 수 있다. 굴절률 간의 차이가 어느 정도 큰 투명 필름 (2) 과 하드 코트층 (3) 을 사용하는 일도 가능하다. 구체적으로는, 투명 필름 (2) 과 하드 코트층 (3) 의 고유의 굴절률 간의 차이는, 예를 들어, 0 내지 0.42 이며, 바람직하게는, 0.03 내지 0.26 이다. 양자의 필름과 층의 고유의 굴절률 간의 차이는, 필름 성분과 하드 코트 성분 사이의 굴절률의 차이이다.

본 발명에 있어서, 투명 필름 (2) 과 하드 코트층 (3) 사이의 굴절률의 차이는, 혼재 영역에 의해 감소된다. 상기 서술한 바와 같이, 상기 식 (1) 에 규정된 굴절률 변화 경사 a (㎛^-1) 가 0.003 ≤ a ≤ 0.018 의 관계를 만족하는 경우, 간섭 무늬의 발생이 억제된다.

예를 들어, 투명 필름 (2) 의 고유의 굴절률이 하드 코트층 (3) 의 고유의 굴절률보다 작은 경우, 혼재 영역에서의 굴절률은, 하드 코트층 (3) 의 표면 (3a) 측을 향하여 서서히 커질 수도 있다. 요컨대, 도 1 내지 도 4 각각에 나타낸 양태의 경우, 계면 (5) 을 기준으로, 그 계면 (5) 으로부터 하드 코트층 (3) 의 표면 (3a) 측까지, 하드 코트층 (3) 의 고유의 굴절률에 서서히 가까워지도록, 굴절률이 연속적으로 변화할 수도 있다. 한편, 투명 필름 (2) 의 고유의 굴절률이 하드 코트층 (3) 의 고유의 굴절률보다 큰 경우, 혼재 영역 (31) 에서 굴절률은, 하드 코트층 (3) 의 표면 (3a) 측을 따라 서서히 감소될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 필름 성분과 하드 코트 성분은 통상적으로, 혼재 영역 (31) 에서 혼재된다. 혼재 영역 (31) 은, 하드 코트층 (3) 에 대한 필름 성분의 이행 (transition) 에 의해 형성될 수도 있다. 혼재 영역 (31) 에서 필름 성분의 양은, 반사 스펙트럼의 해석에 근거한 어떠한 계면을 생성하지 않고, 하드 코트층 (3) 의 표면 (3a) 을 따라 감소할 수도 있다. 투명 필름 (2) 과 하드 코트층 (3) 의 밀착성은 혼재 영역 (31) 의 존재에 의해 우수하다. 따라서, 하드 코트 필름 (1) 을 장기간 사용해도, 투명 필름 (2) 과 하드 코트층 (3) 은 서로 박리하기 어렵다. 따라서, 하드 코트 필름 (1) 은, 내구성이 우수하다. 또한, 투명 필름 (2) 과 하드 코트층 (3) 사이의 굴절률의 차이는 혼재 영역 (31) 의 존재에 의해 감소된다. 따라서, 하드 코트 필름 (1) 에서 투명 필름 (2) 과 하드 코트층 (3) 사이의 계면 (5) 에서 기인되는 간섭 무늬도 억제된다.

혼재 영역 (31) 과 하드 코트층 (3) 의 표면 (3a) 의 사이의 영역 (이하, "하드 코트 영역" 이라고도 칭한다) (32) 은, 실질적으로 하드 코트 성분으로 형성된다. 고경도의 하드 코트층 (3) 이 하드 코트층 (3) 의 표면 측에 하드 코트 영역 (32) 의 존재에 의해 구성될 수 있다. 하드 코트 영역 (32) 은, 그 자체로 필름 성분을 약간 포함할 수도 있다는 점에 유의해야 한다. 혼재 영역 (31) 과 하드 코트 영역 (32) 사이에 계면이 존재하지 않는 것이 바람직하다. 즉, 하드 코트층 (3) 에서, 혼재 영역 (31) 과 하드 코트 영역 (32) 은, 어떠한 계면의 생성 없이 서로 연결되는 것이 바람직하다.

투명 필름 (2) 은, 하드 코트 성분을 그 자체로 포함할 수도 있고, 하드 코트 성분이 포함되지 않을 수도 있다. 도 2 에 나타낸 양태와 같이, 투명 필름 (2) 이 하드 코트 성분을 포함하는 경우, 하드 코트 성분은, 투명 필름 (2) 과 하드 코트층 (3) 사이의 경계로부터 투명 필름 (2) 의 두께 방향 중도부까지의 영역에 통합된다. 그 결과, 상기 서술한 같이, 혼재 영역은, 제 1 영역 (31) 과 제 2 영역 (21) 을 포함한다. 제 2 영역 (21) 은, 하드 코트 성분의, 투명 필름 (2) 으로의 이행에 의해 형성될 수도 있다.

도 2 에 나타낸 바와 같이, 투명 필름 (2) 이 하드 코트 성분을 포함하는 경우, 계면 (5) 은 하드 코트층 (3) 과는 반대측의 제 2 영역 (21) 의 단부에 존재할 수도 있다. 또한, 투명 필름 (2) 의 두께 방향 중도부는, 투명 필름 (2) 과 하드 코트층 (3) 사이의 경계와 투명 필름 (2) 의 이면 사이의 두께 방향의 중앙부를 의미하지 않는다는 점에 유의해야 한다. 또, 다른 양태에 있어서도, 중도부는 하드 코트층 (3) 의 중도부와 마찬가지로 생각될 수 있다.

제 2 영역 (21) 에서 필름 성분의 양은, 반사 스펙트럼의 해석에 기초한 임의의 계면을 생성하지 않고, 하드 코트층 (3) 의 표면 (3a) 을 따라 서서히 감소하는 것이 바람직하다. 제 2 영역 (21) 의 두께는, 제 1 영역 (31) 의 두께보다 작을 수도 있다는 점에 유의해야 한다.

도 3 에 나타낸 실시형태에서, 이행 영역 (33) 은, 투명 필름 (2) 의 팽윤 또는 용해에 의해 형성될 수도 있다. 이 경우, 계면 (5) 은 이행 영역 (33) 의, 하드 코트층 (3) 에 대해 더 가까운 측 (실질적으로는, 혼재 영역 (31) 에 더 가까운 측) 의 단부에서 인식될 수도 있다.

(2-2. 계면의 확인 방법)

하드 코트 필름에서, 계면의 존재를 확인하는 방법은, 예를 들어, 하기 측정 방법에 따라 반사 스펙트럼을 측정하는 것이다. 구체적으로는, 각 하드 코트 필름의 투명 필름의 이면에, 흑색 아크릴 판 (미츠비시 레이욘(주) 제조, 두께 : 2.0 mm) 이, 두께 약 20 ㎛ 의 투명한 아크릴계 점착제를 개재하여 부착된다. 이 하드 코트 필름의 하드 코트층의 표면의 반사 스펙트럼이, 하기의 조건하에서, 순간 멀티 측광 시스템 (오오츠카 전자(주) 제조, 제품명 : "MCPD3700") 을 이용해 측정된다.

(측정 조건들)

레퍼런스 : AL

알고리즘 : FFT 법

계산 파장 : 450 nm 내지 950 nm

(검출기 조건들)

노광 시간 : 20 ms

램프 게인 : 노멀

적산 횟수 : 1

(FFT 법)

검출된 막두께 값들의 범위 : 0.5 ㎛ 내지 12.0 ㎛

데이터 개수 : 212

막두께 분해능 : 24 nm

벨 함수 : 사용됨

계면은, 반사 스펙트럼의 측정 결과에서 강도의 피크가 나온 부분에 존재한다고 가정한다. 구체적으로는, 피크 강도의 값이 5 이상인 경우에, 계면이 존재하는 것으로 간주된다. 또한, 피크 강도의 값은 30 이하인 것이 바람직하고, 20 이하인 것이 보다 바람직하다. 그 값이 범위 내인 경우, 간섭 무늬의 발생이 보다 확실하게 억제된다.

(3. 하드 코트층)

하드 코트층은, 연필 경도 시험으로 H 이상의 경도를 갖는 층이 바람직하다. 경도는, JIS K 5400 의 연필 경도 시험에 준해 측정된 값이 바람직하다.

하드 코트층의 두께는, 통상 1 ㎛ 내지 30 ㎛ 이며, 바람직하게는 2 ㎛ 내지 20 ㎛ 이며, 보다 바람직하게는 3 ㎛ 내지 15 ㎛ 이다. 또한, 경도 2H 이상의 하드 코트층에서, 두께는 3 ㎛ 내지 15 ㎛ 로 설정하는 것이 특히 바람직하다. 이 경우, 본 발명의 구조를 채용하여, 간섭 무늬의 억제 효과가 한층 현저해질 수 있다.

하드 코트층은, 예를 들어, 용매와 경화형 화합물을 포함하는 하드 코트층 형성 재료를 투명 필름 위에 도포하고, 또한 그 재료를 경화시켜 얻어진 박막으로 형성된다. 용매는, 투명 필름에 대한 양용매를 포함하고, 경화형 화합물은, 분자량 800 이하의 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 본 명세서에 있어서, 용어 "양용매" 란, 투명 필름을 용해하는 기능을 갖는 용매를 말하고, 용어 "빈용매" 란, 투명 필름을 용해하는 기능을 갖지 않는 용매를 말한다. 본 명세서에 있어서, 경화형 화합물 중에서 분자량 800 이하의 화합물은, "분자량 800 이하의 저분자량 성분" 이라고 기재되거나, 또는 단순히 "저분자량 성분" 이라고 기재된다.

경화형 화합물 및 투명 필름을 용해할 수 있는 용매가 양용매로서 사용되는 것이 바람직하다. 용매의 예로는, 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올, 부탄올, 및 2-메톡시에탄올 등의 알코올류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 및 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류; 아세트산 메틸, 아세트산 에틸, 및 아세트산 부틸 등의 에스테르류; 디이소프로필에테르, 및 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 등의 에테르류; 에틸렌글리콜, 및 프로필렌글리콜 등의 글리콜류; 에틸 셀로솔브, 및 부틸 셀로솔브 등의 셀로솔브류; 헥산, 헵탄, 옥탄, 및 시클로펜타논 등의 지방족 탄화수소류; 및 벤젠, 톨루엔, 및 자일렌 등의 방향족 탄화수소류를 포함한다. 이들의 용매는, 단독으로 또는 조합하여 사용될 수도 있다.

예를 들어, 투명 필름이 트리아세틸셀룰로오스 필름인 경우, 필름에 대한 양 (good) 용매로는, 예를 들어, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로펜타논, 아세트산 에틸, 및 아세트산 메틸을 들 수 있다. 투명 필름이 트리아세틸셀룰로오스 필름인 경우, 필름에 대한 빈 (poor) 용매로는, 예를 들어, 이소프로필 알코올, 부탄올, 및 에탄올 등의 알코올류; 아세트산 부틸, 및 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 등의 에테르류를 들 수 있다. 예를 들어, 투명 필름이 아크릴계 필름인 경우, 필름에 대한 양용매로는, 예를 들어, 시클로펜타논, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸 케톤, 아세트산 부틸, 아세트산 에틸, 디아세톤알콜, 및 테트라하이드로푸란 등의 에테르류를 들 수 있다. 투명 필름이 아크릴계 필름인 경우, 필름에 대한 빈용매로는, 예를 들어, 이소프로필 알코올, 부탄올, 및 에탄올 등의 알코올류; 및 자일렌 등의 방향족 탄화수소를 들 수 있다. 양용매 단독, 또는, 양용매와 빈용매를 혼합한 혼합 용매가 용매로서 사용되는 것이 바람직하다. 양용매와 빈용매는, 투명 필름의 재질에 따라 적절히 선택될 수 있다.

하드 코트층 형성 재료를 투명 필름 위에 도포하는 경우, 용매가 투명 필름 안으로 침투해 나가는 한편으로, 필름 성분 (예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스 등의 투명 필름을 형성하는 폴리머) 이 용매의 침투에 의해 용출되고, 확산된다. 이로써, 필름 성분과 하드 코트 성분 (경화형 화합물 등) 이 혼재된 혼재 영역이 생긴다. 하드 코트 성분의 경화에 수반해, 필름 성분의 양이, 투명 필름으로부터 멀어지는 방향으로 감소한 영역이 혼재 영역에서 생기는 것이 바람직하다. 또한, 계면이 형성될 수도 있다. 계면은, 반사 스펙트럼의 해석에 의해 검출 가능할 수도 있다. 혼재 영역은 하드 코트층 표면과 반대측의 단부에 계면을 가지고 있을 수도 있다. 혼재 영역이 2 이상의 계면을 갖는 것은 바람직하지 않다. 용매의 증발 속도는 침투와 확산에도 관련될 수도 있다는 점을 유의해야 한다.

특히, 양용매를 포함하는 용매는, 용이하게 투명 필름에 침투해, 투명 필름을 팽윤시키고, 그럼으로써 필름 성분을 생성하게 한다. 또한, 저분자량 성분을 포함하는 경화형 화합물에 관해, 저분자량 성분은 필름 성분 중에 용이하게 섞이고, 필름 성분은 용이하게 확산한다. 이 때문에, 양용매를 포함하는 용매와 저분자량 성분을 포함하는 경화형 화합물을 포함하는 하드 코트층 형성 재료는, 필름 성분과 하드 코트 성분이 계면을 형성하면서 투명 필름과 하드 코트층 사이의 굴절률 차이를 감소하는데 사용된다. 또한, 그 계면 이외의 계면이 생성되지 않고, 필름 성분의 양이 하드 코트층의 표면을 향해 감소한다. 이러한 하드 코트 필름은, 간섭 무늬의 발생을 한층 확실하게 억제한다.

용매는, 하드 코트층 형성 재료를 투명 필름에 도포하는 경우, 용매가 투명 필름 안에 침투하는 침투 속도, 및 필름 성분이 하드 코트층 형성 재료 안에 확산하는 확산 속도; 그리고 용매의 건조 조건을 고려해 적절히 선택될 수 있다. 예를 들어, 침투 속도는, 필름 성분 (예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스 등의 투명 필름을 형성하는 폴리머) 에 대한 양용매 (및 빈용매) 의 양 등에 영향을 받는다. 확산 속도는, 하드 코트층 형성 재료 내의 경화형 화합물의 분자량, 투명 필름의 성분의 분자량 및 투명 필름의 가소제의 양 등에 영향을 받는다.

경화형 화합물은, 충분한 강도 및 충분한 투명성을 갖는 필름을 형성할 수 있는 것이어야만 한다. 경화형 화합물의 예로는, 열에 의해 경화하는 수지 모노머 또는 올리고머; 및 전리 방사선에 의해 경화하는 수지 모노머 또는 올리고머를 포함한다. 전리 방사선 경화형 수지 모노머 또는 올리고머가 사용될 수 있다. 이 경우, 하기에 서술된 바와 같은 유리한 효과들이 발휘된다 : 양호한 가공성이 획득되고, 투명 필름에 열 손상을 거의 주지 않는다.

열에 의해 경화하는 수지 모노머 또는 올리고머의 예로는, 아크릴 수지, 폴리카보네이트, 및 폴리스티렌 등의 모노머 또는 올리고머를 포함한다. 열에 의해 용매를 휘발시킴으로써 경화하는 수지는 열에 의해 경화하는 수지의 카테고리에도 포함된다.

전리 방사선 경화형 수지 모노머 또는 올리고머의 통상적인 예로는, 자외선 또는 전자빔으로 각각 경화하는 경화형 화합물을 포함한다. 전리 방사선 경화형 수지 모노머 또는 올리고머의 예로는, 분자중에 (메타)아크릴레이트기 (여기서 사용된 용어 "(메타) 아크릴레이트" 는, 아크릴레이트 또는/및 메타크릴레이트를 의미한다) 및 (메타)아크릴로일 옥시기 등의 중합성 불포화 결합기; 또는 에폭시기 를 갖는 모노머 또는 올리고머이다. 올리고머는, 프리폴리머를 포함한다는 점에 유의해야 한다.

올리고머의 구체예로는, 우레탄 (메타)아크릴레이트, 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트, 및 에폭시 (메타)아크릴레이트 등의 아크릴레이트; 실록산 등의 규소 수지; 불포화 폴리에스테르; 및 에폭시를 포함한다. 모노머의 구체예로는, α-메틸스티렌 등의 스티렌계 모노머; 및 (메타)아크릴산 메틸, (메타)아크릴산-2-에틸 헥실, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 우레탄 (메타)아크릴레이트, 및 분자 중에 2 개 이상의 티올기를 갖는 폴리올 화합물을 포함한다. 하드 코트층을 형성하는 경화형 화합물의 분자량으로서는, 예를 들어, 200 내지 10,000 의 범위 내이다.

통상, 광 중합 개시제가 전리 방사선 경화형 수지 모노머 또는 올리고머에 첨가된다. 광 중합 개시제의 예로는, 2, 2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 아세토페논, 벤조페논, 크산톤, 3-메틸아세토페논, 4-클로로벤조페논, 4,4'-디메톡시벤조페논, 벤조인프로필에테르, 벤질디메틸케탈, N,N,N',N'-테트라메틸-4,4'-디아미노벤조페논, 1-(4-이소프로필페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 및 그 밖의 티옥산톤계 화합물을 포함한다.

또한, 하드 코트층을 형성하기 위한 조성물은, 레벨링제를 포함할 수도 있다. 레벨링제의 예로는, 불소계 및 실리콘계의 레벨링제를 포함한다.

레벨링제량은, 예를 들어, 하드 코트층 형성 재료의 고형분 100 부에 대해, 0.05 부 이하이며, 0.02 부 이하인 것이 바람직하다. 레벨링제량이 범위 내이면, 표면 자유 에너지는 보다 용이하게 달성될 수 있다.

또한, 하드 코트층을 형성하기 위한 조성물은, 첨가제를 포함할 수도 있다. 첨가제의 예로는, 미립자, 충전제, 분산제, 가소제, 자외선 흡수제, 계면 활성제, 산화 방지제, 및 틱소트로픽제를 포함한다.

(4. 투명 필름)

투명 필름은, 적어도 가시광의 광 선투과율과 투명성이 우수해야만 한다. 투명 필름의 가시광에 있어서 광 선투과율은, 바람직하게는 80 % 이상, 보다 바람직하게는 90 % 이상이다. 광 선투과율은, 필름 두께 100 ㎛ 에서, 분광 광도계 (히타치 제작소 제조, 제품명 : "모델 U-4100형") 로 측정된 스펙트럼 데이터를 기본으로 컬러 감도 보정을 실시한 Y 값을 칭한다는 점에 유의해야 한다. 투명 필름의 헤이즈치는, 바람직하게는 3 % 이하, 보다 바람직하게는 1 % 이하이다. 헤이즈치는, JIS-K7105 에 준해 측정된 값을 칭한다는 점에 유의해야 한다.

투명 필름의 예는, 투명 폴리머를 제막하여 얻은 플라스틱 필름이다. 투명 폴리머의 예로는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 등의 에스테르계 폴리머; 디아세틸셀룰로오스 및 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머; 카보네이트계 폴리머; 예를 들어, 폴리메틸 메타크릴레이트인 아크릴 폴리머, 방향족 고리를 갖는 아크릴 수지, 및 락톤 변성 아크릴 수지 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌 및 아크릴로니트릴스티렌 공중합체 등의 스티렌계 폴리머; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 고리형 구조 또는 노르보르넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 및 에틸렌프로필렌 공중합체 등의 올레핀계 폴리머; 염화 비닐계 폴리머; 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 폴리머; 이미드계 폴리머; 술폰계 폴리머; 폴리에테르 술폰계 폴리머; 폴리에테르에테르 케톤계 폴리머; 폴리페닐렌 술파이드계 폴리머; 비닐 알코올계 폴리머; 염화 비닐리덴계 폴리머; 비닐부티랄계 폴리머; 아릴레이트계 폴리머; 폴리옥시 메틸렌계 폴리머; 에폭시계 폴리머; 및 이들 폴리머들을 혼합하여 얻은 블렌드 폴리머를 포함한다. 투명 필름으로서, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머를 포함하는 형성 재료를 제막하여 얻은 필름, 또는, 아크릴계 수지 필름이 사용되는 것이 바람직하고, 셀룰로오스계 폴리머 필름이 사용되는 것이 보다 바람직하다.

투명 필름의 두께는, 적절히 설정된다. 투명 필름의 두께는, 통상, 약 10 ㎛ 내지 500 ㎛ 이며, 바람직하게는 20 ㎛ 내지 300 ㎛ 이며, 보다 바람직하게는 25 ㎛ 내지 200 ㎛ 이다. 이 범위의 두께가, 예를 들어, 강도, 취급성 등의 작업성, 및 박층성의 점에서 유리하다. 투명 필름의 고유의 굴절률은, 통상, 1.33 내지 1.66, 바람직하게는 1.47 내지 1.55 이다. 적절한 위상차 값을 갖는 필름은, 그 용도에 따라 투명 필름으로서 사용될 수 있다.

후술하는 바와 같이, 본 발명의 하드 코트 필름은, 편광판과 같은 광학 필름에 적층되어 접착됨으로써, 하드 코트 적층체의 형태로 사용될 수도 있다. 투명 필름으로서 예를 들어, 편광자를 사용하는 것은, 편광자에 직접 하드 코트층이 형성된 하드 코트 편광판 (편광 기능을 갖는 하드 코트 필름) 의 구조를 가능하게 한다. 동일하게, 투명 필름으로서 예를 들어, 위상차 판을 사용하는 것은, 위상차 판에 직접 하드 코트층이 형성된 하드 코트 위상차 판 (광학 보상 기능을 갖는 하드 코트 필름) 의 구조를 가능하게 한다. 또한, 투명 필름으로서 예를 들어, 보호 필름을 사용하는 것은, 보호 필름에 직접 하드 코트층이 형성된 하드 코트 보호 필름 (보호 필름을 겸용하는 하드 코트 필름) 의 구조를 가능하게 한다. 이러한 하드 코트 보호 필름을, 편광자의 편면 또는 양면의 각각에 적층함으로써, 하드 코트 편광판이 형성될 수 있다. 이 경우, 트리아세틸셀룰로오스, 폴리카보네이트, 아크릴계 폴리머, 또는 고리형 구조 또는 노르보르넨 구조를 갖는 올레핀계 폴리머를 주성분으로 하여 사용하는 필름은 하드 코트 보호 필름에 사용되는 투명 필름으로서 사용되는 것이 바람직하다.

(5. 층간 충전제)

공지된 층간 충전제는, 층간 충전제로서 적절히 사용된다. 층간 충전제는, 활성 에너지선 경화성 수지인 것이 바람직하다. 활성 에너지선 경화성 수지는, 예를 들어, 자외선, 전자빔 등에 의해 경화 가능한 수지이며, 그 구체적인 예는, 아크릴계 수지 (아크릴레이트 또는 우레탄 아크릴레이트), 에폭시계 수지, 실리콘 수지, 고무계 수지, 및 자일렌계 수지를 포함한다. 자일렌계 수지의 예는, 알킬 페놀 변성 타입 수지, 레졸, 및 폴리올 등의 친수성 수지; 및 소수성 수지를 포함한다. 층간 충전제는, 활성 에너지선 경화성 수지로 한정되지 않고, 예를 들어, 열경화성 수지일 수도 있다는 점에 유의해야 한다.

(6. 전면판)

종래 공지된 판이 전면판으로서 사용될 수 있다. 전면판의 재질, 두께 등은, 예를 들어, 화상 표시 장치와 같은 용도에 따라 적절히 선택될 수 있다.

(7. 하드 코트 필름의 제조 방법)

본 발명의 하드 코트 필름은, 예를 들어, 용매와 경화형 화합물을 포함하는 하드 코트층 형성 재료를, 투명 필름 위에 도포하고; 하드 코트층 형성 재료를 경화하여 얻어진 필름일 수도 있다. 이하, 하드 코트 필름의 제조 방법의 바람직한 양태가 설명된다.

(코팅 필름 형성 공정)

투명 필름으로서, 상기에 예시된 것 중 임의의 하나가 적절하게 사용될 수 있다. 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 폴리머제의 투명 필름이 사용되는 것이 바람직하다. 하드 코트층 형성 재료는, 상기에 예시한 용매 및 경화형 화합물을, 적절히 혼합함으로써 조제될 수 있다.

용매는, 투명 필름에 대한 양용매를 포함할 수도 있고, 투명 필름에 대한 양용매와 빈용매의 쌍방을 포함할 수 있다. 용매가 양용매와 빈용매를 포함하는 경우, 그 혼합비는, 바람직하게는 다음과 같다. "양용매 : 빈용매" 의 함유비 (질량비) 는, 1 : 9 내지 99 : 1 이다. 경화형 화합물은, 분자량 800 이하의 저분자량 성분을 포함할 수 있다. 경화형 화합물이 분자량 800 이하의 저분자량 성분 이외의 성분을 포함하는 경우, 그 성분은, 통상, 분자량 800 을 초과하는 화합물 (고분자량 성분) 이다. 예를 들어, 시클로펜타논을 포함하는 용매와, 아크릴레이트기 및 메타크릴레이트기 중 적어도 어느 일방의 기를 갖는 저분자량 성분을 포함하는 경화형 화합물을 포함하는 하드 코트층 형성 재료가 사용된다.

하드 코트층 형성 재료에서 저분자량 성분 및 양용매는, 코팅 필름의 두께를 고려해, 하기 식 (3) 및 식 (4) 로 표현된 관계를 만족하는 것이 바람직하다.

식 (3) ; Y ≥ -4.274ln(X) + 11.311

식 (4) ; Y ≤ -4.949ln(X) + 15.474

Y 는, b × t 를 나타내고, X 는, a × t 를 나타낸다. a 는, 경화형 화합물의 전체량 (질량 환산) 을 1 로 규정했을 경우의 저분자량 성분의 함유비를 나타낸다. 요컨대, a 는 하드 코트층 형성 재료 내의 저분자량 성분의 질량 대 하드 코트층 형성 재료 내의 경화형 화합물의 질량의 비와 같다. b 는, 하드 코트층 형성 재료의 전체량 (질량 환산) 을 1 로 규정했을 경우의 양용매의 함유비를 나타낸다. 요컨대, b 는 하드 코트층 형성 재료 내의 양용매의 질량 대 하드 코트층 형성 재료의 질량의 비와 같다. t 는, 코팅 필름의 두께 (단위 : ㎛) 를 나타내고, 식 (3) 및 식 (4) 각각에서 기호 "ln" 는, 자연 로그를 나타낸다.

하드 코트층이 식 (3) 및 식 (4) 를 동시에 만족하는 하드 코트층 형성 재료를 사용해 형성되면, 다음의 하드 코트층이 얻어질 수 있다 : 하드 코트층과 투명 필름 사이의 경계 또는 그 근방으로부터 하드 코트층의 두께 방향 중도부까지의 범위에 걸쳐, 굴절률이 두께 방향으로 연속적으로 변화한다. 이것은, 양용매를 포함하는 용매와 저분자량 성분을 포함하는 경화형 화합물의, 투명 필름에 대한 침투 작용 및 확산 작용에서 기인되는 것이라고 추정된다. 양용매의 양 및 저분자량 성분의 양이 하드 코트 필름의 간섭 무늬의 발생에 큰 영향을 줄 수도 있다는 추정 하에, 하드 코트층 형성 재료가 식 (3) 및 식 (4) 에 의해 나타낸 관계를 만족하는 것을 알아내었다. 이러한 하드 코트층 형성 재료의 사용은, 투명 필름과 하드 코트층 사이의 경계 또는 그 근방의 계면으로부터 기인되는 간섭 무늬의 발생뿐만 아니라, 하드 코트층 내에 존재하는 필름 성분으로부터 기인되는 간섭 무늬의 발생까지도 억제된 하드 코트 필름을 제공할 수 있다.

a (저분자량 성분의 함유비) 는, 0.3 초과 1 이하인 것이 바람직하고, 0.4 이상 1 미만인 것이 보다 바람직하다. b (양용매의 함유비) 는, 0.05 이상 0.5 이하인 것이 바람직하고, 0.05 이상 0.4 이하가 보다 바람직하다.

하드 코트층 형성 재료 내의 고형분 (경화형 화합물 및 첨가제) 의 비율은, 바람직하게는 20 질량% 내지 70 질량% 이며, 보다 바람직하게는 30 질량% 내지 60 질량% 이며, 특히 바람직하게는 35 질량% 내지 55 질량% 이다. 용매의 함유량이 너무 적으면 투명 필름의 용해가 불충분해진다. 한편, 용매의 함유량이 너무 많으면, 용매가 투명 필름에 너무 많이 침투해 투명 필름이 흐릿해질 수도 있고 또는 2 개 이상의 계면이 생성될 수도 있다.

하드 코트층 형성 재료의 점도 (25℃) 는, 바람직하게는 1 내지 700 MPa·s 이며, 보다 바람직하게는 2 내지 500 MPa·s 이다. 하드 코트층 형성 재료는, 콤마 코터 또는 다이 코터 등의 코터를 이용해 투명 필름 위에 도포될 수 있다. 또한, 하드 코트층 형성 재료는, 캐스팅이나 스핀 코팅 등의 시스템에 의해 투명 필름 위에 도포될 수도 있다. 투명 필름이 장척상인 경우에는, 하드 코트층 형성 재료가 코터를 이용해 도포될 수 있다. 다음이 채용될 수도 있다 : 롤 둘레에 감겨진 장척상의 투명 필름을 풀어내, 제조 라인의 길이 방향으로 보내면서, 그 도중에 하드 코트층 형성 재료가 투명 필름에 도포되어 하드 코트층을 형성한다. 하드 코트층이 형성된 투명 필름은, 재차 롤 둘레에 감긴다. 이와 같은 롤 투 롤 감김 시스템은, 하드 코트층이 투명 필름에 연속적으로 형성될 수 있기 때문에, 생산성이 우수하다.

하드 코트층 형성 재료를 투명 필름 위에 도포함으로써, 코팅 필름이 투명 필름 위에 형성될 수 있다. 코팅 필름의 두께는, 형성되는 하드 코트층의 두께를 고려해 적절히 설정된다. 코팅 필름의 두께는, 형성되는 하드 코트층의 두께보다 커질 수도 있고, 예를 들어, 1 ㎛ 내지 100 ㎛ 이며, 바람직하게는 4 ㎛ 내지 40 ㎛ 이다. 예를 들어, 하드 코트층 형성 재료가 장척상의 투명 필름에 코터를 이용해 도포되는 경우, 코팅 필름의 두께는, 하드 코트층 형성 재료의 배출 양 및 투명 필름의 전송 속도에 의해 조정된다.

(경화 공정)

하드 코트층 형성 재료를 도포한 후, 코팅 필름을 경화시키기 전에 (저분자량 성분을 포함하는 경화형 화합물을 중합시키기 전에), 코팅 필름을 건조하는 것이 바람직하다 (즉, 용매를 휘발시키는 것이 바람직하다). 이 경우, 코팅 필름이 건조되는 동안, 용매가 투명 필름에 침투될 수 있다. 건조 온도는, 예를 들어, 30 ℃ 내지 100 ℃ 이다. 건조 시간은, 예를 들어, 투명 필름 및 용매의 종류, 그리고 코팅 필름의 두께에 따라 적절히 설정된다. 건조 시간은, 통상, 30 초 내지 5 분이다.

건조 후, 코팅 필름이 경화된다. 경화형 화합물이 전리 방사선 경화형 수지 모노머 또는 올리고머인 경우, 그 종류에 따른 에너지선을 코팅 필름에 조사함으로써, 코팅 필름이 경화한다. 에너지선으로 코팅 필름을 조사하는 장치는, 예를 들어, 고압 수은 램프, 할로겐 램프, 크세논 램프, 질소 레이저, 전자빔 가속 장치, 또는 방사성 원소의 선원이다. 에너지선의 조사량은, 예를 들어 경화형 화합물 및 광 중합 개시제의 종류에 따라 적절히 설정된다. 조사량은, 예를 들어, 자외선 파장 365 nm 에서의 적산 광량으로, 약 50 내지 5,000 mJ/㎠ 이다.

상기 서술한 바와 같이, 하드 코트층 형성 재료가 투명 필름 위에 도포되면, 양용매가 투명 필름을 팽윤시킴으로써, 저분자량 성분이 투명 필름 내에 침투되고 필름 성분이 코팅 필름 내에 확산된다. 이로써, 저분자량 성분과 필름 성분이 혼재되는 혼재 영역이 투명 필름과 하드 코트층 사이의 경계 근방에 생성되고, 필름 성분의 양은 혼재 영역의 두께 방향 중도부에 어떠한 계면도 발생시키지 않고, 코팅 필름의 표면을 향해 감소될 수 있다. 이 코팅 필름의 경화는, 하드 코트층 내에 계면을 갖지 않는 하드 코트 필름을 제공한다.

(층간 충전제 형성 공정)

층간 충전제 형성 공정은, 하드 코트층의 표면에, 층간 충전제를 형성하는 공정이다. 상기 예시된 임의의 하나가 층간 충전제의 형성 재료로서 사용될 수 있다. 투명 필름, 하드 코트층, 및 층간 충전제가 이 순서로 적층된 하드 코트 필름은, 층간 충전제의 형성 재료를 하드 코트층의 표면에 도포하고, 그 재료를 건조 또는 경화시킴으로써 획득될 수 있다.

(전면판-첩합 공정)

전면판-첩합 공정은, 층간 충전제의 표면에, 전면판을 첩합하는 공정이다. 상기 예시된 것 중 임의의 하나가 전면판의 형성 재료로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 층간 충전제 형성 공정에서, 층간 충전제의 형성 재료를 하드 코트층의 표면에 도포한 후에, 전면판의 형성 재료를 층간 충전제의 형성 재료의 표면에 붙이고, 그 층간 충전제의 형성 재료를 건조 또는 경화시킴으로써, 투명 필름, 하드 코트층, 층간 충전제, 및 전면판이 이 순서로 적층된 하드 코트 필름을 얻을 수 있다.

(8. 하드 코트 필름의 용도)

하드 코트 필름은, 찰상을 방지하고 싶은 부분에 제공되는 부재로서 사용될 수 있다. 통상적으로는, 하드 코트 필름은, 예를 들어, 액정 표시 장치 등의 화상 표시 장치의 화면용 보호 부재, 터치 패널용 표면 보호 부재, 계기류용의 커버 부재, 또는 광학 렌즈로서 사용될 수 있다. 하드 코트 필름이 화상 표시 장치에 사용되는 경우, 하드 코트 필름은, 그것 단독으로 화상 표시 장치의 화면에 부착되거나, 또은, 화면에 짜넣어진 광학 필름에 부착된다. 또한, 하드 코트 필름은, 각종 광학 필름에 적층됨으로써, 하드 코트 적층체의 형태로 화상 표시 장치에 짜넣어진다. 본 발명의 하드 코트 필름은, 액정 표시 장치 등의 화면 전면에 사용되는 클리어 하드 코트 필름으로서 특히 유용하다.

하드 코트 필름을 적층하는 광학 필름의 예로는, 편광자, 위상차판, 휘도 향상 필름 및 이들의 적층체 ; 편광자에 보호 필름이 적층되어 얻어진 편광판 ; 및 편광자에 보호 필름 및 위상차판이 적층되어 얻어진 타원 편광판을 포함한다. 편광판의 편광자는, 예를 들어, 이색성 색소로 염색된 친수성 폴리머 필름이다. 하드 코트 필름과 광학 필름은, 통상, 공지된 점착제 또는 접착제를 개재하여 접착된다. 점착제 또는 접착제의 예로는, 아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 에스테르계 폴리머, 우레탄계 폴리머, 에폭시계 폴리머, 또는 고무계 폴리머를 베이스 폴리머로 각각 사용하는 점착제 또는 접착제를 포함한다.

본 발명의 하드 코트 필름을 짜넣은 화상 표시 장치의 예로는, 액정 표시 장치 (LCD), 플라즈마 디스플레이 패널 (PDP), 유기 EL 디스플레이(ELD), 및 브라운관 TV 를 포함한다.

실시예

이하, 본 발명은 실시예에 의해 보다 상세하게 설명되지만, 본 발명은 아래 설명된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 모든 용어 "부" 및 "%" 는, "중량부" 및 "wt%" 를 각각 칭한다는 점에 유의해야 한다.

(실시예 1)

우레탄 아크릴레이트를 주성분으로 하는 자외선 경화형 수지 모노머 또는 올리고머가 아세트산 부틸에 용해되어 얻어진 수지 용액 (DIC(주) 제조, 상품명 : "UNIDIC 17-806", 고형분 농도 : 80%) 에 대해, 그 용액 중의 고형분 100 부당, 광 중합 개시제 (BASF 제조, 제품명 : "IRGACURE 906") 를 5 부, 및 레벨링제 (DIC(주) 제조, 제품명 : "GRANDIC PC4100") 를 0.01 부 첨가했다. 용액 중의 고형분 농도가 36 % 가 되도록, 배합액에 시클로펜타논 (이하, "CPN" 라고 적는다) 과 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 (이하, "PGM" 라고 적는다) 를 45 : 55 의 비율로 첨가했다. 이와 같이 하여, 하드 코트층 형성 재료가 제작되었다. 하드 코트층 형성 재료가, 투명 플라스틱 필름 기재 (셀룰로오스 트리아세테이트 필름, 코니카 미놀타 어드밴스드 레이어스(주) 제조, 상품명 : "KC4UY", 두께 : 40 ㎛, 굴절률 : 1.48) 위에 도포됨으로써, 경화 후의 하드 코트의 두께가 7.8 ㎛ 가 되도록 코팅 필름을 형성했다. 이어서, 코팅 필름이 90 ℃, 1 분간 건조되고, 그 후, 고압 수은 램프로부터 적산 광량 300 mJ/㎠ 의 자외선으로 조사되어, 경화 처리되었다.

(실시예 2)

우레탄 아크릴레이트를 주성분으로 하는 자외선 경화형 수지 모노머 또는 올리고머가 아세트산 부틸에 용해되어 얻어진 수지 용액 (DIC(주) 제조, 상품명 : "UNIDIC 17-806", 고형분 농도 : 80%) 에 대해, 그 용액 중의 고형분 100 부당, 광 중합 개시제 (BASF 제조, 제품명 : "IRGACURE 906") 를 5 부, 및 레벨링제 (DIC(주) 제조, 제품명 : "GRANDIC PC4100") 를 0.02 부 첨가했다. 용액 중의 고형분 농도가 36 % 가 되도록, 배합액에 CPN 과 PGM 을 45 : 55 의 비율로 첨가했다. 이와 같이 하여, 하드 코트층 형성 재료가 제작되었다. 하드 코트층 형성 재료가, 투명 플라스틱 필름 기재 (셀룰로오스 트리아세테이트 필름, 코니카 미놀타 어드밴스드 레이어스(주) 제조, 상품명 : "KC4UY", 두께 : 40 ㎛, 굴절률 : 1.48) 위에 도포됨으로써, 경화 후의 하드 코트의 두께가 7.5 ㎛ 가 되도록 코팅 필름을 형성했다. 이어서, 코팅 필름이 90 ℃, 1 분간 건조되고, 그 후, 고압 수은 램프로부터 적산 광량 300 mJ/㎠ 의 자외선으로 조사되어, 경화 처리되었다.

(실시예 3)

우레탄 아크릴레이트를 주성분으로 하는 자외선 경화형 수지 모노머 또는 올리고머가 아세트산 부틸에 용해되어 얻어진 수지 용액 (DIC(주) 제조, 상품명 : "UNIDIC 17-806", 고형분 농도 : 80%) 에 대해, 그 용액 중의 고형분 100 부당, 광 중합 개시제 (BASF 제조, 제품명 : "IRGACURE 906") 를 5 부, 및 레벨링제 (DIC(주) 제조, 제품명 : "GRANDIC PC4100") 를 0.01 부 첨가했다. 용액 중의 고형분 농도가 36 % 가 되도록, 배합액에 CPN 과 PGM 을 45 : 55 의 비율로 첨가했다. 이와 같이 하여, 하드 코트층 형성 재료가 제작되었다. 하드 코트층 형성 재료가, 투명 플라스틱 필름 기재 (셀룰로오스 트리아세테이트 필름, 코니카 미놀타 어드밴스드 레이어스(주) 제조, 상품명 : "KC4UY", 두께 : 40 ㎛, 굴절률 : 1.48) 위에 도포됨으로써, 경화 후의 하드 코트의 두께가 5.2 ㎛ 가 되도록 코팅 필름을 형성했다. 이어서, 코팅 필름이 90 ℃, 1 분간 건조되고, 그 후, 고압 수은 램프로부터 적산 광량 300 mJ/㎠ 의 자외선으로 조사되어, 경화 처리되었다.

(비교예 1)

펜타에리트리톨과 아크릴산의 반응 생성물 제품인 오사카 유기화학공업(주) 제조, 상품명 "비스코트 #300" 하에서 생성가능한 제품에 대해, 그 제품 중의 고형분 100 부당, 광 중합 개시제 (BASF 제조, 제품명 : "IRGACURE 906") 를 5 부, 및 레벨링제 (DIC(주) 제조, 제품명 : "GRANDIC PC4100") 를 0.01 부 첨가했다. 용액 중의 고형분 농도가 50 % 가 되도록, 배합액에 아세트산 에틸 셀로솔브를 첨가했다. 이와 같이 하여, 하드 코트층 형성 재료가 제작되었다. 하드 코트층 형성 재료가, 투명 플라스틱 필름 기재 (셀룰로오스 트리아세테이트 필름, 코니카 미놀타 어드밴스드 레이어스(주) 제조, 상품명 : "KC4UY", 두께 : 40 ㎛, 굴절률 : 1.48) 위에 도포됨으로써, 경화 후의 하드 코트의 두께가 7.2 ㎛ 가 되도록 코팅 필름을 형성했다. 이어서, 코팅 필름이 90 ℃, 1 분간 건조되고, 그 후, 고압 수은 램프로부터 적산 광량 300 mJ/㎠ 의 자외선으로 조사되어, 경화 처리되었다.

(비교예 2)

펜타에리트리톨과 아크릴산의 반응 생성물 제품 (오사카 유기화학공업(주) 제조, 상품명 : "비스코트 #300" ) 에 대해, 그 제품 중의 고형분 100 부당, 광 중합 개시제 (BASF 제조, 제품명 : "IRGACURE 906") 를 5 부, 및 레벨링제 (DIC(주) 제조, 제품명 : "GRANDIC PC4100") 를 0.01 부 첨가했다. 용액 중의 고형분 농도가 50 % 가 되도록, 배합액에 시클로헥산을 첨가했다. 이와 같이 하여, 하드 코트층 형성 재료가 제작되었다. 하드 코트층 형성 재료가, 투명 플라스틱 필름 기재 (셀룰로오스 트리아세테이트 필름, 코니카 미놀타 어드밴스드 레이어스(주) 제조, 상품명 : "KC4UY", 두께 : 40 ㎛, 굴절률 : 1.48) 위에 도포됨으로써, 경화 후의 하드 코트의 두께가 6.2 ㎛ 가 되도록 코팅 필름을 형성했다. 이어서, 코팅 필름이 90 ℃, 1 분간 건조되고, 그 후, 고압 수은 램프로부터 적산 광량 300 mJ/㎠ 의 자외선으로 조사되어, 경화 처리되었다.

(비교예 3)

우레탄 아크릴레이트를 주성분으로 하는 자외선 경화형 수지 모노머 또는 올리고머가 아세트산 부틸에 용해되어 얻어진 수지 용액 (DIC(주) 제조, 상품명 : "UNIDIC 17-806", 고형분 농도 : 80%) 에 대해, 그 용액 중의 고형분 100 부당, 광 중합 개시제 (BASF 제조, 제품명 : "IRGACURE 906") 를 5 부, 및 레벨링제 (DIC(주) 제조, 제품명 : "GRANDIC PC4100") 를 0.05 부 첨가했다. 용액 중의 고형분 농도가 50 % 가 되도록, 용액에 아세트산 부틸, CPN 및 PGM 을 12 : 80 : 8 의 비율로 첨가했다. 이와 같이 하여, 하드 코트층 형성 재료가 제작되었다. 하드 코트층 형성 재료가, 투명 플라스틱 필름 기재 (셀룰로오스 트리아세테이트 필름, 후지 필름(주) 제조, 상품명 : "FUJITAC TD60UL", 두께 : 60 ㎛, 굴절률 : 1.48) 위에 도포됨으로써, 경화 후의 하드 코트의 두께가 6.5 ㎛ 가 되도록 코팅 필름을 형성했다. 이어서, 코팅 필름이 90 ℃, 1 분간 건조되고, 그 후, 고압 수은 램프로부터 적산 광량 300 mJ/㎠ 의 자외선으로 조사되어, 경화 처리되었다.

(비교예 4)

우레탄 아크릴레이트를 주성분으로 하는 자외선 경화형 수지 모노머 또는 올리고머가 아세트산 부틸에 용해되어 얻어진 수지 용액 (DIC(주) 제조, 상품명 : "UNIDIC 17-806", 고형분 농도 : 80%) 에 대해, 그 용액 중의 고형분 100 부당, 광 중합 개시제 (BASF 제조, 제품명 : "IRGACURE 906") 를 5 부, 및 레벨링제 (DIC(주) 제조, 제품명 : "GRANDIC PC4100") 를 0.03 부 첨가했다. 용액 중의 고형분 농도가 50 % 가 되도록, 용액에 아세트산 부틸, CPN 및 PGM 을 12 : 80 : 8 의 비율로 첨가했다. 이와 같이 하여, 하드 코트층 형성 재료가 제작되었다. 하드 코트층 형성 재료가, 투명 플라스틱 필름 기재 (셀룰로오스 트리아세테이트 필름, 후지 필름(주) 제조, 상품명 : "FUJITAC TD60UL", 두께 : 60 ㎛, 굴절률 : 1.48) 위에 도포됨으로써, 경화 후의 하드 코트의 두께가 6.5 ㎛ 가 되도록 코팅 필름을 형성했다. 이어서, 코팅 필름이 90 ℃, 1 분간 건조되고, 그 후, 고압 수은 램프로부터 적산 광량 300 mJ/㎠ 의 자외선으로 조사되어, 경화 처리되었다.

(비교예 5)

우레탄 아크릴레이트를 주성분으로 하는 자외선 경화형 수지 모노머 또는 올리고머가 아세트산 부틸에 용해되어 얻어진 수지 용액 (DIC(주) 제조, 상품명 : "UNIDIC 17-806", 고형분 농도 : 80%) 에 대해, 그 용액 중의 고형분 100 부당, 광 중합 개시제 (BASF 제조, 제품명 : "IRGACURE 906") 를 5 부, 및 레벨링제 (DIC(주) 제조, 제품명 : "GRANDIC PC4100") 를 0.03 부 첨가했다. 용액 중의 고형분 농도가 50 % 가 되도록, 용액에 아세트산 부틸, CPN 및 PGM 을 12 : 80 : 8 의 비율로 첨가했다. 이와 같이 하여, 하드 코트층 형성 재료가 제작되었다. 하드 코트층 형성 재료가, 투명 플라스틱 필름 기재 (셀룰로오스 트리아세테이트 필름, 후지 필름(주) 제조, 상품명 : "FUJITAC TD60UL", 두께 : 60 ㎛, 굴절률 : 1.48) 위에 도포됨으로써, 경화 후의 하드 코트의 두께가 5.7 ㎛ 가 되도록 코팅 필름을 형성했다. 이어서, 코팅 필름이 90 ℃, 1 분간 건조되고, 그 후, 고압 수은 램프로부터 적산 광량 300 mJ/㎠ 의 자외선으로 조사되어, 경화 처리되었다.

(비교예 6)

우레탄 아크릴레이트를 주성분으로 하는 자외선 경화형 수지 모노머 또는 올리고머가 아세트산 부틸에 용해되어 얻어진 수지 용액 (DIC(주) 제조, 상품명 : "UNIDIC 17-806", 고형분 농도 : 80%) 에 대해, 그 용액 중의 고형분 100 부당, 광 중합 개시제 (BASF 제조, 제품명 : "IRGACURE 906") 를 5 부, 및 레벨링제 (DIC(주) 제조, 제품명 : "GRANDIC PC4100") 를 0.01 부 첨가했다. 용액 중의 고형분 농도가 36 % 가 되도록, 배합액에 CPN 과 PGM 을 45 : 55 의 비율로 첨가했다. 이와 같이 하여, 하드 코트층 형성 재료가 제작되었다. 하드 코트층 형성 재료가, 투명 플라스틱 필름 기재 (셀룰로오스 트리아세테이트 필름, 코니카 미놀타 어드밴스드 레이어스(주) 제조, 상품명 : "KC4UY", 두께 : 40 ㎛, 굴절률 : 1.48) 위에 도포됨으로써, 경화 후의 하드 코트의 두께가 4.0 ㎛ 가 되도록 코팅 필름을 형성했다. 이어서, 코팅 필름이 90 ℃, 1 분간 건조되고, 그 후, 고압 수은 램프로부터 적산 광량 300 mJ/㎠ 의 자외선으로 조사되어, 경화 처리되었다.

이상의 실시예와 비교예로 제작한 샘플 필름 각각은, 이하의 시험을 실시했다.

(하드 코트층의 표면 자유 에너지의 평가)

하드 코트층의 표면 자유 에너지가, 액체 방울법에 의해 측정되었다.

(층간 충전제 튕김성에 기초한 하드 코트층의 층간 충전제 호환의 평가)

제작된 샘플 필름의 지지체 측 각각에 점착제가 전사 형성되고, 그 결과물이 5 ㎝ × 5 ㎝ 로 측정된 아크릴판 상에 첩부되어 제품이 제작되었다. 하기의 무용제 수지의 각각이 필름 위에 물방울로 떨어지고, 스핀 코터 (1,500 rpm, 15 초) 를 이용해 전면 균일하게 도포되었다. 30 분간 정치 후, 샘플의 4 변 각각에 임의의 장소로부터의 튕김양 (각 변부로부터 수지가 가장 많이 튕긴 부분까지의 거리) 이 각 변부에 대해 캘리퍼스로 측정되고, 그리고 나서 4 점의 평균 튕김 폭이 각 수지에 대해 측정된 값으로 규정되었다. 각각의 수지에 대한 측정값에서, 평균 튕김 폭이 가장 높은 측정치가, 층간 충전제 튕김성의 평가치로서 규정되었다. 또한, 하기의 무용제 수지의 표면 자유 에너지가, 팬던트 드롭법에 의해 측정되었다는 점에 유의해야 한다.

자외선 경화형 접착제 A

(표면 자유 에너지 : 40.7 mN/m)

자외선 경화형 접착제 B

(표면 자유 에너지 : 45.2 mN/m)

자외선 경화형 접착제 C

(표면 자유 에너지 : 42.3 mN/m)

층간 충전제 튕김성의 평가치에 따라, 제작된 샘플 필름이 층간 충전제와 호환하는지의 가부가 이하의 기준에 의해 평가되었다.

○ : 측정치가 10 mm 미만이었다.

△ : 측정치가 10 mm 이상 20 mm 미만이었다.

× : 측정치가 20 mm 이상이었다.

(굴절률 변화 경사 a 의 평가)

제작된 샘플 필름 각각에 대해, 투명 필름과 하드 코트층 사이의 계면으로부터, 하드 코트층의 두께 방향 전역에서, 프리즘 커플러 (상품명 : "프리즘 커플러 SPA-4000", Sairon Technology 사 제조) 를 이용한 측정으로 하드 코트층의 굴절률을 측정해, 굴절률 변화 경사 a 가 평가되었다.

프리즘 커플러에 의한 측정 조건은 이하와 같다.

광원 : 532.0 nm

모드 : TE

각 : -5.00 내지 2.00

해석 모드 : 인덱스 프로파일

도 5 는 프리즘 커플러에 의한 측정 데이터를 나타낸다.

(간섭 무늬의 유무의 평가)

흑색 아크릴판 (미츠비시 레이욘(주) 제조, 두께 : 2.0 mm) 이, 제작된 샘플 필름 각각의 투명 필름의 이면에, 두께 약 20 ㎛ 의 투명한 아크릴계 점착제를 개재하여 부착된다. 하드 코트 필름의 표면의 간섭 무늬가 3 차원 광원을 이용해 암실 내에서 육안으로 관찰되었다. 간섭 무늬의 관찰의 결과는, 하기의 기준에 따라 구별되었다.

○ : 간섭 무늬가 시인되지 않았다.

△ : 간섭 무늬가 약간 시인되었다.

× : 간섭 무늬가 명확하게 시인되었다.

(굴절률 변화 경사의 측정)

(굴절률 변화 경사 a 의 평가) 의 경우와 마찬가지로 하드 코트층의 굴절률이 두께 방향으로 연속적으로 측정되고, 하드 코트층 표면에 있어서의 굴절률 n_A 와 투명 필름의 계면에 접하는 부분의 굴절률 n_B 가 측정되고, 굴절률 변화 경사가 산출되었다.

(화이트 헤이즈의 유무의 평가)

흑색 아크릴판 (미츠비시 레이욘(주) 제조, 두께 : 2.0 mm) 이, 각 실시예 및 각 비교예의 하드 코트 필름의 투명 필름의 이면에, 두께 약 20 ㎛ 의 투명한 아크릴계 점착제를 개재하여 부착된다. 하드 코트 필름의 표면의 외관이 3 차원 광원을 이용해 암실 내에서 육안으로 관찰되었다. 화이트 헤이즈의 관찰의 결과는, 하기의 기준에 따라 구별되었다.

○ : 화이트 헤이즈가 시인되지 않았다.

× : 화이트 헤이즈가 시인되었다.

(내찰상성의 평가)

하드 코트층은 이하의 시험 내용에 기초하여 그 내찰상성에 대해 평가되었다.

(1) 150 mm × 50 mm 로 측정된 샘플이 하드 코트 필름의 표면으로부터 잘려지고, 그리고나서 하드 코트층이 형성되어 있지 않은 표면을 아래로 한 유리판에 장착되었다.

(2) 강철솜 #0000 이 직경 11 mm 의 원주의 평활한 단면에 균일하게 부착되고, 그리고나서 1.5 kg 의 부하가 샘플 표면 상을, 약 100 mm/sec 의 속도로 10 회 왕복되었다. 그 후, 샘플 표면에 생긴 상처의 갯수를 육안으로 세어 이하의 지표에 의해 판정했다.

○ : 상처의 갯수가, 4 개 이하

× : 상처의 갯수가, 5 개 이상

[표 1]

본 발명의 하드 코트 필름은, 예를 들어, 광학 필름, 화상 표시 장치, 광학 렌즈, 계기류를 형성하기 위한 부재로서 이용할 수 있다.

본 발명의 하드 코트 필름에서, 굴절률은 하드 코트 필름의 두께 방향에서 연속적으로 변화하고, 굴절율 변화 경사는 일정 범위 내에 들어가도록 제어된다. 또한, 하드 코트층의 표면 자유 에너지는 30 mN/m 이상이다. 그 결과, 다음 효과가 얻어진다. 간섭 무늬의 발생이 방지되고, 그 내찰상성이 감소하지 않고, 화이트 헤이즈와 같은 외관 불량이 발생하지 않는다. 또한, 본 발명의 하드 코트 필름에 따르면, 어떠한 표면 변형 처리가 이루어지지 않을 때조차도 하드 코트층의 표면 자유 에너지를 30 mN/m 이상까지 설정하여 그 응용 특성이 개선된다. 따라서, 하드 코트 필름이 층간 충전과 호환될 수 있다. 상기 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 간섭 무늬, 내찰상성의 감소와 화이트 헤이즈의 방지 및 층간 충전과의 호환, 그리고 지금까지 동시에 만족하기 어려웠던 예방책과 능력이 동시에 만족된다.

다른 많은 변경들이 당업자에 의해 본 발명의 범위와 정신으로부터 벗어남이 없이 명백해지고 쉽게 실현될 것이다. 첨부된 특허청구범위의 영역은 상세한 설명에 의해 한정되도록 의도되지 않고, 오히려 더 넓게 해석되어야만 한다는 점을 이해해야 한다.

Claims (10)

1. 투명 필름; 및
   상기 투명 필름 위에 형성된 하드 코트층을 구비하는 하드 코트 필름으로서,
   상기 하드 코트층은, 30 mN/m 이상의 표면 자유 에너지를 갖고;
   상기 하드 코트 필름은, 상기 투명 필름의 성분과 상기 하드 코트층의 성분이 혼재하는 혼재 영역을 갖고;
   상기 혼재 영역의 굴절률은 상기 하드 코트 필름의 두께 방향을 향해 연속적으로 변화하며; 그리고,
   식 (1) 에서 규정된 굴절률 변화 경사 a (㎛^-1) 는 0.003 ≤ a ≤ 0.018 의 관계를 만족하는, 하드 코트 필름.
   a = ｜n_A - n_B｜ / L … (1)
   식 (1) 중, n_A 는 상기 하드 코트층의 고유의 굴절률을 나타내고, n_B 는 상기 투명 필름의 고유의 굴절률을 나타내고, L 은 상기 혼재 영역의 두께 (㎛) 를 나타낸다.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 하드 코트 필름은, 상기 투명 필름의 성분과 상기 하드 코트층의 성분에 의해 생기는 계면을 갖고, 상기 계면은, 반사 스펙트럼의 해석에 의해 검출 가능한, 하드 코트 필름.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 하드 코트층의 표면에는, 층간 충전제를 개재하여 전면판이 부착되는, 하드 코트 필름.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 n_A 및 상기 n_B 는 0 ≤｜n_A - n_B｜≤ 0.42 의 관계를 만족하는, 하드 코트 필름.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 혼재 영역의 상기 두께 L 은 2.0 ㎛ 이상인, 하드 코트 필름.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 n_A 및 상기 n_B 는 n_B〈 n_A 의 관계를 만족하는, 하드 코트 필름.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 n_A 는 1.33 ≤ n_A ≤1.90 의 관계를 만족하는, 하드 코트 필름.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 n_B 는 1.33 ≤ n_B ≤ 1.66 의 관계를 만족하는, 하드 코트 필름.
9. 제 1 항에 기재된 하드 코트 필름을 구비하는, 편광판.
10. 제 1 항에 기재된 하드 코트 필름을 구비하는, 화상 표시 장치.

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