KR20200126396A - 기능성 필름, 편광판 및 화상 표시 장치 - Google Patents

기능성 필름, 편광판 및 화상 표시 장치 Download PDF

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Abstract

하드 코팅층과 기능층 사이의 밀착성 및 원하는 광학 특성의 양립을 실현 가능한 기능성 필름 그리고 이것을 구비한 편광판 및 화상 표시 장치를 제공한다. 본 발명의 일 양태에 의하면, 바인더 수지(13) 및 복수의 무기 입자(14)를 포함하는 하드 코팅층(12)과, 하드 코팅층(12)의 표면(12A)에 밀착한 기능층(16)을 구비하는 기능성 필름(10)이며, 하드 코팅층(12)은, 하드 코팅층(12)의 표면(12A)으로부터 깊이 100 nm까지의 제1 영역 R1 내에 무기 입자(14)의 치밀도가 60％ 이상인 층상 영역을 갖고, 하드 코팅층(12)의 표면(12A)으로부터 100 nm를 초과하는 제2 영역 R2에서의 무기 입자(14)의 치밀도가 59％ 이하인, 기능성 필름(10)이 제공된다.

Description

기능성 필름, 편광판 및 화상 표시 장치
본 발명은, 기능성 필름, 편광판 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
[관련 출원의 참조]
본원은, 선행하는 일본 출원인 일본 특허 출원 제2018-35425호(출원일: 2018년 2월 28일)의 우선권의 이익을 향수하는 것이고, 그 개시 내용 전체는 인용함으로써 본 명세서의 일부가 된다.
액정 디스플레이 등의 화상 표시 장치의 화상 표시면에는, 통상, 흠집 발생 방지나 외광의 반사 방지를 위하여 기능성 필름이 마련되어 있다. 기능성 필름으로서는, 예를 들어 하드 코팅층과, 하드 코팅층에 밀착하고 또한 반사 방지 기능 등의 원하는 기능을 갖는 기능층을 이 순으로 구비하고 있는 것이 있다(특허문헌 1 내지 3 참조).
하드 코팅층은 광학 특성의 조정, 연필 경도의 확보 등 여러가지 이유에 의해 무기 입자를 포함하는 경우가 있다. 무기 입자 중에서도, 특히 실리카 입자가 사이즈의 균일성, 목적에 따라 이용할 수 있는 베리에이션이 많음의 관점에서 다용되고 있다. 또한, 기능층으로서는, 도포법에 의해 형성되는 수지를 포함하는 유기층 혹은 스퍼터링법이나 CVD법 등에 의해 형성되는 무기층이 사용되고 있다.
일본 특허4913627호 일본 특허5700903호 일본 특허6054019호
하드 코팅층 상에 기능층을 구비하는 기능성 필름에 있어서는, 하드 코팅층과 기능층의 계면이 존재한다. 기능층이 유기층인 경우, 유기층은 하드 코팅층과는 다른 기능을 발휘시키기 위해 하드 코팅층과는 다른 수지 조성이나 내용물을 갖는다. 이 때문에, 일단 경화시킨 하드 코팅층 상에 유기층을 형성하면, 유기층의 하드 코팅층에 대한 밀착성이 악화될 경우가 극히 많다. 또한, 기능층이 무기층인 경우, 하드 코팅층과 무기층의 계면은 이종 계면(유기/무기 계면)이 되므로, 기능층이 유기층인 경우에 비하여 계면 박리가 발생하기 쉽다.
한편, 화상 표시 장치는, 지금까지의 옥내에서 주로 사용되는 텔레비전 이외에도 옥외에서 사용되는 경우가 있는 휴대 전화를 비롯한 모바일 기기, 보다 가혹한 환경에 노출되는 차량 탑재 용도에 용도 전개가 진행되고, 필요한 내구성, 신뢰성은 보다 고도한 것이 되고 있다. 그러한 상황 속에서 특허문헌 1 내지 3에 있어서는, 하드 코팅층의 조성에 대한 기재가 있지만, 하드 코팅층과 기능층의 계면에 관한 기재가 없어, 기능층과 양호한 밀착성이 얻어지는지가 불확실하다. 또한, 밀착성을 개선하려고 하면, 기능성 필름 중의 하드 코팅층으로서 원하는 광학 특성을 얻지 못할 우려가 있기 때문에, 밀착성과 광학 특성의 양립은, 극히 곤란하다. 또한, 원하는 광학 특성이란, 기능성 필름의 용도나 설치 장소 등에 따라 다르다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것이다. 즉, 하드 코팅층과 기능층 사이의 밀착성 및 원하는 광학 특성의 양립을 실현 가능한 기능성 필름 그리고 이것을 구비한 편광판 및 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 하드 코팅층의 표면에 기능층을 형성했을 때 하드 코팅층과 기능층 사이의 밀착성 및 원하는 광학 특성의 양립을 실현 가능한 하드 코팅 필름 그리고 이것을 구비한 편광판 및 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 이하의 발명을 포함한다.
[1] 바인더 수지 및 복수의 무기 입자를 포함하는 하드 코팅층과, 상기 하드 코팅층의 표면에 밀착한 기능층을 구비하는 기능성 필름이며, 상기 하드 코팅층은, 상기 하드 코팅층의 상기 표면으로부터 깊이 100 nm까지의 제1 영역 내에 상기 무기 입자의 치밀도가 60％ 이상인 층상 영역을 갖고, 상기 하드 코팅층의 상기 표면으로부터 깊이 100 nm를 초과하는 제2 영역에서의 상기 무기 입자의 치밀도가 59％ 이하인, 기능성 필름.
[2] 적어도 일부의 상기 무기 입자가 상기 하드 코팅층과 상기 기능층의 계면에 존재하고 있고, 상기 무기 입자가 상기 기능층에 밀착하고 있는, 상기 [1]에 기재된 기능성 필름.
[3] 상기 하드 코팅층은, 상기 제1 영역 내에 상기 무기 입자의 치밀도가 70％ 이상인 층상 영역을 갖고, 또한 상기 제2 영역에서의 상기 무기 입자의 치밀도가 50％ 이하인, 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 기능성 필름.
[4] 상기 제2 영역에 있어서의 상기 무기 입자의 최대 응집도가, 30％ 이하인, 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 기능성 필름.
[5] 상기 하드 코팅층의 막 두께가, 1 ㎛ 이상인, 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 기재된 기능성 필름.
[6] 상기 하드 코팅층에 있어서의 상기 기능층측과는 반대측에 마련된 광투과성 기재를 더 구비하는, 상기 [1] 내지 [5] 중 어느 한 항에 기재된 기능성 필름.
[7] 상기 [1] 내지 [6] 중 어느 한 항에 기재된 기능성 필름과, 상기 기능성 필름의 상기 하드 코팅층에 있어서의 상기 기능층측과는 반대측에 마련된 편광자를 구비하는, 편광판.
[8] 바인더 수지 및 복수의 무기 입자를 포함하는 하드 코팅층을 적어도 구비하는 하드 코팅 필름이며, 상기 하드 코팅층의 표면이, 상기 하드 코팅 필름의 표면을 이루고, 상기 하드 코팅층은, 상기 하드 코팅층의 상기 표면으로부터 깊이 100 nm까지의 제1 영역 내에 상기 무기 입자의 치밀도가 60％ 이상인 부분을 갖고, 상기 하드 코팅층의 상기 표면으로부터 깊이 100 nm를 초과하는 제2 영역에서의 상기 무기 입자의 치밀도가 59％ 이하인, 하드 코팅 필름.
[9] 상기 무기 입자가 Si 원소를 포함하고, 상기 하드 코팅층이, 상기 제1 영역 내에, Si와 O의 원소 비율의 합계가 60％ 이상인 제1 층상 영역과, Si와 O의 원소 비율의 합계가 60％ 미만인 제2 층상 영역을 포함하는, 상기 [8]에 기재된 하드 코팅 필름.
[10] 상기 하드 코팅층은, 상기 제1 영역 내에 상기 무기 입자의 치밀도가 70％ 이상인 부분을 갖고, 또한 상기 제2 영역에서의 상기 무기 입자의 치밀도가 50％ 이하인, 상기 [8] 또는 [9]에 기재된 하드 코팅 필름.
[11] 상기 제2 영역에 있어서의 상기 무기 입자의 최대 응집도가, 30％ 이하인, 상기 [8] 내지 [10] 중 어느 한 항에 기재된 하드 코팅 필름.
[12] 상기 하드 코팅층의 막 두께가, 1 ㎛ 이상인, 상기 [8] 내지 [11] 중 어느 한 항에 기재된 하드 코팅 필름.
[13] 상기 하드 코팅층에 있어서의 상기 표면과는 반대측의 이면측에 마련된 광투과성 기재를 더 구비하는, 상기 [8] 내지 [12] 중 어느 한 항에 기재된 하드 코팅 필름.
[14] 상기 [8] 내지 [13] 중 어느 한 항에 기재된 하드 코팅 필름과, 상기 하드 코팅 필름의 한쪽 면측에 마련된 편광자를 구비하는, 편광판.
[15] 상기 [1] 내지 [6] 중 어느 한 항에 기재된 기능성 필름, 상기 [7] 또는 [14]에 기재된 편광판, 혹은 상기 [8] 내지 [13] 중 어느 한 항에 기재된 하드 코팅 필름을 구비하는, 화상 표시 장치.
본 발명의 일 양태에 의하면, 하드 코팅층과 기능층 사이의 밀착성 및 원하는 광학 특성의 양립을 실현 가능한 기능성 필름을 제공할 수 있다. 본 발명의 다른 양태에 의하면, 하드 코팅층의 표면에 기능층을 형성했을 때 하드 코팅층과 기능층 사이의 밀착성 및 광학 특성의 양립을 실현 가능한 하드 코팅 필름을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 양태에 의하면, 이러한 기능성 필름 또는 하드 코팅 필름을 구비하는 편광판 및 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은, 실시 형태에 관한 기능성 필름의 개략 구성도이다.
도 2는, 도 1에 도시되는 기능성 필름의 일부의 확대도이다.
도 3은, 실시 형태에 관한 다른 기능성 필름의 개략 구성도이다.
도 4는, 실시 형태에 관한 편광판의 개략 구성도이다.
도 5는, 실시 형태에 관한 화상 표시 장치의 개략 구성도이다.
도 6은, 실시예 1에 관한 기능성 필름에 있어서의 하드 코팅층의 단면의 주사 투과형 전자 현미경 사진이다.
도 7은, 실시예 1에 관한 기능성 필름에 있어서의 표 계산 소프트웨어에 의해 2치화 처리된 후의 화상이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 관한 기능성 필름, 편광판 및 화상 표시 장치에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 본 명세서에 있어서, 「필름」, 「시트」 등의 용어는, 호칭의 차이에만 기초하여 서로로부터 구별되는 것은 아니다. 따라서, 예를 들어 「필름」은 시트라고도 불리는 부재도 포함하는 의미로 사용된다. 도 1은 본 실시 형태에 관한 기능성 필름의 개략 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시되는 기능성 필름의 일부 확대도이고, 도 3은 본 실시 형태에 관한 다른 기능성 필름의 개략 구성도이다. 도 4는 본 실시 형태에 관한 편광판의 개략 구성도이고, 도 5는 본 실시 형태에 관한 화상 표시 장치의 개략 구성도이다.
<<<기능성 필름 및 하드 코팅 필름>>>
도 1에 도시되는 기능성 필름(10)은, 광투과성 기재(11)와, 바인더 수지(13) 및 복수의 무기 입자(14)를 포함하는 하드 코팅층(12)을 구비하는 하드 코팅 필름(15)과, 하드 코팅 필름(15)의 표면(15A)(하드 코팅층(12)의 표면(12A))에 밀착한 기능층(16)을 이 순으로 구비하고 있다. 기능성 필름(10)이나 하드 코팅 필름(15)은, 광투과성 기재(11)를 구비하고 있지만, 후술하는 바와 같이 광투과성 기재를 구비하고 있지 않아도 된다. 또한, 기능성 필름이나 하드 코팅 필름은, 광투과성 기재와 하드 코팅층의 밀착성을 향상시키기 위해, 광투과성 기재와 하드 코팅층 사이에 수지를 포함하는 하지층을 더 구비하고 있어도 된다.
기능성 필름(10)이나 하드 코팅 필름(15)에 있어서는, 용도에 따라 다르지만 헤이즈값이 중요한 요소로 된다. 광을 투과시켜서 사용되는 경우이며 방현성이 필요치 않은 경우에는, 일반적으로 헤이즈값(전체 헤이즈값)이, 1.0％ 이하인 것이 바람직하다. 이때, 기능성 필름(10)이나 하드 코팅 필름(15)의 헤이즈값이 1.0％ 이하이면, 우수한 투명성을 얻을 수 있다. 이 경우, 기능성 필름(10)이나 하드 코팅 필름(15)의 헤이즈값은, 0.9％ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.8％ 이하인 것이 가장 바람직하다. 한편, 방현성이 필요한 경우에는, 방현성과 헤이즈값의 밸런스 면에서 필요해지는 값이 다르다. 구체적으로는, 예를 들어 헤이즈값은 2％ 이상 45％ 이하의 범위이고, 60°글로스값이 20％ 이상 130％ 이하의 범위에서 설계되는 경우가 많다. 헤이즈값은 높은 쪽이 방현성이 높아지는 경향이 있다는 것이 알려져 있지만, 단순하게 높으면 방현성을 갖는 필름으로서 단순하게 바람직하다는 것은 아니며, 기능성 필름이나 하드 코팅 필름의 용도, 설치 장소 등에 따라 목표값이 다르기 때문에 일률적으로 최적의 범위를 정하는 것은 곤란하다.
상기 헤이즈값은, 헤이즈 미터(제품명 「HM-150」, 가부시키가이샤 무라카미 시키사이 기쥬츠 겐큐죠제)를 사용하여 JIS K7136:2000에 준거한 방법에 의해 측정할 수 있다. 상기 헤이즈값은, 기능성 필름을 50 mm×50 mm의 크기로 잘라낸 후, 컬이나 주름이 없고, 또한 지문이나 먼지 등이 없는 상태에서 설치하고, 기능성 필름이나 하드 코팅 필름 1매에 대하여 3회 측정하고, 3회 측정하여 얻어진 값의 산술 평균값으로 한다. 본 명세서에 있어서의 「3회 측정한다」란, 동일한 장소를 3회 측정하는 것이 아니라, 다른 3군데를 측정하는 것을 의미하는 것으로 한다. 기능성 필름(10)이나 하드 코팅 필름(15)에 있어서는, 눈으로 본 표면(10A)은 평탄하고, 또한 하드 코팅층(12) 등의 적층하는 층도 평탄하고, 또한 막 두께의 변동도 ±10％의 범위 내에 수렴된다. 따라서, 잘라낸 기능성 필름의 다른 3군데에서 헤이즈값을 측정함으로써, 대략의 기능성 필름이나 하드 코팅 필름의 면 내 전체의 헤이즈값의 평균값이 얻어진다고 생각된다. 헤이즈값의 변동은, 측정 대상이 1 m×3000 m로 길어도, 5인치의 스마트폰 정도의 크기여도, ±10％ 이내이다. 또한, 기능성 필름을 상기 크기로 잘라낼 없는 경우에는, 예를 들어 HM-150은 측정할 때의 입구 개구가 20 mmφ이므로, 직경 21 mm 이상으로 되는 샘플 크기가 필요하게 된다. 이 때문에, 22 mm×22 mm 이상의 크기로 기능성 필름이나 하드 코팅 필름을 적절히 잘라내도 된다. 기능성 필름이나 하드 코팅 필름의 크기가 작은 경우에는, 광원 스폿이 벗어나지 않는 범위에서 조금씩 어긋나게 하거나, 또는 각도를 바꾸거나 하여 측정점을 3군데로 한다.
기능층 필름이나 하드 코팅 필름에 점착층이나 접착층을 통해 편광판 등의 다른 필름이 마련되어 있는 경우에는, 점착층이나 접착층과 함께 다른 필름을 박리하고, 추가로 점착층 또는 접착층의 오염을 알코올로 잘 닦아내고 나서, 헤이즈값을 측정하는 것으로 한다. 다른 필름의 박리는, 예를 들어 이하와 같이 하여 행할 수 있다. 먼저, 기능성 필름이나 하드 코팅 필름에 점착층이나 접착층을 통해 다른 필름이 붙은 적층체를 드라이어로 가열하고, 기능성 필름이나 하드 코팅 필름과 다른 필름의 계면이라고 생각되는 부위에 커터의 날끝을 넣어, 천천히 박리해 간다. 이러한 가열과 박리를 반복함으로써, 점착층이나 접착층 및 다른 필름을 박리할 수 있다. 또한, 이러한 박리 공정이 있었다고 해도, 헤이즈값의 측정에는 큰 영향은 없다.
상기 60° 글로스값은, 정밀 광택계(제품명 「GM-26D」, 가부시키가이샤 무라카미 시키사이 기쥬츠 겐큐죠제)를 사용하여, JIS Z8741:1997에 준거한 방법에 의해 측정할 수 있다. 상기 60° 글로스값은, 기능성 필름이나 하드 코팅 필름을 50 mm×50 mm의 크기로 잘라낸 후, 기능성 필름이나 하드 코팅 필름의 이면을 공기 흡인법에 의해 광택이 없는 흑색 수지판에 밀착시킨 상태에서 정밀 광택계에 설치하여 측정하는 것으로 한다. 또한, 상기 60° 글로스값은, 기능성 필름이나 하드 코팅 필름 1매에 대하여 3회 측정하고, 3회 측정하여 얻어진 값의 산술 평균값으로 한다.
기능성 필름(10)이나 하드 코팅 필름(15)에 있어서는, 전체 광선 투과율이, 85％ 이상인 것이 바람직하다. 기능성 필름(10)이나 하드 코팅 필름(15)의 전체 광선 투과율이 80％ 이상이면, 충분한 광투과성을 얻을 수 있다. 기능성 필름(10)의 전체 광선 투과율은, 88％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 90％ 이상인 것이 가장 바람직하다.
상기 전체 광선 투과율은, 헤이즈 미터(제품명 「HM-150」, 가부시키가이샤 무라카미 시키사이 기쥬츠 겐큐죠제)를 사용하여 JIS K7361-1:1997에 준거한 방법에 의해 측정할 수 있다. 상기 전체 광선 투과율은, 기능성 필름이나 하드 코팅 필름을 50 mm×50 mm의 크기로 잘라낸 후, 컬이나 주름이 없고, 또한 지문이나 먼지 등이 없는 상태에서 설치하고, 기능성 필름이나 하드 코팅 필름 1매에 대하여 3회 측정하고, 3회 측정하여 얻어진 값의 산술 평균값으로 한다. 기능성 필름(10)이나 하드 코팅 필름에 있어서는, 눈으로 본 표면(10A)은 평탄하고, 또한 하드 코팅층(12) 등의 적층하는 층도 평탄하고, 또한 막 두께의 변동도 ±10％의 범위 내로 수렴된다. 따라서, 잘라낸 기능성 필름의 다른 3군데에서 전체 광선 투과율을 측정함으로써, 대략의 기능성 필름이나 하드 코팅 필름의 면 내 전체의 전체 광선 투과율의 평균값이 얻어진다고 생각된다. 전체 광선 투과율의 변동은, 측정 대상이 1 m× 3000 m로 길어도, 5인치의 스마트폰 정도의 크기여도, ±10％ 이내이다. 또한, 기능성 필름이나 하드 코팅 필름을 상기 크기로 잘라낼 수 없는 경우에는, 22 mm×22 mm 이상의 크기로 기능성 필름을 적절히 잘라내도 된다. 기능성 필름이나 하드 코팅 필름의 크기가 작은 경우에는, 광원 스폿이 벗어나지 않는 범위에서 조금씩 어긋나게 하거나, 또는 각도를 바꾸거나 하여 측정점을 3군데로 한다.
또한, 기능성 필름이나 하드 코팅 필름에 점착층이나 접착층을 통해 편광판 등의 다른 필름이 마련되어 있는 경우에는, 상기와 동일한 방법에 의해 점착층이나 접착층과 함께 다른 필름을 박리하고 나서, 기능성 필름의 전체 광선 투과율을 측정한다. 또한, 이러한 박리 공정이 있었다고 해도, 전체 광선 투과율의 측정에는 큰 영향은 없다.
기능성 필름(10)의 표면(10A)(기능층(16)의 표면)이나 하드 코팅 필름(15)의 표면(15A)은, JIS K5600-5-4: 1999로 규정되는 연필 경도 시험으로 측정되었을 때의 경도(연필 경도)가, B 이상인 것이 바람직하고, H 이상인 것이 보다 바람직하다. 연필 경도 시험은 50 mm×50 mm의 크기로 잘라낸 기능성 필름이나 하드 코팅 필름을 유리판 상에 꺾임이나 주름이 없도록 니치반 가부시키가이샤제의 셀로판 테이프(등록 상표)로 고정하고, 연필에 1kg의 하중을 가함과 함께, 할퀴기 속도를 1 mm/초로 한 상태에서 행하는 것으로 한다. 연필 경도는, 연필 경도 시험에 있어서 기능성 필름이나 하드 코팅 필름의 표면에 흠집이 나지 않은 가장 높은 경도로 한다. 또한, 연필 경도의 측정 시에는, 경도가 다른 연필을 복수개 사용하여 행하지만, 연필 1개에 대해서 5회 연필 경도 시험을 행하고, 5회 중 4회 이상 기능성 필름이나 하드 코팅 필름의 표면에 흠집이 나지 않았을 경우에는, 이 경도의 연필에 있어서는 기능성 필름이나 하드 코팅 필름의 표면에 흠집이 나지 않았다고 판단한다. 상기 흠집은, 연필 경도 시험을 행한 기능성 필름이나 하드 코팅 필름의 표면을 형광등 하에서 투과 관찰하여 시인되는 것을 가리킨다.
기능성 필름(10)이나 하드 코팅 필름(15)의 용도는, 특별히 한정되지 않지만, 광학 필름으로서 기능하는 경우에는, 기능성 필름(10)이나 하드 코팅 필름(15)의 용도로서는, 예를 들어 노트 퍼스널 컴퓨터 등을 포함하는 퍼스널 컴퓨터(PC), 스마트폰, 태블릿 단말기, 웨어러블 단말기, 디지털 사이니지, 텔레비전, 카 내비게이션 등의 화상 표시 장치를 들 수 있다. 또한, 기능성 필름(10)은, 포장 재료로서도 사용해도 된다.
기능성 필름(10)이나 하드 코팅 필름(15)은, 원하는 크기로 커트되어 있어도 되지만, 롤형이어도 된다. 기능성 필름(10)이나 하드 코팅 필름(15)이 원하는 크기로 커트되어 있는 경우, 기능성 필름이나 하드 코팅 필름의 크기는, 특별히 제한되지 않고, 용도(예를 들어, 화상 표시 장치에 사용되는 경우에는, 화상 표시 장치의 표시면의 크기)에 따라서 적절히 결정된다. 구체적으로는, 기능성 필름(10)이나 하드 코팅 필름(15)의 크기는, 예를 들어 2.8인치 이상 500인치 이하로 되어 있어도 된다. 본 명세서에 있어서의 「인치」란, 기능성 필름이나 하드 코팅 필름이 사각 형상인 경우에는 대각선의 길이를 의미하고, 원 형상일 경우에는 직경을 의미하고, 타원 형상인 경우에는, 짧은 직경과 긴 직경의 합의 평균값을 의미하는 것으로 한다. 여기서, 기능성 필름이나 하드 코팅 필름이 사각 형상인 경우, 상기 인치를 구할 때의 기능성 필름의 종횡비는, 화상 표시 장치의 표시 화면으로서 문제가 없으면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 세로:가로=1:1, 4:3, 16:10, 16:9, 2:1 등을 들 수 있다. 단, 특히 디자인성이 많은 차량 탑재 용도나 디지털 사이니지에 있어서는, 이러한 종횡비에 한정되지 않는다. 또한, 기능성 필름(10)이나 하드 코팅 필름(15)의 크기가 큰 경우에는, 임의의 위치로부터 A5 사이즈(148 mm×210 mm)로 잘라낸 후, 각 측정 항목의 크기로 잘라내는 것으로 한다.
<<광투과성 기재>>
광투과성 기재(11)는, 광투과성을 갖는 기재라면, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 폴리에스테르계 기재, 아세틸셀룰로오스계 기재, 시클로올레핀 폴리머 기재, 폴리에테르술폰계 기재, 폴리카르보네이트계 기재, 폴리아미드계 기재, 폴리이미드계 기재, 폴리올레핀계 기재, 아크릴계 기재, 폴리염화비닐계 기재, 폴리염화비닐리덴계 기재, 폴리스티렌계 기재, 폴리비닐알코올계 기재, 폴리아릴레이트계 기재, 폴리페닐렌술피드계 기재 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 복굴절 유래의 간섭 줄무늬 억제 및 하드 코팅층과의 밀착성의 관점에서, 아세틸셀룰로오스계 기재, 아크릴계 기재가 바람직하다. 광투과성 기재(11)는, 수지 외에, 첨가제 등을 포함하고 있어도 된다.
폴리에스테르계 기재로서는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리프로필렌테레프탈레이트(PEN), 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 중 적어도 1종을 구성 성분으로 하는 기재 등을 들 수 있다.
아세틸셀룰로오스계 기재로서는, 예를 들어 트리아세틸셀룰로오스계 기재, 디아세틸셀룰로오스계 기재를 들 수 있다. 트리아세틸셀룰로오스계 기재는, 가시광 영역 380 내지 780 nm에 있어서, 평균 광투과율을 50％ 이상으로 하는 것이 가능한 기재이다. 트리아세틸셀룰로오스계 기재의 평균 광투과율은 70％ 이상, 또한 85％ 이상인 것이 바람직하다.
또한, 트리아세틸셀룰로오스계 기재로서는, 순수한 트리아세틸셀룰로오스 이외에, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트, 셀룰로오스아세테이트부티레이트와 같이 셀룰로오스와 에스테르를 형성하는 지방산으로서 아세트산 이외의 성분도 병용한 것이어도 된다. 또한, 이들 트리아세틸셀룰로오스에는, 필요에 따라, 디아세틸셀룰로오스 등의 다른 셀룰로오스 저급 지방산에스테르가 첨가되어 있어도 된다.
시클로올레핀 폴리머계 기재로서는, 예를 들어 노르보르넨계 모노머 및 단환 시클로올레핀 모노머 등의 중합체로 이루어지는 기재를 들 수 있다. 시클로올레핀 폴리머의 시판품으로서는, 예를 들어 닛본 제온사제의 제오넥스나 제오노아(노르보르넨계 수지), 스미토모 베이크라이트사제의 스미라이트 FS-1700, JSR사제의 아톤(변성 노르보르넨계 수지), 미쯔이 가가꾸사제의 아펠(환상 올레핀 공중합체), Ticona사제의 Topas(환상 올레핀 공중합체), 히타치 가세이사제의 옵토레즈 OZ-1000 시리즈(지환식 아크릴 수지) 등을 들 수 있다.
폴리카르보네이트계 기재로서는, 예를 들어 비스페놀류(비스페놀 A 등)를 베이스로 하는 방향족 폴리카르보네이트 기재, 디에틸렌글리콜비스알릴카보네이트 등의 지방족 폴리카르보네이트 기재 등을 들 수 있다.
아크릴계 기재로서는, 예를 들어 (메트)아크릴산에스테르, 아크릴아미드, 아크릴로니트릴, (메트)아크릴산 또는 그의 유도체 등의 단량체를 중합하여 얻어지는 수지로 이루어지는 기재를 들 수 있다. 이들 중에서도, 투명성 및 내후성의 관점에서, 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 메타크릴산메틸 단위를 주 구성 성분으로 하는 공중합체 및 스티렌-메타크릴산메틸 공중합체가 바람직하다.
광투과성 기재(11)의 두께는, 20 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 광투과성 기재(11)의 두께가, 20 ㎛ 이상이면, 주름이 발생하지 않고, 우수한 연필 경도를 갖는 기능성 필름을 얻을 수 있고, 또한 광투과성 기재(11)의 두께가, 200 ㎛ 이하이면, 롤로 취급하는 것이 가능한 유연성이 얻어진다. 광투과성 기재의 두께는, 주사형 전자 현미경(SEM)을 사용하여, 광투과성 기재의 단면을 촬영하고, 그 단면의 화상에 있어서 광투과성 기재의 두께를 20군데 측정하고, 그 20군데의 막의 산술 평균값을 구함으로써 구할 수 있다.
<<하드 코팅층>>
하드 코팅 필름(15)에 있어서는, 하드 코팅층(12)의 표면(12A)이 하드 코팅 필름(15)의 표면(15A)으로 되어 있다. 하드 코팅층(12)은, 바인더 수지(13) 및 복수의 무기 입자(14)를 포함한다. 하드 코팅층(12)은, 바인더 수지(13) 및 무기 입자(14) 외에, 자외선 흡수제, 레벨링제, 실란 커플링제 등의 성분을 포함하고 있어도 된다.
하드 코팅층(12)은, 단층 구조로 되어 있지만, 2층 이상의 다층 구조여도 된다. 본 명세서에 있어서의 「하드 코팅층」이란, 광투과성을 갖고, 또한 마르텐스 경도가 100MPa 이상인 층을 의미하는 것으로 한다. 본 명세서에 있어서, 「마르텐스 경도」란, 나노인덴테이션법에 의한 경도 측정에 의해, 압자를 500 nm 압입했을 때의 경도이다. 상기 나노인덴테이션법에 의한 마르텐스 경도의 측정은, 측정 샘플에 있어서 HYSITRON(하이지트론)사제의 「TI950 TriboIndenter」를 사용하여 행하는 것으로 한다. 구체적으로는, 먼저, 1 mm×10 mm로 잘라낸 기능성 필름을 포매 수지에 의해 포매한 블록을 제작하고, 이 블록으로부터 일반적인 절편 제작 방법에 의해 구멍 등이 없는 균일한, 두께 70 nm 이상 100 nm 이하의 절편을 잘라낸다. 절편의 제작에는, 「울트라 마이크로톰 EM UC7」(라이카 마이크로 시스템즈 가부시끼가이샤) 등을 사용할 수 있다. 그리고, 이 구멍 등이 없는 균일한 절편이 잘라내진 나머지의 블록을 측정 샘플로 한다. 이어서, 이러한 측정 샘플에 있어서의 상기 절편이 잘라내짐으로써 얻어진 단면에 있어서, 이하의 측정 조건에서, 상기 압자로서 베르코비치 압자(삼각추)를 하드 코팅층의 단면 중앙에 500 nm 압입하고, 일정 유지하여 잔류 응력의 완화를 행한 후, 제하시켜서, 완화 후의 최대 하중을 계측하고, 해당 최대 하중 Pmax(μN)와 깊이 500 nm의 파임부 면적 A(nm2)를 사용하여, Pmax/A에 의해, 마르텐스 경도를 산출한다. 마르텐스 경도는, 10군데 측정하여 얻어진 값의 산술 평균값으로 한다.
(측정 조건)
·하중 속도: 10 nm/초
·유지 시간: 5초
·하중 제하 속도: 10 nm/초
·측정 온도: 25℃
하드 코팅층(12)의 막 두께는, 1 ㎛ 이상으로 되어 있는 것이 바람직하다. 하드 코팅층(12)의 막 두께가, 1 ㎛ 이상이면, 충분한 경도를 유지할 수 있다. 하드 코팅층(12)의 막 두께의 하한은 2 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 하드 코팅층(12)의 막 두께의 상한은, 두께가 너무 두꺼운 것에 기인하는 가공성의 악화를 억제하는 관점에서, 20 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 10 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
하드 코팅층의 막 두께는, 주사 투과형 전자 현미경(STEM) 또는 투과형 전자 현미경(TEM)을 사용하여, 하드 코팅층의 단면을 촬영하고, 그 단면의 화상에 있어서 하드 코팅층의 막 두께를 20군데 측정하고, 그 20군데의 막 두께의 산술 평균값으로 한다. 구체적인 단면 사진의 촬영 방법을 이하에 기재한다. 먼저, 15 mm×10 mm로 잘라낸 기능성 필름이나 하드 코팅 필름을 수지판에 고정하여, 크로톰 EM UC6(라이카 마이크로 시스템즈 가부시끼가이샤제)으로 트리밍 폭 300 ㎛, 높이 80 ㎛로 잘라낸 후, 추가로 DiATOME 다이아몬드 나이프 ULTRA에 의해 두께 방향으로 절삭해 가서, 구멍 등이 없는 균일한, 두께 70 nm 이상 100 nm 이하의 절편을 잘라낸다. 절편의 제작에는, 울트라 마이크로톰 EM UC7(라이카 마이크로 시스템즈 가부시끼가이샤) 등을 사용해도 된다. 그리고, 이 구멍 등이 없는 균일한 절편이 잘라내진 나머지의 블록을 측정 샘플로 한다. 측정 샘플은, 일반적으로 행하여지고 있는 수지에 포함시키는 방법으로 제작해도 된다. 그 후, 주사 투과형 전자 현미경(STEM)(제품명 「S-4800」, 가부시키가이샤 히타치 하이테크놀러지즈사제)을 사용하여, 측정 샘플의 단면 사진을 촬영한다. 상기 S-4800을 사용하여 단면 사진을 촬영할 때는, 검출기를 「TE」, 가속 전압을 「5 kV」, 에미션 전류를 「10μA」로 하여 단면 관찰을 행한다. 배율에 대해서는, 포커스를 조절하여 콘트라스트 및 밝기를, 각 층을 분별할 수 있는지 관찰하면서 5000 내지 20만배로 적절히 조절한다. 또한, 상기 S-4800을 사용하여 단면 사진을 촬영할 때는, 추가로 애퍼쳐를 「빔 모니터 조리개 3」으로 하고, 대물 렌즈 조리개를 「3」으로 하고, 또한 W.D.를 「8 mm」로 해도 된다. 하드 코팅층의 막 두께를 측정할 때는, 단면 관찰했을 때, 하드 코팅층과 다른 층(예를 들어, 광투과성 기재)의 계면 콘트라스트를 가능한 한 명확하게 관찰할 수 있는 것이 중요해진다. 가령, 콘트라스트 부족으로 이 계면이 잘 안보이는 경우에는, 사산화오스뮴, 사산화루테늄, 인텅스텐산 등 염색 처리를 실시하면, 유기 층간의 계면을 보기 쉬워지므로, 염색 처리를 행해도 된다. 또한, 계면의 콘트라스트는 고배율인 편이 알기 어려운 경우가 있다. 그 경우에는, 저배율도 동시에 관찰한다. 예를 들어, 2.5만배와 5만배나, 5만배와 10만배 등, 고저의 두 배율로 관찰하고, 양 배율로 상기한 산술 평균값을 구하고, 추가로 그 평균값을 하드 코팅층의 막 두께의 값으로 한다.
<바인더 수지>
바인더 수지(13)는, 중합성 화합물(경화성 화합물)의 중합체(경화물)를 포함한다. 중합성 화합물은, 분자 내에 중합성 관능기를 적어도 하나 갖는 것이고, 전리 방사선으로 중합하는 전리 방사선 중합성 화합물 및 열로 중합하는 열중합성 화합물의 어느 것이어도 된다. 중합성 관능기로서는, 예를 들어 (메트)아크릴로일기, 비닐기, 알릴기 등의 에틸렌성 불포화기를 들 수 있다. 또한, 「(메트)아크릴로일기」란, 「아크릴로일기」 및 「메타크릴로일기」의 양쪽을 포함하는 의미이다. 또한, 전리 방사선으로서는, 가시광선, 자외선, X선, 전자선, α선, β선 및 γ선을 들 수 있다.
중합성 화합물로서는, 상기 제1 중합성 모노머에 추가로, 제2 중합성 모노머, 중합성 올리고머 및/또는 중합성 프리폴리머를 포함하고 있어도 된다.
제2 중합성 모노머로서는, 다관능 (메트)아크릴레이트가 바람직하다. 상기 다관능 (메트)아크릴레이트로서는, 예를 들어 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리트리톨옥타(메트)아크릴레이트, 테트라펜타에리트리톨데카(메트)아크릴레이트, 이소시아누르산 트리(메트)아크릴레이트, 이소시아누르산 디(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르트리(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르디(메트)아크릴레이트, 비스페놀디(메트)아크릴레이트, 디글리세린테트라(메트)아크릴레이트, 아다만틸디(메트)아크릴레이트, 이소보로닐디(메트)아크릴레이트, 디시클로펜탄디(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸디(메트)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메트)아크릴레이트나, 이들을 PO, EO, 카프로락톤 등으로 변성한 것을 들 수 있다.
이들 중에서도 상술한 마르텐스 경도를 적합하게 충족할 수 있는 점에서, 3 내지 6관능의 것이 바람직하고, 예를 들어 펜타에리트리톨트리아크릴레이트(PETA), 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(DPHA), 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트(PETTA), 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트(DPPA), 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리트리톨옥타(메트)아크릴레이트, 테트라펜타에리트리톨데카(메트)아크릴레이트 등이 바람직하다.
또한, 경도나 조성물의 점도 조정 등을 위해서, 제2 중합성 모노머는, 다관능 모노머 외에, 추가로 단관능 (메트)아크릴레이트 모노머를 포함하고 있어도 된다. 상기 단관능 (메트)아크릴레이트 모노머로서는, 예를 들어 히드록시에틸아크릴레이트(HEA), 글리시딜메타크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 이소스테아릴(메트)아크릴레이트, 2-아크릴로일옥시에틸숙시네이트, 아크릴로일모르폴린, N-아크릴로일옥시에틸헥사히드로프탈이미드, 시클로헥실아크릴레이트, 테트라히드로푸릴아크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트 및 아다만틸아크릴레이트 등을 들 수 있다.
중합성 올리고머 또는 중합성 프리폴리머로서는, 우레탄(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트, 에폭시(메트)아크릴레이트, 멜라민(메트)아크릴레이트, 폴리플루오로알킬(메트)아크릴레이트, 실리콘(메트)아크릴레이트 등의 올리고머 또는 프리폴리머를 들 수 있다. 이들 중합성 올리고머 또는 중합성 프리폴리머는, 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
상기 제1 중합성 모노머나 제2 중합성 모노머의 중량 평균 분자량은, 하드 코팅층의 경도를 향상시키는 관점에서, 1000 미만이 바람직하고, 200 이상 800 이하가 보다 바람직하다. 또한, 상기 중합성 올리고머의 중량 평균 분자량은, 1000 이상 2만 이하인 것이 바람직하고, 1000 이상 1만 이하인 것이 보다 바람직하고, 2000 이상 7000 이하인 것이 더욱 바람직하다. 본 명세서에 있어서, 「중량 평균 분자량」은, 테트라히드로푸란(THF) 등의 용매에 용해하여, 종래 공지된 겔 투과 크로마토그래피(GPC)법에 의한 폴리스티렌 환산에 의해 얻어지는 값이다.
바인더 수지(13)는, 인(P) 원소를 포함하는 것이 바람직하다. 바인더 수지(13)가 인 원소를 포함함으로써, 바인더 수지(13)와 무기 입자(14)의 밀착성을 높일 수 있다. 바인더 수지(13)에 인 원소가 포함되는지 여부는, XPS(X-Ray Photoelectron Spectroscopy) 또는 ESCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)를 사용함으로써 확인할 수 있다.
바인더 수지(13)가 인(P) 원소를 포함하는 경우, 하드 코팅층(12)의 표면(12A)에 있어서의 원소 비율은, 인이 0.1％ 이상인 것이 바람직하다. 표면(12A)의 원소 비율에 있어서 인이 0.1％ 이상이면, 하드 코팅층(12)과 기능층(16)의 밀착성을 더욱 향상시킬 수 있다. 하드 코팅층의 제1 면에 있어서의 원소 비율은, XPS 또는 ESCA에 의해 구할 수 있다. 상기 원소 비율에 있어서의 인의 하한은, 0.3％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 상한은, 도포 시공 시의 인을 포함하는 성분의 응집에 의한 헤이즈 상승 억제의 관점에서, 10％ 이하가 바람직하다.
인 원소는, 인산계 모노머를 사용함으로써 바인더 수지(13) 중에 함유시킬 수 있다. 인산계 모노머는, 인산기 및 중합성 관능기를 포함하고 있다. 인산계 모노머로서는, 예를 들어 에틸렌옥시드 변성 인산(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 인산디(메트)아크릴레이트, 디메틸포스페이트에틸아크릴레이트, 디에틸포스페이트에틸아크릴레이트, 2-아크릴로일옥시에틸인산, 비스아크릴로일옥시에틸포스페이트, 트리스아크릴로일옥시에틸포스페이트, 2-메타크릴로일옥시에틸인산, 비스메타크릴로일옥시에틸포스페이트, 에톡시화 인산트리(메트)아크릴레이트를 들 수 있다. 인산계 모노머의 인산기가 무기 입자에 수소 결합에 의해 상호 작용함과 함께, 인산계 모노머의 중합성 관능기가 중합성 화합물과 결합함으로써 바인더 수지(13)와 무기 입자(14)의 밀착성을 향상시킬 수 있으므로, 하드 코팅층(12)과 기능층(16) 사이의 계면 박리를 보다 억제할 수 있다.
<무기 입자>
하드 코팅층(12)은, 하드 코팅층(12)의 표면(12A)으로부터 깊이 100 nm까지의 제1 영역 R1(도 2 참조) 내에 무기 입자(14)의 치밀도가 60％ 이상인 층상 영역(이하, 이 영역을 「고치밀 층상 영역」이라고 칭한다.)을 갖고, 하드 코팅층(12)의 표면(12A)으로부터 깊이 100 nm 이상의 제2 영역 R2(도 2 참조)에서 무기 입자(14)의 치밀도가 59％ 이하로 되어 있다. 본 명세서에 있어서의 「무기 입자의 치밀도」란, 제1 영역 및 제2 영역의 각 영역에 있어서 하드 코팅층의 막 두께 방향과 직교하는 방향으로 어느 정도의 치밀함으로 무기 입자가 존재하고 있는지를 나타내는 지표이다. 따라서, 제1 영역 R1 내의 고치밀 층상 영역에 있어서의 무기 입자(14)의 치밀도가, 제2 영역 R2에서의 무기 입자(14)의 치밀도보다도 높게 되어 있는 것은, 하드 코팅층(12)의 막 두께 방향과 직교하는 방향에서는, 무기 입자(14)는 제2 영역 R2보다도 제1 영역 R1 내의 고치밀 층상 영역쪽이 많이 존재하고 있는 것을 의미하고 있다. 또한, 후술하는 바와 같이 하드 코팅층의 막 두께 방향과 직교하는 방향으로 배열하는 복수의 셀을 1열로 하고, 1열마다 무기 입자의 치밀도를 구하므로, 제1 영역 내의 무기 입자의 치밀도가 60％ 이상으로 되는 영역은, 층상으로서 나타난다. 하드 코팅층(12)과 기능층(16) 사이의 밀착성 및 원하는 광학 특성의 양립을 보다 높은 레벨로 실현하는 관점에서, 제1 영역 R1 내의 고치밀 층상 영역에 있어서의 무기 입자(14)의 치밀도의 최댓값은 70％ 이상이고, 또한 제2 영역 R2에서의 무기 입자(14)의 치밀도는 50％ 이하인 것이 바람직하다.
제1 영역에 있어서의 무기 입자의 치밀도는, 이하의 방법에 의해 구할 수 있다. 먼저, 투과형 전자 현미경(TEM) 또는 주사 투과형 전자 현미경(STEM)을 사용하여 배율 3만배 내지 10만배로 촬영한 하드 코팅층의 단면의 화상을 화상 처리 소프트웨어(제품명 「ImageJ」, 미국 국립 위생 연구소제)로 읽어들이고, 셀마다 흑백 2치화 처리를 행한다. 이때, 2치화 처리의 픽셀 수는 640×480 이상으로 하는 것이 바람직하다. TEM 또는 STEM에 의한 단면의 화상에 있어서는, 밀도가 높은 무기 입자는 전자선을 투과하기 어렵기 때문에 흑색계가 되고, 또한 무기 입자보다도 밀도가 낮은 바인더 수지는 백색계가 된다. 이 때문에, 2치화 처리를 행하면, 무기 입자가 흑색부로서 나타나고, 또한 바인더 수지가 백색부로서 나타난다. 백색부와 흑색부의 구분은 전체 셀의 값 평균값보다도 백색측에 있는 경우에는 수지 부분, 흑색측에 있는 경우에는 입자 부분으로 한다. 그리고, 2치화 처리 후의 화상에 나타나 있는 셀 중, 하드 코팅층의 막 두께 방향과 직교하는 방향으로 배열하는 복수의 셀을 1열로 하여, 1열에 존재하는 셀마다 흑색부인지 백색부인지를 판단하고, 1열에 존재하는 셀의 합계 수에 대한 흑색부라고 판단된 셀의 수의 비율(％)을 구한다. 제1 영역에 있어서는, 전역에 걸쳐 해석을 행하여, 치밀도가 60％ 이상으로 되는 부분이 있으면, 제1 영역 내에 고치밀 층상 영역이 존재한다고 판단할 수 있다. 또한, 막 두께 방향과 직교하는 방향의 1열로서는, 반드시 얻어진 TEM상이나 STEM상의 전체 폭에 대하여 해석할 필요는 없고, 충분한 해석 정밀도가 얻어지는 셀 수를 포함하고 있으면 된다. 구체적으로는 100셀 이상 있으면 높은 정밀도가 얻어진다.
제2 영역에 있어서의 무기 입자의 치밀도도, 제1 영역에 있어서의 무기 입자의 치밀도와 마찬가지로 구하지만, 제2 영역에 있어서는, 깊이가 다른 개소에 있어서 적어도 5열분의 상기 비율을 구하고, 그것들의 산술 평균값을 구함으로써, 제2 영역에 있어서의 무기 입자의 치밀도로 한다.
무기 입자(14)의 치밀도를 구할 때의 STEM에 의한 하드 코팅층의 단면 사진의 촬영 방법은, 배율 이외는, 하드 코팅층의 막 두께의 란에 기재한 단면 사진의 촬영 방법과 마찬가지이다.
상기 2치화 처리는, 화상 처리 소프트웨어(제품명 「ImageJ」, 미국 국립 위생 연구소제)로 행하는데, 구체적으로는, 이하의 수순에 의해 행한다. 먼저, 상기 소프트웨어로 단면 사진의 화상을 읽어들이고, 표 계산 소프트웨어의 셀 상에 1픽셀을 1셀로 하여 흑백의 계조를 수치로 하여 출력한다. 이때 흑백의 계조 수는 가능한 한 많은 쪽이 좋다. 구체적으로는 128계조 이상 있는 상태에서 이후의 데이터 해석을 행하는 것이 바람직하다. 이 흑백 2치화의 처리는 특정 소프트웨어에 구애되지 않고, 표 계산 소프트웨어의 매크로 등에 의해 계산해도 문제없다.
무기 입자(14)는, 우수한 경도를 얻는 관점에서, 실리카 입자가 바람직하다. 기능층(16)이 무기층인 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 적어도 일부의 무기 입자(14)는 하드 코팅층(12)과 기능층(16)의 계면에 존재하여, 기능층(16)에 직접 밀착하고 있는 것이 바람직하다. 계면에 존재하는 무기 입자(14)가 기능층(16)에 직접 밀착함으로써, 무기 입자(14)와 기능층(16) 사이의 계면이 무기/무기 계면이 되므로, 하드 코팅층(12)과 기능층(16)의 밀착성을 보다 향상시킬 수 있다. 무기 입자가 하드 코팅층과 기능층의 계면에 존재하고 있는지 여부는, 하드 코팅층의 단면을 주사 투과형 전자 현미경(STEM)이나 투과형 전자 현미경(TEM)으로 관찰함으로써 확인할 수 있다. 또한, 하드 코팅층의 단면 형성의 방법으로서는, 표면·계면 절삭 시험 장치(SAICAS)에 의한 경사 절단이나 마이크로톰에 의한 절삭 등을 이용할 수 있다. 또한, 커터나 마이크로톰 등에 의한 절단으로 기능성 필름의 단면을 형성하고, 단면이 형성된 상태의 기능성 필름에 대하여 크세논 내후 시험기를 사용하여 장시간 시험 환경에서 폭로시킨 후에 추가로 습열 환경에 노출시키거나 또는 알코올 등의 용매를 단면 근방에 작용시킴으로써 강제적으로 기능층을 박리하고, 기능층을 박리한 상태에서 무기 입자가 하드 코팅층과 기능층의 계면에 존재하고 있는지 관찰해도 된다.
하드 코팅층(12)은, 무기 입자(14)가 Si 원소를 포함하고, 제1 영역 R1 내에, Si와 O의 원소 비율이 60％ 이상인 제1 층상 영역과, Si와 O의 원소 비율의 합계가 60％ 미만인 제2 층상 영역을 포함하고 있는 것이 바람직하다. 제1 영역 R1 내에 Si와 O의 원소 비율의 합계가 60％ 이상인 제1 층상 영역을 갖고 있으면, 하드 코팅층(12)과 기능층(16)의 밀착성을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 영역 R1 내에 Si와 O의 원소 비율의 합계가 60％ 미만인 제2 층상 영역을 갖고 있으면, 무기 입자(14)가 너무 많은 것에 기인하는 광학 특성의 저하를 보다 억제할 수 있다. 제1 층상 영역 및 제2 층상 영역에서의 Si와 O의 원소 비율은, 주사형 X선 광전자 분광 장치(제품명 「Quantum2000」), 알박·파이 가부시끼가이샤제)를 사용하여, 하기의 측정 조건에서, 하드 코팅층을 깊이 방향으로 에칭함과 함께 깊이 5 nm마다 Si와 O의 원소 비율을 각각 구함으로써, 구해진다.
(측정 조건)
·X선 조건: Al mono 200 ㎛φ×30 W 15 kV,
·광전자 도입 각도: 45°
·에칭 조건: 2 kV raster2×2
제2 영역 R2에 있어서의 무기 입자(14)의 최대 응집도는, 30％ 이하인 것이 바람직하다. 제2 영역 R2에 있어서의 무기 입자(14)의 최대 응집도가, 30％ 이하이면, 광학 특성의 저하를 보다 억제할 수 있다. 제2 영역 R2에 있어서의 무기 입자(14)의 최대 응집도는 20％ 이하, 10％ 이하인 것이 더욱 바람직하다(수치가 작을수록 바람직하다). 본 명세서에 있어서의 「제2 영역에 있어서의 무기 입자의 최대 응집도」란, 하드 코팅층의 단면을 관찰한 경우에 제2 영역에 있어서 하드 코팅층의 막 두께 방향과 직교하는 방향으로 소정의 폭으로 연장되는 부분을 1열로 하고, 1열에 존재하는 무기 입자의 전체 개수에 대한, 3개 이상의 무기 입자와 서로 인접하여 괴상으로 되어 있는 무기 입자의 개수 비율을 1열에 있어서의 무기 입자의 응집도로 하여, 이 무기 입자의 응집도를 복수열(예를 들어, 임의의 10열 내지 30열)에서 구했을 때, 복수열에서 구한 무기 입자의 응집도 중에서 가장 큰 응집도를 의미한다. 구체적으로는, 제2 영역 R2에 있어서의 무기 입자(14)의 최대 응집도는, 이하와 같이 하여 구한다. 먼저, 2치화 처리 후의 화상에 나타나 있는 셀 중, 하드 코팅층의 막 두께 방향과 직교하는 방향으로 배열되는 복수의 셀을 1열로 하고, 또한 셀이 무기 입자의 1차 입경의 3배 이상의 길이로 연속되어 있는 것을 응집 상태라고 판단하여, 1열에 존재하는 셀의 합계 수에 대한 무기 입자의 1차 입경의 3배 이상의 길이로 연속되고 있는 셀의 비율을 구하여, 1열의 응집도를 산출한다. 그리고, 이 무기 입자의 응집도를 복수열(예를 들어, 임의의 10열 내지 30열)에서 구하고, 복수 열에서 구한 무기 입자의 응집도 중에서 가장 큰 것을 최대 응집도로 한다. 상기 「1차 입경」이란, 복수 있는 무기 입자의 직경, 폭, 깊이, 높이 중 가장 작은 직경을 의미한다.
무기 입자는, 구형 입자여도 되지만, 이형 입자인 것이 바람직하다. 구형 입자와 이형 입자를 혼합시켜도 된다. 상기 이형 입자는, 그 표면적이 구형 입자와 비교하여 크기 때문에, 이러한 이형 입자를 함유함으로써, 상기 중합성 화합물과의 접촉 면적이 커지고, 상기 하드 코팅층의 경도를 향상시킬 수 있다. 하드 코팅층에 포함되어 있는 무기 입자가 이형 입자인지 여부는, 하드 코팅층의 단면을 투과형 전자 현미경(TEM) 또는 주사 투과형 전자 현미경(STEM)으로 관찰함으로써 확인할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서의 「구형 입자」란, 예를 들어 진구상, 타원구상 등의 입자를 의미하고, 또한, 「이형 입자」란, 감자 형상(단면 관찰 시의 애스펙트비가 1.2 이상 40 이하)의 랜덤한 요철을 표면에 갖는 형상의 입자를 의미한다.
무기 입자(14)의 평균 1차 입경은, 5 nm 이상 100 nm 이하인 것이 바람직하다. 무기 입자(14)의 평균 1차 입경이 5 nm 이상이면, 무기 입자를 용이하게 제조할 수 있고, 또한 100 nm 이하이면, 하드 코팅층(12)에 큰 요철이 형성되는 경우도 없다. 무기 입자가 구형 입자의 경우에는, 무기 입자의 평균 1차 입경은, 투과형 전자 현미경(TEM) 또는 주사 투과형 전자 현미경(STEM)을 사용하여 배율 4만배 내지 20만배로 촬영한 무기 입자의 단면 화상으로부터 20개의 무기 입자의 1차 입경을 측정하고, 20개의 무기 입자의 1차 입경의 산술 평균값으로 한다. 또한, 무기 입자가 이형 입자인 경우에는, 무기 입자의 평균 1차 입경은, 투과형 전자 현미경(TEM) 또는 주사 투과형 전자 현미경(STEM)을 사용하여 촬영한 하드 코팅층의 단면의 화상으로부터 무기 입자의 외주의 2점간 거리의 최댓값(긴 직경)과 최솟값(짧은 직경)을 측정하고, 평균하여 1차 입경을 구하고, 20개의 무기 입자의 1차 입경의 산술 평균값으로 한다.
무기 입자(14)의 크기 및 배합량을 제어함으로써 하드 코팅층(12)의 경도(마르텐스 경도)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 무기 입자(14)는 직경이 5 nm 이상 100 nm 이하인 경우, 무기 입자(14)의 함유량은, 상기 중합성 화합물 100질량부에 대하여, 25질량부 이상 60질량부 이하인 것이 바람직하다.
무기 입자로서 실리카 입자를 사용하는 경우, 실리카 입자는, 반응성 실리카 입자여도 된다. 상기 반응성 실리카 입자는, 상기 중합성 화합물 사이에서 가교 구조를 구성하는 것이 가능한 실리카 입자이고, 이 반응성 실리카 입자를 함유함으로써, 하드 코팅층(12)의 경도를 충분히 높일 수 있다.
상기 반응성 실리카 입자는, 그 표면에 반응성 관능기를 갖는 것이 바람직하고, 해당 반응성 관능기로서는, 예를 들어 상기의 중합성 관능기가 적합하게 사용된다.
상기 반응성 실리카 입자로서는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 것을 사용할 수 있고, 예를 들어 일본 특허 공개 제2008-165040호 공보에 기재된 반응성 실리카 입자 등을 들 수 있다. 또한, 상기 반응성 실리카 입자의 시판품으로서는, 예를 들어 MIBK-SD, MIBK-SD-MS, MIBK-SD-L, MIBK-SD-ZL(모두, 닛산 가가꾸 고교 가부시끼가이샤제)이나 V8802, V8803(모두, 닛키 쇼쿠바이 가세이 가부시키가이샤제) 등을 들 수 있다.
하드 코팅층(12)은, 무기 입자(14)와는 별도로, 다른 목적으로 유기 입자를 더 포함하고 있어도 된다. 유기 입자로서는, 폴리메틸메타크릴레이트 입자, 폴리아크릴-스티렌 공중합체 입자, 멜라민 수지 입자, 폴리카르보네이트 입자, 폴리스티렌 입자, 가교 폴리스티렌 입자, 폴리염화비닐 입자, 벤조구아나민-멜라민포름알데히드 입자, 실리콘 입자, 불소계 수지 입자, 폴리에스테르계 수지 입자 등을 들 수 있다. 유기 입자에는, 무기 성분이 혼합되어 있어도 된다.
<자외선 흡수제>
자외선 흡수제는, 자외선을 흡수하는 기능을 갖고 있다. 자외선 흡수제로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 자외선 흡수제로서는, 예를 들어 트리아진계 자외선 흡수제, 벤조페논계 자외선 흡수제 및 벤조트리아졸계 자외선 흡수제 등을 들 수 있다.
상기 트리아진계 자외선 흡수제로서는, 예를 들어 2-(2-히드록시-4-[1-옥틸옥시카르보닐에톡시]페닐)-4,6-비스(4-페닐페닐)-1,3,5-트리아진, 2-[4-[(2-히드록시-3-도데실옥시프로필)옥시]-2-히드록시페닐]-4,6-비스(2,4-디메틸페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스[2-히드록시-4-부톡시페닐]-6-(2,4-디부톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2-[4-[(2-히드록시-3-트리데실옥시프로필)옥시]-2-히드록시페닐]-4,6-비스(2,4-디메틸페닐)-1,3,5-트리아진 및 2-[4-[(2-히드록시-3-(2'-에틸)헥실)옥시]-2-히드록시페닐]-4,6-비스(2,4-디메틸페닐)-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다. 시판되고 있는 트리아진계 자외선 흡수제로서는, 예를 들어 TINUVIN460, 477(모두 BASF 재팬 가부시키가이샤사제) 등을 들 수 있다.
<레벨링제>
레벨링제는, 하드 코팅층(12)의 표면 장력이 불균일해짐으로써 발생하는, 크레이터링, 패임, 핀 홀, 오렌지 껍질 형상 등의 결함을 방지하고, 표면을 매끄럽게 하는 첨가제를 의미한다. 레벨링제는, 특별히 한정되지 않지만, 폴리에테르기, 폴리우레탄기, 에폭시기, 카르복실기, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 카르비놀기 또는 수산기를 갖는 화합물 등을 들 수 있다. 상기 레벨링제는, 폴리에테르기, 폴리우레탄기, 에폭시기, 카르복실기, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 카르비놀기 또는 수산기를 주쇄의 말단(편말단, 양쪽 말단)에 갖고 있어도 되고, 측쇄에 갖고 있어도 되고, 주쇄의 말단 및 측쇄에 갖고 있어도 된다. 레벨링제로서는, 폴리에테르기, 폴리우레탄기, 에폭시기, 카르복실기, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 카르비놀기 또는 수산기를 갖는 화합물이라면, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 실리콘계, 불소계, 실리콘/불소 혼합계, 아크릴계, 메타크릴계, 방향족계의 레벨링제를 들 수 있다.
시판되고 있는 실리콘계 레벨링제로서는, 예를 들어 BYK-300, BYK-302, BYK-306, BYK-307, BYK-320, BYK-325, BYK-330, BYK-331, BYK-333, BYK-337, BYK-341, BYK-344, BYK-345, BYK-346, BYK-348, BYK-377, BYK-378, BYK-UV3500, BYK-3510, BYK-UV3570 등(모두, 빅 케미 재팬 가부시키가이샤제)의 폴리에스테르 변성 실리콘 오일 등을 들 수 있다.
<실란 커플링제>
실란 커플링제는, 반응성 관능기 및 가수분해성기를 갖는 유기 규소 화합물이다. 반응성 관능기는, 다관능 전리 방사선 중합성 화합물 등과 반응할 수 있는 기이고, 반응성 관능기로서는, 비닐기, 에폭시기, 스티릴기, (메트)아크릴로일기, 아미노기, 우레이도기, 티올기, 술피드기 및 이소시아네이트기로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 관능기를 들 수 있다.
가수분해성기는, 가수분해로 실라놀기(Si-OH)와 알코올을 발생하는 것이 가능한 기이고, 가수분해성기로서는, 예를 들어 할로겐 원자, 알콕시기, 아실옥시기, 알케닐옥시기, 카르바모일기, 아미노기, 아미노옥시기, 케톡시메이트기 등을 들 수 있다. 가수분해성기가 탄소 원자를 갖는 경우에는, 그 탄소수는 6 이하인 것이 바람직하고, 4 이하인 것이 보다 바람직하다. 특히, 탄소수 4 이하의 알콕시기 또는 알케닐옥시기가 바람직하고, 메톡시기 또는 에톡시기인 것이 특히 바람직하다.
실란 커플링제의 구체예로서는, 예를 들어 3-메타크릴로일옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴로일옥시프로필메틸디에톡시실란, 3-메타크릴로일옥시프로필트리에톡시실란, 3-아크릴로일옥시프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 시판되고 있는 실란 커플링제로서는, 예를 들어 KBM-5103, KBM-502, KBM-503, KBE-502, KBE-503, KR-513(모두, 신에쯔 가가꾸 고교 가부시키가이샤제) 등을 들 수 있다.
<<기능층>>
기능층(16)은, 기능성 필름(10)에 있어서, 무엇인가 기능을 발휘하는 층이다. 기능층(16)은, 유기층 및 무기층의 어느 것이어도 된다. 기능층(16)이 유기 층인 경우에는, 기능층(16)은 도포법에 의해 형성할 수 있고, 또한 기능층(16)이 무기 층인 경우, 스퍼터링법이나 CVD법 등의 증착법에 의해 형성할 수 있다.
기능층(16)으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 밀착성 향상층, 반사 방지층, 배리어층, 도전층, 방현층, 대전 방지층, 방오층 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 도 1에 도시되는 기능층(16)은, 반사 방지층으로 되어 있다. 기능층은, 단층 구조여도 되지만, 다층 구조여도 된다. 구체적으로는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기능층(16)은, 밀착성 향상층(17)과 반사 방지층(18)으로 구성되어 있어도 된다. 또한, 밀착성 향상층(17)은, 마련되어 있지 않아도 된다.
기능층(16)의 막 두께는, 10 nm 이상 2 ㎛ 이하로 되어 있는 것이 바람직하다. 기능층(16)의 막 두께가, 10 nm 이상이면, 원하는 기능을 발휘시킬 수 있고, 또한 2 ㎛ 이하이면 기능층(16)의 성막 시의 잔류 응력에 의한 파손이나 온도 변화나 습도 변화에 의한 팽창률 차에 의한 박리 등을 억제할 수 있다. 기능층(16)의 막 두께의 하한은 20 nm 이상인 것이 보다 바람직하고, 상한은 1 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 기능층이 다층 구조인 경우에는, 기능층의 막 두께는, 각 층의 합계의 막 두께로 한다.
<밀착성 향상층>
밀착성 향상층(17)의 막 두께는, 15 nm 이하로 되어 있는 것이 바람직하다. 밀착성 향상층(17)의 막 두께가, 15 nm 이하이면 광학 특성에 영향 없이 밀착성 향상의 효과를 보다 얻을 수 있다. 밀착성 향상층의 막 두께는, 주사 투과형 전자 현미경(STEM) 또는 투과형 전자 현미경(TEM)을 사용해서 1만 내지 50만배로 촬영된 밀착성 향상층의 단면 사진으로부터 랜덤하게 10군데 두께를 측정하고, 측정된 10군데의 두께의 산술 평균값으로 한다.
밀착성 향상층(17)은, 무기층으로 되어 있다. 구체적으로는, 밀착성 향상층(17)은, SiNx 등의 금속 질화물, 혹은 SiOx(x=1 내지 2)나 CrOx(x=1 내지 2) 등의 금속 산화물로 구성되어 있다.
밀착성 향상층(17)의 형성 방법으로서는, 예를 들어 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등의 물리 기상 성장(PVD)법이나 화학 기상 성장(CVD)법을 사용할 수 있다. 밀착성 향상층(17)이 무기계 재료로 구성되어 있는 경우에는, 밀착성 향상층의 형성 방법으로서는, 스퍼터링법 또는 CVD법이 적합하다.
<반사 방지층>
반사 방지층(18)은, 외광 반사를 억제하는 기능을 갖는 층이다. 반사 방지층(18)은, 무기층으로 되어 있다. 반사 방지층이 다층 구조로 되어 있는 경우, 반사 방지층은, 저굴절률층, 고굴절률층, 저굴절률층, 고굴절률층의 적층 구조로 되어 있어도 된다.
고굴절률층은, 굴절률이, 저굴절률층의 굴절률보다도 높은 층이고, 각 층의 굴절률은, 각 층의 조각을 잘라내기 등에 의해 각각 10개 취출하고, 취출한 10개의 조각에 있어서, 벡케법에 의해 각 층의 굴절률을 각각 측정하고, 측정한 각 층의 굴절률의 10개의 평균값으로서 구할 수 있다. 벡케법이란, 굴절률이 기지인 굴절률 표준액을 사용하여, 상기 조각을 슬라이드 글래스 등에 두고, 그 샘플 상에 굴절률 표준액을 적하하여 굴절률 표준액으로 조각을 침지하고, 그 모습을 현미경 관찰에 의해 관찰하여, 강화부의 표면과 굴절률 표준액의 굴절률이 다름으로써 각 층의 표면에 발생하는 휘선(벡케선)을 눈으로 보아 관찰할 수 없게 되는 굴절률 표준액의 굴절률을, 각 층의 굴절률로 하는 방법이다.
저굴절률층의 굴절률은, 1.55 이하인 것이 바람직하다. 저굴절률층의 굴절률의 하한은, 1.50 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.48 이하인 것이 더욱 바람직하다. 고굴절률층의 굴절률은, 1.560 이상 2.50 이하여도 된다.
저굴절률층의 막 두께는, 20 nm 이상 500 nm 이하인 것이 바람직하다. 고굴절률층의 막 두께는, 20 nm 이상 500 nm 이하인 것이 바람직하다. 저굴절률층이나 고굴절률층의 막 두께는, 밀착성 향상층(17)의 막 두께와 동일한 방법에 의해 측정할 수 있다.
<배리어층>
배리어층은, 수분이나 산소의 투과를 억제하는 기능을 갖는 층이다. 배리어층의 형성 재료로서는, 배리어성이 얻어지는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 산화규소나 산화알루미늄 등의 무기 산화물이나 금속 등의 무기계 재료를 들 수 있다.
배리어층의 막 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 0.01 ㎛ 이상 1 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 배리어층의 막 두께가 0.01 ㎛ 이상이면, 배리어층의 배리어 성능이 충분히 얻어지고, 또한 1 ㎛ 이하이면, 배리어층의 크랙 등에 의해 배리어 성능의 열화를 억제할 수 있다. 배리어층의 두께의 보다 바람직한 하한은 0.03 ㎛ 이상이고, 보다 바람직한 상한은 0.5 ㎛ 이하이다.
배리어층의 막 두께는, 밀착성 향상층(17)의 막 두께와 동일한 방법에 의해 측정할 수 있다. 또한, 배리어층은, 단일의 층이어도 되고, 복수의 층이 적층된 것이어도 된다. 배리어층이 복수층 적층된 것인 경우, 배리어층의 막 두께는 배리어층을 구성하는 각 층의 막 두께의 합계를 의미한다.
배리어층의 형성 방법으로서는, 예를 들어 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등의 물리 기상 성장(PVD)법이나 화학 기상 성장(CVD)법을 사용할 수 있다. 배리어층이 무기계 재료로 구성되어 있는 경우에는, 배리어층의 형성 방법으로서는, CVD법이 적합하다.
<도전층>
도전층은, 도전성을 갖는 층이다. 도전층은, 예를 들어 무기계의 광투과성 도전성 재료, 유기계의 광투과성 도전성 재료 또는 무기계의 광투과성 도전성 재료와 유기계의 광투과성 도전성 재료의 혼합 재료를 포함한다. 무기계의 광투과성 도전성 재료로서는, 주석 도프 산화인듐(ITO), 안티몬 도프 산화주석(ATO), 산화아연, 산화인듐(In2O3), 알루미늄 도프 산화아연(AZO), 갈륨 도프 산화아연(GZO), 산화주석, 산화아연-산화주석계, 산화인듐-산화주석계, 산화아연-산화인듐-산화마그네슘계 등의 금속 산화물이나 카본 나노 튜브 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 투명 도전층에 있어서의 투명성과 저저항의 관점에서, 무기계의 광투과성 도전성 재료료로서는, 주석 도프 산화인듐(ITO)이 바람직하다. 유기계의 투명 도전성 재료로서는, 도전성 폴리머 등을 들 수 있다.
도전층의 막 두께는, 15 nm 이상 50 nm 이하로 하는 것이 바람직하다. 도전층의 막 두께는, 밀착성 향상층(17)의 막 두께와 동일한 방법에 의해 측정할 수 있다.
도전층의 형성 방법은, 특별히 한정되지 않고, 스퍼터링법, 진공 증착법, 이온 플레이팅법 등의 PVD법, CVD법, 도공법, 인쇄법 등을 사용할 수 있다. 도전층이 무기계의 광투과성 도전성 재료로 구성되어 있는 경우에는, 도전층의 형성 방법으로서는, PVD법이 적합하다.
<<다른 기능성 필름이나 하드 코팅 필름>>
도 1에 도시되는 기능 필름(10)이나 하드 코팅 필름(15)은, 광투과성 기재(11)를 구비하고 있지만, 기능성 필름이나 하드 코팅 필름은, 광투과성 기재를 구비하고 있지 않을 수도 있다. 예를 들어, 도 3에 도시되는 기능성 필름(20)은, 바인더 수지(13) 및 복수의 무기 입자(14)를 포함하는 하드 코팅층(12)과, 하드 코팅층(12)의 표면(12A)에 밀착한 기능층(16)을 구비하고 있지만, 광투과성 기재를 구비하고 있지 않다. 도 3의 경우, 하드 코팅 필름은, 하드 코팅층(12)만으로 구성되어 있다. 또한, 도 3에 있어서, 도 1과 동일 부호가 붙어있는 있는 부재는, 도 1에서 도시한 부재와 동일한 것이므로, 설명을 생략하기로 한다.
<<기능성 필름이나 하드 코팅 필름의 제조 방법>>
기능성 필름(10)이나 하드 코팅 필름(15)은, 이하와 같이 하여 제작할 수 있다. 먼저, 광투과성 기재(11)의 한쪽 면 상에, 바 코터 등의 도포 장치에 의해, 하드 코팅층용 조성물을 도포하여, 하드 코팅층용 조성물의 도막을 형성한다.
<하드 코팅층용 조성물>
하드 코팅층용 조성물은, 하드 코팅층(12)을 형성하기 위한 중합성 화합물 및 무기 입자(14)를 포함하고 있다. 하드 코팅층용 조성물은, 기타, 필요에 따라, 자외선 흡수제, 레벨링제, 실란 커플링제, 용제, 중합 개시제, 유기 입자를 포함하고 있어도 된다.
(용매)
상기 용매로서는, 알코올(예, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, s-부탄올, t-부탄올, 벤질알코올, PGME, 에틸렌글리콜, 디아세톤알코올), 케톤(예, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 헵타논, 디이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디아세톤알코올), 에스테르(아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산 부틸, 아세트산n-프로필, 아세트산이소프로필, 포름산메틸, PGMEA), 지방족 탄화수소(예, 헥산, 시클로헥산), 할로겐화 탄화수소(예, 메틸렌클로라이드, 클로로포름, 사염화탄소), 방향족 탄화수소(예, 벤젠, 톨루엔, 크실렌), 아미드(예, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, n-메틸피롤리돈), 에테르(예, 디에틸에테르, 디옥산, 테트라히드로푸란), 에테르알코올(예, 1-메톡시-2-프로판올), 카르보네이트(탄산디메틸, 탄산디에틸, 탄산에틸메틸) 등을 들 수 있다. 이들 용매, 단독으로 사용되어도 되고, 2종류 이상이 병용되어도 된다. 그 중에서도, 상기 용매로서는, 우레탄(메트)아크릴레이트 등의 성분, 그리고, 다른 첨가제를 용해 혹은 분산시켜, 제1 하드 코팅층용 조성물을 적합하게 도포 시공할 수 있는 점에서, 메틸이소부틸케톤, 메틸에틸케톤이 바람직하다.
(중합 개시제)
중합 개시제는, 전리 방사선 조사로부터 분해되어서, 라디칼을 발생하여 중합성 화합물의 중합(가교)을 개시 또는 진행시키는 성분이다.
중합 개시제는, 전리 방사선 조사에 의해 라디칼 중합을 개시시키는 물질을 방출하는 것이 가능하면 특별히 한정되지 않는다. 중합 개시제로서는, 특별히 한정되지 않고, 공지된 것을 사용할 수 있고, 구체예에는, 예를 들어 아세토페논류, 벤조페논류, 미힐러벤조일벤조에이트, α-아밀옥심에스테르, 티오크산톤류, 프로피오페논류, 벤질류, 벤조인류, 아실포스핀옥시드류를 들 수 있다. 또한, 광증감제를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하고, 그 구체예로서는, 예를 들어 n-부틸아민, 트리에틸아민, 폴리-n-부틸포스핀 등을 들 수 있다.
하드 코팅층용 조성물의 도막을 형성한 후, 각종 공지의 방법으로 도막을, 예를 들어 30℃ 이상 120℃ 이하의 온도에서 10초간 내지 120초간 가열함으로써 건조시켜, 용제를 증발시킨다.
도막을 건조시킨 후, 도막에 자외선 등의 전리 방사선을 조사하고, 도막을 경화(완전 경화)시켜서, 하드 코팅층(12)을 형성한다.
하드 코팅층(12)을 형성한 후, 하드 코팅층(12)의 표면을 에칭하여, 하드 코팅 필름(15)을 얻는다. 구체적으로는, 하드 코팅층(12)의 표면 부근의 바인더 수지(13)를 선택적으로 에칭한다. 이에 의해 무기 입자(14)가 노출되어도 된다. 바인더 수지(13)를 선택적으로 에칭하는 방법으로서는, 예를 들어 글로우 방전 처리, 플라스마 처리, 이온 에칭 처리, 알칼리 처리를 들 수 있다. 단, 밀착성 향상층의 존재에 의해 충분한 밀착이 얻어지는 경우에는, 에칭 공정을 생략해도 된다.
하드 코팅층(12)의 표면(12A)을 에칭한 후, 예를 들어 스퍼터링법 등의 증착법에 의해, 밀착성 향상층(17) 및 반사 방지층(18)을 형성하고, 기능층(16)을 형성한다. 이에 의해, 기능성 필름(10)이 얻어진다.
도 3에 도시되는 광 기능성 필름(20)이나 하드 코팅 필름은, 이형 필름 상에 하드 코팅층(12) 및 기능층(16)을 상기와 동일한 수순으로 형성하고, 기능층(16)의 형성 후, 이형 필름을 박리함으로써 얻어진다.
본 실시 형태에 따르면, 제1 영역 R1 내에 무기 입자(14)의 치밀도가 60％ 이상으로 되는 고치밀 층상 영역이 존재하고 있으므로, 하드 코팅층(12)에 있어서는, 표면(12A) 부근에 무기 입자(14)가 많이 존재하고 있다. 이 때문에, 하드 코팅층(12)의 표면(12A)에 있어서는, 특이적으로 무기물이 많이 차지하는 상태로 된다. 일반적으로는 조성이 유사한 무기물끼리는 밀착성이 좋기 때문에, 기능층(16)이 무기층인 경우에는, 하드 코팅층(12)은 바인더 수지(13)를 포함하는 층이면서 기능층(16)에 대한 밀착성을 양호한 상태로 할 수 있다. 또한, 기능층(16)이 유기층인 경우에도, 하드 코팅층(12)은 바인더 수지(13)를 포함하는 층이므로, 기능층(16)에 대한 밀착성을 양호한 상태로 할 수 있다. 이에 의해, 하드 코팅층(12)과 기능층(16)의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제2 영역 R2에 있어서의 무기 입자(14)의 치밀도가 59％ 이하로 되어 있으므로, 무기 입자(14)가 너무 많은 것에 기인하는 광학 특성의 저하를 억제할 수 있다. 이에 의해, 하드 코팅층(12)과 기능층(16) 사이의 밀착성 및 원하는 광학 특성의 양립을 실현할 수 있다.
<<<편광판>>>
기능성 필름(10)이나 하드 코팅 필름(15)은, 예를 들어 편광판에 내장하여 사용할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 기능성 필름(10)이나 하드 코팅 필름(15)은 편광자용의 보호 필름으로서 사용되고 있지만, 기능성 필름(10)이나 하드 코팅 필름(15)의 용도는 특별히 한정되지 않는다.
도 4에 도시된 바와 같이 편광판(30)은, 기능성 필름(10)과, 기능성 필름(10)의 광투과성 기재(11)에 있어서의 하드 코팅층(12)측의 제1 면(11A)과는 반대측의 제2 면(11B)측에 마련된 편광자(31)와, 편광자(31)에 있어서의 기능성 필름(10)측과는 반대측에 마련된 보호 필름(32)을 구비하고 있다. 보호 필름(32)은 위상차 필름이어도 된다.
편광자(31)는, 요오드 또는 2색성 색소에 의해 염색하고, 1축 연신시킨 폴리비닐알코올계 수지 필름을 들 수 있다. 폴리비닐알코올계 수지로서는, 폴리아세트산 비닐계 수지를 비누화한 것을 사용할 수 있다. 폴리아세트산 비닐계 수지로서는, 아세트산비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산비닐 외에, 아세트산비닐과 그것에 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산비닐에 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예를 들어 불포화 카르복실산류, 올레핀류, 비닐에테르류, 불포화 술폰산류, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드류 등을 들 수 있다.
폴리비닐알코올계 수지는, 변성되어 있어도 되고, 예를 들어 알데히드류로 변성된 폴리비닐포르말이나 폴리비닐아세탈 등을 사용할 수도 있다.
이러한 기능성 필름(10), 하드 코팅 필름(15)이나 편광판(30)은, 예를 들어 화상 표시 장치에 내장하여 사용하는 것이 가능하다.
<<<화상 표시 장치>>>
도 5에 도시된 바와 같이, 화상 표시 장치(40)는, 주로, 화상을 표시하기 위한 표시 패널(40)과, 표시 패널(50)의 배면측에 배치된 백라이트 장치(60)를 구비하고 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 표시 패널(50)이 액정 표시 패널이므로, 화상 표시 장치(40)는 백라이트 장치(60)를 구비하고 있지만, 표시 패널(표시 소자)의 종류에 따라서는 백라이트 장치(60)를 구비하고 있지 않아도 된다.
<<표시 패널>>
표시 패널(50)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 백라이트 장치(60)측으로부터 관찰자측을 향해서, 편광판(51), 광투과성의 점착층(52), 표시 소자(53), 광투과성의 점착층(54), 편광판(30)의 순으로 적층된 구조를 갖고 있다. 표시 패널(50)은, 편광판(30)을 구비하고 있으면 되고, 편광판(51) 등은 구비하고 있지 않아도 된다.
편광판(51)은, 보호 필름(55), 편광자(56), 보호 필름(57)을 이 순으로 구비하고 있는 것이다. 보호 필름(55, 57)은, 트리아세틸셀룰로오스 필름(TAC 필름)이나 시클로올레핀 폴리머 필름으로 구성되어 있다. 편광자(56)는, 편광자(21)와 동일하므로, 여기서는 설명을 생략하기로 한다.
표시 소자(53)는 액정 표시 소자이다. 단, 표시 소자(53)는 액정 표시 소자에 한정되지 않고, 예를 들어 유기 발광 다이오드(OLED), 무기 발광 다이오드, 및/또는 양자 도트 발광 다이오드(QLED)을 사용한 표시 소자여도 된다. 액정 표시 소자로서는, 2매의 유리 기재 사이에, 액정층, 배향막, 전극층, 컬러 필터 등을 배치한 공지된 액정 표시 소자를 사용하는 것이 가능하다.
<<백라이트 장치>>
백라이트 장치(60)는, 표시 패널(50)의 배면측으로부터 표시 패널(50)을 조명하는 것이다. 백라이트 장치(60)로서는, 공지된 백라이트 장치를 사용할 수 있고, 또한 백라이트 장치(60)는 에지 라이트형이나 직하형의 백라이트 장치의 어느 것이어도 된다.
실시예
본 발명을 상세하게 설명하기 위해서, 이하에 실시예를 들어서 설명하지만, 본 발명은 이들의 기재에 한정되지 않는다.
하기에 나타내는 조성으로 되도록 각 성분을 배합하여, 하드 코팅층용 조성물을 얻었다.
(하드 코팅층용 조성물 1)
·펜타에리트리톨트리아크릴레이트와 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트의 혼합물(모노머, 제품명 「KAYARAD PET-30」, 니뽕 가야쿠 가부시키가이샤제): 27.4질량부
·이소시아누르산 EO 변성 디 및 트리아크릴레이트(모노머, 제품명 「M-313」, 도아 고세 가부시키가이샤제): 25.0질량부
·폴리메타크릴산메틸(PMMA) 폴리머 25％ 용액(톨루엔:아논=9:1 용액, 제품명 「HRAG 아크릴」, DNP 파인 케미컬 가부시키가이샤제): 12.0중량부
·실리카 입자(BET법 측정에 의한 입경 25 nm, 제품명 「ELECOM V8803-25」, 닛키 쇼쿠바이 가세이 가부시키가이샤제): 37.5질량부
·중합 개시제(1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 제품명 「Irgacure(등록 상표) 184」, BASF 재팬 가부시키가이샤제): 6.5질량부
·중합 개시제(2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 제품명 「Irgacure(등록 상표) 907」, BASF 재팬 가부시키가이샤제): 1.5질량부
·톨루엔(용매, 제품명 「토르올」, DIC 그래픽 가부시키가이샤제): 108.2질량부
·시클로헥사논(용매, 제품명 「아논」, 야마이치 가가꾸 고교 가부시키가이샤제): 24.5질량부
·노르말 부탄올: 37.0질량부
·메틸이소부틸케톤(용매, 제품명 「4-메틸n-2-펜타논」, 간또 가가꾸 가부시키가이샤제): 36.9질량부
(하드 코팅층용 조성물 2)
·펜타에리트리톨트리아크릴레이트와 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트의 혼합물(모노머, 제품명 「KAYARAD PET-30」, 니뽕 가야쿠 가부시키가이샤제): 37.5질량부
·이소시아누르산 EO 변성 디 및 트리아크릴레이트(모노머, 제품명 「M-313」, 도아 고세 가부시키가이샤제): 25.0질량부
·폴리메타크릴산메틸(PMMA) 폴리머 25％ 용액(톨루엔:아논=9:1 용액, 제품명 「HRAG 아크릴」, DNP 파인 케미컬 가부시키가이샤제): 12.0중량부
·실리카 입자(BET법 측정에 의한 입경 25 nm, 제품명 「ELECOM V8803-25」, 닛키 쇼쿠바이 가세이 가부시키가이샤제): 37.5질량부
·유기 입자(제품명 「504TNR」, 세키스이 가세힝 고교 가부시키가이샤제): 2.2질량부
·유기 입자(입경 3.5 ㎛, 제품명 「소리오스타 RA-E35FX」, 가부시키가이샤 닛폰 쇼쿠바이제): 9.5질량부
·중합 개시제(1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 제품명 「Irgacure(등록 상표)184」, BASF 재팬 가부시키가이샤제): 6.5질량부
·중합 개시제(2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온(제품명 「Irgacure(등록 상표) 907」, BASF 재팬 가부시키가이샤제): 1.5질량부
·톨루엔(용매, 제품명 「토르올」, DIC 그래픽 가부시키가이샤제): 108.2질량부
·시클로헥사논(용매, 제품명 「아논」, 야마이치 가가꾸 고교 가부시키가이샤제): 24.5질량부
·노르말 부탄올: 37.0질량부
·메틸이소부틸케톤(용매, 제품명 「4-메틸n-2-펜타논」, 간또 가가꾸 가부시키가이샤제): 36.9질량부
(하드 코팅층용 조성물 3)
·펜타에리트리톨트리아크릴레이트와 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트의 혼합물(모노머, 제품명 「KAYARAD PET-30」, 니뽕 가야쿠 가부시키가이샤제): 48질량부
·이소시아누르산 EO 변성 디 및 트리아크릴레이트(모노머, 제품명 「M-313」, 도아 고세 가부시키가이샤제): 32.0질량부
·폴리메타크릴산메틸(PMMA) 폴리머 25％ 용액(톨루엔:아논=9:1 용액, 제품명 「HRAG 아크릴」, DNP 파인 케미컬 가부시키가이샤제): 12.0중량부
·실리카 입자(BET법 측정에 의한 입경 25 nm, 제품명 「ELECOM V8803-25」, 닛키 쇼쿠바이 가세이 가부시키가이샤 제조): 30.0질량부
·유기 입자(제품명 「504TNR」, 세키스이 가세힝 고교 가부시키가이샤제): 2.2질량부
·유기 입자(입경 3.5 ㎛, 제품명 「소리오스타 RA-E35FX」, 가부시키가이샤 닛폰 쇼쿠바이제): 9.5질량부
·중합 개시제(1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 제품명 「Irgacure(등록 상표) 184」, BASF 재팬 가부시키가이샤제): 6.5질량부
·중합 개시제(2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온(제품명 「Irgacure(등록 상표) 907」, BASF 재팬 가부시키가이샤제): 1.5질량부
·톨루엔(용매, 제품명 「토르올」, DIC 그래픽 가부시키가이샤제): 108.2질량부
·시클로헥사논(용매, 제품명 「아논」, 야마이치 가가꾸 고교 가부시키가이샤제): 24.5질량부
·노르말 부탄올: 37.0질량부
·메틸이소부틸케톤(용매, 제품명 「4-메틸n-2-펜타논」, 간또 가가꾸 가부시키가이샤제): 36.9질량부
(하드 코팅층용 조성물 4)
·펜타에리트리톨트리아크릴레이트와 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트의 혼합물(모노머, 제품명 「KAYARAD PET-30」, 니뽕 가야쿠 가부시키가이샤제): 35.0질량부
·이소시아누르산 EO 변성 디 및 트리아크릴레이트(모노머, 제품명 「M-313」, 도아 고세 가부시키가이샤제): 25.0질량부
·폴리메타크릴산메틸(PMMA) 폴리머 25％ 용액(톨루엔:아논=9:1 용액, 제품명 「HRAG 아크릴」, DNP 파인 케미컬 가부시키가이샤제): 12.0중량부
·실리카 입자(BET법 측정에 의한 입경 25 nm, 제품명 「ELECOM V8803-25」, 닛키 쇼쿠바이 가세이 가부시키가이샤제): 40.0질량부
·유기 입자(제품명 「504TNR」, 세키스이 가세힝 고교 가부시키가이샤제): 2.2질량부
·유기 입자(입경 3.5 ㎛, 제품명 「소리오스타 RA-E35FX」, 가부시키가이샤 닛폰 쇼쿠바이제): 9.5질량부
·중합 개시제(1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 제품명 「Irgacure(등록 상표) 184」, BASF 재팬 가부시키가이샤제): 6.5질량부
·중합 개시제(2-메틸-1-(4-메틸티오 페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온(제품명 「Irgacure(등록 상표) 907」, BASF 재팬 가부시키가이샤제): 1.5질량부
·톨루엔(용매, 제품명 「토르올」, DIC 그래픽 가부시키가이샤제): 108.2질량부
·시클로헥사논(용매, 제품명 「아논」, 야마이치 가가꾸 고교 가부시키가이샤제): 24.5질량부
·노르말 부탄올: 37.0질량부
·메틸이소부틸케톤(용매, 제품명 「4-메틸n-2-펜타논」, 간또 가가꾸 가부시키가이샤제): 36.9질량부
(하드 코팅층용 조성물 5)
·펜타에리트리톨트리아크릴레이트와 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트의 혼합물(모노머, 제품명 「KAYARAD PET-30」, 니뽕 가야쿠 가부시키가이샤제): 37.5질량부
·이소시아누르산 EO 변성 디 및 트리아크릴레이트(모노머, 제품명 「M-313」, 도아 고세 가부시키가이샤제): 25.0질량부
·폴리메타크릴산메틸(PMMA) 폴리머 25％ 용액(톨루엔:아논=9:1 용액, 제품명 「HRAG 아크릴」, DNP 파인 케미컬 가부시키가이샤제): 12.0중량부
·중합 개시제(1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 제품명 「Irgacure(등록 상표) 184」, BASF 재팬 가부시키가이샤제): 6.5질량부
·중합 개시제(2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온(제품명 「Irgacure(등록 상표) 907」, BASF 재팬 가부시키가이샤제): 1.5질량부
·톨루엔(용매, 제품명 「토르올」, DIC 그래픽 가부시키가이샤제): 108.2질량부
·시클로헥사논(용매, 제품명 「아논」, 야마이치 가가꾸 고교 가부시키가이샤제): 24.5질량부
·노르말 부탄올: 37.0질량부
·메틸이소부틸케톤(용매, 제품명 「4-메틸n-2-펜타논」, 간또 가가꾸 가부시키가이샤제): 36.9질량부
(하드 코팅층용 조성물 6)
·펜타에리트리톨트리아크릴레이트와 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트의 혼합물(모노머, 제품명 「KAYARAD PET-30」, 니뽕 가야쿠 가부시키가이샤제): 6.9질량부
·반응성 폴리머(제품명 「히타로이드 7988」, 히타치 가세이 가부시키가이샤제): 26.6질량부
·실리카 입자 분산액(BET법 측정에 의한 입경 40 nm 내지 50 nm, 고형분 30질량％, 분산매 이소프로판올(MIBK), 제품명 「MIBK-ST-L」, 닛산 가가꾸 고교 가부시끼가이샤제): 25.3질량부
·중합 개시제(1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 제품명 「Irgacure(등록 상표) 184」, BASF 재팬 가부시키가이샤제): 4.6질량부
·메틸이소부틸케톤(용매, 제품명 「4-메틸n-2-펜타논」, 간또 가가꾸 가부시키가이샤제): 36.9질량부
·γ-부티로락톤(제품명 「γ-부티로락톤」, 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤제): 3.8질량부
(하드 코팅층용 조성물 7)
·다관능 우레탄 아크릴레이트(제품명 「KAYARAD DPHA-40H」, 니뽕 가야쿠 가부시키가이샤제): 186질량부
·펜타에리트리톨트리아크릴레이트(제품명 「A-TMM-3L」, 신나까무라 가가꾸 고교 가부시키가이샤제): 167질량부
·폴리머 아크릴레이트(제품명 「BS371」, 아라까와 가가꾸 고교 가부시키가이샤제): 246질량부
·2-메타크릴로일옥시에틸 애시드 포스페이트(제품명 「라이트 에스테르 P-1M」, 교에샤 가가꾸 가부시키가이샤제): 27질량부
·실리카 입자 분산액(BET법 측정에 의한 입경 40 내지 50 nm, 고형분 30질량％, 분산매 메틸이소부틸케톤(MIBK), 제품명 「MIBK-SD-L」, 닛산 가가꾸 고교 가부시끼가이샤제): 889질량부
·중합 개시제(1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 제품명 「Irgacure(등록 상표) 184」, BASF 재팬 가부시키가이샤제): 36질량부
·실리콘계 레벨링제(제품명 「BYK-377」, 빅 케미 재팬 가부시키가이샤제): 0.6질량부
·트리아진계 자외선 흡수제(제품명 「Tinuvin 477」, BASF 재팬 가부시키가이샤제): 11질량부
·실란 커플링제(제품명 「KR-513」, 신에쯔 가가꾸 고교 가부시키가이샤제): 43질량부
·프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(용제, 가부시키가이샤 DNP 파인 케미컬제): 370질량부
·아세트산 부틸(용제, 가부시키가이샤 DNP 파인 케미컬제): 75질량부
·시클로헥사논(용제, 가부시키가이샤 DNP 파인 케미컬제): 352질량부
하기에 나타내는 조성으로 되도록 각 성분을 배합하여, 하지층용 조성물을 얻었다.
(하지층용 조성물 1)
·다관능 우레탄 아크릴레이트(제품명 「KAYARAD DPHA-40H」, 니뽕 가야쿠 가부시키가이샤제): 98질량부
·펜타에리트리톨트리아크릴레이트(제품명 「A-TMM-3L」, 신나까무라 가가꾸 고교 가부시키가이샤제): 88질량부
·폴리머 아크릴레이트(제품명 「BS371」, 아라까와 가가꾸 고교 가부시키가이샤제): 129질량부
·2-히드록시에틸메타크릴레이트(제품명 「2-히드록시에틸메타크릴레이트」, 도쿄 카세이 가부시키가이샤제): 270질량부
·중합 개시제(1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 제품명 「Irgacure(등록 상표) 184」, BASF 재팬 가부시키가이샤제): 36질량부
·실리콘계 레벨링제(제품명 「BYK-377」, 빅 케미 재팬 가부시키가이샤제): 0.6질량부
·트리아진계 자외선 흡수제(제품명 「Tinuvin 477」, BASF 재팬 가부시키가이샤제): 11질량부
·실란 커플링제(제품명 「KR-513」, 신에쯔 가가꾸 고교 가부시키가이샤제): 43질량부
·프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(용제, 가부시키가이샤 DNP 파인케미컬제): 300질량부
·아세트산 부틸(용제, 가부시키가이샤 DNP 파인 케미컬제): 102질량부
·시클로헥사논(용제, 가부시키가이샤 DNP 파인 케미컬제): 285질량부
·γ-부티로락톤(용제, 미쓰비시 케미컬 가부시키가이샤제): 151질량부
<실시예 1>
먼저, 광투과성 기재로서의 두께 80 ㎛의 트리아세틸셀룰로오스 필름(제품명 「TD80UL」, 후지 필름 가부시키가이샤제)을 준비하고, 이 트리아세틸셀룰로오스 필름의 한쪽 면에, 하드 코팅층 조성물(1)을 도포하여, 도막을 형성하였다. 이어서, 형성한 도막에 대하여, 70℃의 건조 공기를 60초간 유통시켜서 건조시킴으로써 도막 중의 용제를 증발시켜, 자외선을 적산 광량이 100 mJ/㎠가 되도록 조사하여 도막을 경화시킴으로써, 막 두께 5 ㎛의 하드 코팅층을 형성하였다.
하드 코팅층을 형성한 후, 하드 코팅층의 표면에 처리 강도 80 W·min/㎡로 글로우 방전 처리를 행하였다. 이에 의해, 하드 코팅 필름을 얻었다.
주사 투과형 전자 현미경(STEM)으로 촬영한 하드 코팅층의 단면 사진으로부터, 하드 코팅층 중의 실리카 입자의 형상을 확인한 바, 구형이고, 또한 하드 코팅층 중의 실리카 입자의 평균 1차 입경을 측정한바, 25 nm였다. 실리카 입자의 평균 1차 입경은, 주사 투과형 전자 현미경(STEM)을 사용하여 배율 4만배 내지 20만배로 촬영한 실리카 입자의 단면 화상으로부터 20개의 실리카 입자의 입경을 측정하고, 20개의 실리카 입자의 입경 산술 평균값으로 하였다. 또한, 하드 코팅층의 막 두께는, 주사 투과형 전자 현미경(STEM)을 사용하여, 하드 코팅층의 단면을 촬영하고, 그 단면의 화상에 있어서 하드 코팅층의 막 두께를 20군데 측정하고, 그 20군데의 막 두께의 산술 평균값으로 하였다.
주사 투과형 전자 현미경(STEM)에 의한 하드 코팅층의 단면 사진은, 이하와 같이 하여 촬영되었다. 먼저, 15 mm×10 mm의 크기로 잘라낸 하드 코팅 필름을 수지판 상에 고정하여, 마이크로톰 EM UC6(라이카 마이크로 시스템즈 가부시끼가이샤제)으로 트리밍 폭 300 ㎛, 높이 80 ㎛로 잘라낸 후, 추가로 DiATOME 다이아몬드 나이프 ULTRA에 의해 두께 방향으로 절삭해 가서, 구멍 등이 없는 균일한, 두께 80 nm의 절편을 잘라내었다. 그리고, 이 구멍 등이 없는 균일한 절편을 측정 샘플로 하였다. 그 후, 주사 투과형 전자 현미경(STEM)(제품명 「S-4800」, 가부시키가이샤 히타치 하이테크놀러지즈제)을 사용하여, 측정 샘플의 단면 사진을 촬영하였다. 상기 S-4800을 사용하여 단면 사진을 촬영할 때는, 검출기를 「TE」, 가속 전압을 「30 kV」, 에미션 전류를 「10μA」로 하여 단면 관찰을 행하였다. 배율에 대해서는, 포커스를 조절하여 콘트라스트 및 밝기를 각 층을 분별할 수 있는지 관찰하면서 4만배 내지 10만배로 적절히 조절하였다. 또한, 상기 S-4800을 사용하여 단면 사진을 촬영할 때는, 추가로 「빔 모니터 조리개를 「3」으로 하고, 대물 렌즈 조리개를 「3」으로 하고, 또한 W.D.를 「8 mm」로 하였다. 또한, 다른 실시예 및 비교예도, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 실리카 입자의 형상의 확인, 또한 평균 1차 입경 및 하드 코팅층이나 기능층의 막 두께를 측정하였다.
<실시예 2>
실시예 2에 있어서는, 하드 코팅층용 조성물(1) 대신에 하드 코팅층용 조성물(2)을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 하드 코팅 필름을 얻었다.
<실시예 3>
실시예 3에 있어서는, 하드 코팅층용 조성물(1) 대신에 하드 코팅층용 조성물(3)을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 하드 코팅 필름을 얻었다.
<실시예 4>
실시예 4에 있어서는, 하드 코팅층용 조성물(1) 대신에 하드 코팅층용 조성물(4)을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 하드 코팅 필름을 얻었다.
<실시예 5>
실시예 5에 있어서는, 건조 온도를 50℃로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 하드 코팅 필름을 얻었다.
<실시예 6>
먼저, 실시예 1에서 얻어진 하드 코팅 필름의 표면(하드 코팅층의 표면)에 스퍼터링법에 의해 막 두께 5 nm의 SiOx(x=1 내지 2 미만)로 이루어지는 밀착성 향상층을 형성하였다. 또한, 밀착성 향상층의 표면에 스퍼터링법에 의해 반사 방지층을 형성하고, 이에 의해 밀착성 향상층 및 반사 방지층으로 이루어지는 기능층을 형성하여, 기능성 필름을 얻었다. 반사 방지층은 아래측으로부터 순서대로 Nb2O5로 이루어지는 막 두께 20 nm의 고굴절률층, SiO2로 이루어지는 막 두께 35 nm의 저굴절률층, Nb2O5로 이루어지는 막 두께 35 nm의 고굴절률층 및 SiO2로 이루어지는 막 두께 100 nm의 저굴절률층으로 이루어지는 다층 구조였다. 또한, 고굴절률층 및 저굴절률층의 굴절률을 벡케법으로 측정한바, 고굴절률층의 굴절률은 2.3이고, 저굴절률층의 굴절률은 1.48이었다.
<실시예 7>
실시예 7에 있어서는, 실시예 2에서 얻어진 하드 코팅 필름의 표면에, 실시예 6과 동일한 방법에 의해 밀착성 향상층 및 반사 방지층으로 이루어지는 기능층을 형성하여, 기능성 필름을 얻었다.
<실시예 8>
실시예 8에 있어서는, 실시예 3에서 얻어진 하드 코팅 필름의 표면에, 실시예 6과 동일한 방법에 의해 밀착성 향상층 및 반사 방지층으로 이루어지는 기능층을 형성하여, 기능성 필름을 얻었다.
<실시예 9>
실시예 9에 있어서는, 실시예 4에서 얻어진 하드 코팅 필름의 표면에, 실시예 6과 동일한 방법에 의해 밀착성 향상층 및 반사 방지층으로 이루어지는 기능층을 형성하여, 기능성 필름을 얻었다.
<실시예 10>
실시예 10에 있어서는, 실시예 5에서 얻어진 하드 코팅 필름의 표면에, 실시예 6과 동일한 방법에 의해 밀착성 향상층 및 반사 방지층으로 이루어지는 기능층을 형성하여, 기능성 필름을 얻었다.
<비교예 1>
비교예 1에 있어서는, 하드 코팅층용 조성물(1) 대신에 하드 코팅층용 조성물(5)을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 하드 코팅 필름을 얻었다.
<비교예 2>
비교예 2에 있어서는, 하드 코팅층용 조성물(1) 대신에 하드 코팅층용 조성물(6)을 사용하고, 또한 트리아세틸셀룰로오스 필름 대신에 두께 40 ㎛의 아크릴 수지 필름을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 하드 코팅 필름을 얻었다.
<비교예 3>
먼저, 기재로서의 두께 40 ㎛의 아크릴 수지 필름을 준비하고, 이 아크릴 수지 필름의 한쪽 면에, 하지층용 조성물(1)을 도포하여, 도막을 형성하였다. 이어서, 형성한 도막에 대하여, 70℃의 건조 공기를 60초간 유통시켜서 건조시킴으로써 도막 중의 용제를 증발시켜, 자외선을 적산 광량이 100 mJ/㎠가 되도록 조사하여 도막을 경화시킴으로써, 막 두께 4 ㎛의 하지층을 형성하였다.
하지층을 형성한 후, 하지층의 표면에, 하드 코팅층 조성물(7)을 도포하여, 도막을 형성하였다. 이어서, 형성한 도막에 대하여, 70℃의 건조 공기를 60초간 유통시켜서 건조시킴으로써 도막 중의 용제를 증발시켜, 자외선을 적산 광량이 100 mJ/㎠가 되도록 조사하여 도막을 경화시킴으로써, 막 두께 5 ㎛의 하드 코팅층을 형성하였다.
<비교예 4>
비교예 4에 있어서는, 비교예 1에서 얻어진 하드 코팅 필름의 표면에, 실시예 6과 동일한 방법에 의해 밀착성 향상층 및 반사 방지층으로 이루어지는 기능층을 형성하여, 기능성 필름을 얻었다.
<비교예 5>
비교예 5에 있어서는, 비교예 2에서 얻어진 하드 코팅 필름의 표면에, 실시예 6과 동일한 방법에 의해 밀착성 향상층 및 반사 방지층으로 이루어지는 기능층을 형성하여, 기능성 필름을 얻었다.
<비교예 6>
비교예 6에 있어서는, 비교예 3에서 얻어진 하드 코팅 필름의 표면에, 실시예 6과 동일한 방법에 의해 밀착성 향상층 및 반사 방지층으로 이루어지는 기능층을 형성하여, 기능성 필름을 얻었다.
<실리카 입자의 치밀도>
실시예 및 비교예에 관한 하드 코팅 필름 및 기능성 필름에 있어서, 하드 코팅층에 있어서의 하드 코팅층의 표면으로부터 깊이 100 nm까지의 제1 영역과, 하드 코팅의 표면으로부터 깊이 100 nm 이상의 제2 영역에 있어서, 각각 실리카 입자의 치밀도를 측정하였다. 구체적으로는, 제1 영역에 있어서의 실리카 입자의 치밀도는, 이하의 방법에 의해 구하였다. 먼저, 주사 투과형 전자 현미경(STEM)(제품명 「S-4800」, 가부시키가이샤 히타치 하이테크놀러지즈제)을 사용하여 배율 3만배 내지 10만배로 촬영한 하드 코팅층의 단면의 화상(도 6 참조)을 화상 처리 소프트웨어(제품명 「ImageJ」, 미국 국립 위생 연구소제)로 읽어들이고, 셀마다 흑백 2치화 처리를 행하였다. 이때, 2치화 처리의 픽셀 수는 640×480 이상으로 하였다. STEM에 의한 단면의 화상에 있어서는, 밀도가 높은 실리카 입자는 전자선을 투과하기 어렵기 때문에 흑색계가 되고, 또한 실리카 입자보다도 밀도가 낮은 바인더 수지는 백색계가 되었다. 이 때문에, 2치화 처리에 의해, 실리카 입자가 흑색부로서 나타나고, 또한 바인더 수지가 백색부로서 나타났다. 백색부와 흑색부의 구분은 전체 셀의 값의 평균값보다도 백색측에 있는 경우에는 수지 부분, 흑색측에 있는 경우에는 입자 부분으로 하였다. 그리고, 2치화 처리 후의 화상에 나타나 있는 셀 중, 하드 코팅층의 막 두께 방향과 직교하는 방향으로 배열하는 복수의 셀을 1열로 하여, 1열에 존재하는 셀마다 흑색부인지 백색부인지를 판단하고, 1열에 존재하는 셀의 합계 수에 대한 흑색부와 판단된 셀의 수의 비율(％)을 구하였다. 제1 영역에 있어서는, 전역에 걸쳐 해석을 행하고, 실리카 입자의 치밀도의 최댓값을 구하였다. 제2 영역에 있어서의 실리카 입자의 치밀도도, 제1 영역에 있어서의 실리카 입자의 치밀도와 동일하게 구하지만, 제2 영역에 있어서는, 깊이가 다른 개소에 있어서 5열분의 상기 비율을 구하고, 그것들의 산술 평균값을 구함으로써, 제2 영역에 있어서의 실리카 입자의 치밀도로 하였다.
STEM에 의한 하드 코팅층의 단면 사진은, 이하의 방법에 의해 촬영되었다. 먼저, 15 mm×10 mm의 크기로 잘라낸 하드 코팅 필름이나 기능성 필름을 수지판 상에 고정하고, 마이크로톰 EM UC6(라이카 마이크로 시스템즈 가부시끼가이샤제)으로 트리밍 폭 300 ㎛, 높이 80 ㎛로 잘라낸 후에 추가로, DiATOME 다이아몬드 나이프 ULTRA에 의해 두께 방향으로 절삭해 가서, 구멍 등이 없는 균일한, 두께 80 nm의 절편을 잘라내었다. 그 후, STEM(제품명 「S-4800」, 가부시키가이샤 히타치 하이테크놀러지즈제)을 사용하여, 측정 샘플의 단면 사진을 촬영하였다. 상기 S-4800을 사용하여 단면 사진을 촬영할 때는, 검출기를 「TE」, 가속 전압을 「30 kV」, 에미션 전류를 「10μA」로 하여 단면 관찰을 행하였다. 배율에 대해서는, 포커스를 조절하여 콘트라스트 및 밝기를 각 층을 분별할 수 있는지 관찰하면서 4만배 내지 15만배로 적절히 조절하였다. 또한, 상기 S-4800을 사용하여 단면 사진을 촬영할 때는, 추가로 「빔 모니터 조리개를 「3」으로 하고, 대물 렌즈 조리개를 「3」으로 하고, 또한 W.D.를 「8 mm」로 하였다.
상기 2치화 처리는, 화상 처리 소프트웨어(제품명 「ImageJ」, 미국 국립 위생 연구소제)로 행하는데, 구체적으로는, 이하의 수순에 의해 행하였다. 먼저, 상기 소프트웨어로 단면 사진의 화상을 읽어들이고, 표 계산 소프트웨어 웨어의 셀 상에 1픽셀을 1셀로 하여 흑백의 계조를 수치로 하여 출력하였다(도 7 참조). 계조 수는, 255로 하였다. 또한, 도 6은 실시예 1에 관한 기능성 필름에 있어서의 하드 코팅층의 단면의 주사 투과형 전자 현미경 사진이고, 도 7은 실시예 1에 관한 하드 코팅 필름에 있어서의 표 계산 소프트웨어에 의해 2치화 처리된 후의 화상이다.
<제2 영역의 실리카 입자의 최대 응집도>
실시예 및 비교예에 관한 하드 코팅 필름 및 기능성 필름에 있어서, 제2 영역에 있어서의 실리카 입자의 최대 응집도를 측정하였다. 구체적으로는, 먼저, 상기 실리카 입자의 치밀도의 측정과 동일한 방법 및 동일한 조건에 의해, 흑백 2치화 처리를 하였다. 그리고, 흑백 2치화 처리 후의 화상에 나타나 있는 셀 중, 하드 코팅층의 막 두께 방향과 직교하는 방향으로 배열하는 복수의 셀을 1열로 하고, 또한 셀이 실리카 입자의 1차 입경의 3배 이상의 길이로 연속되고 있는 것을 응집 상태라고 판단하고, 1열에 존재하는 셀의 합계 수에 대한 실리카 입자의 1차 입경의 3배 이상의 길이로 연속되고 있는 셀의 비율을 구하여, 1열의 실리카 입자의 응집도를 산출하였다. 그리고, 이 실리카 입자의 응집도를 30열에서 구하고, 30열에서 구한 실리카 입자의 응집도 중에서 가장 큰 것을 최대 응집도로 하였다.
<밀착성>
실시예 및 비교예에 관한 하드 코팅 필름 및 기능성 필름에 있어서, 밀착성을 크로스컷법에 의해 평가하였다. 하드 코팅 필름에 있어서는, 실시예 6과 동일한 방법에 의해 하드 코팅 필름의 표면(하드 코팅층의 표면)에 밀착성 향상층 및 반사 방지층을 형성한 상태에서 밀착성을 평가하고, 기능성 필름에 있어서는, 그대로의 상태에서 밀착성을 평가하였다. 구체적으로는, JIS K5600-5-6: 1999에 준거하여, 크로스컷 CCJ-1(고테크사제)을 사용하여, 반사 방지층 형성 후의 상태에 있어서, 하드 코팅 필름 및 기능성 필름의 표면에 바둑판 눈 형상의 절상을 형성하여, 한변이 1 mm인 정사각형을 100매스 제작하였다. 그리고, 니치반 가부시키가이샤제의 공업용 24 mm 폭의 셀로판 테이프(등록 상표)를 바둑판 눈 상에 붙이고, 그 위로부터 주걱으로 왕복 10회 문질러, 밀착시켜 150° 방향으로 급속 박리를 행하였다. 이러한 동작을 5회 반복하고, 남은 조각의 수를 카운트하였다. 남은 조각의 수를 분자, 조각의 전체 개수를 분모로 하여, 이하의 기준으로 평가하였다.
◎: 100/100
○: 91/100 이상 99/100 이하
△: 50/100 이상 90/100 이하
×: 50/100 미만
<헤이즈값>
실시예 1 내지 5 및 비교예 1, 2에 관한 하드 코팅 필름의 헤이즈값을 각각 측정하였다. 헤이즈값은, 헤이즈 미터(제품명 「HM-150」, 가부시키가이샤 무라카미 시키사이 기쥬츠 겐큐죠제)를 사용하여 JIS K7136: 2000에 준거한 방법에 의해 측정하였다. 상기 헤이즈값은, 50 mm×50 mm의 크기로 기능성 필름을 잘라낸 후, 컬이나 주름이 없고, 또한 지문이나 먼지 등이 없는 상태에서 반사 방지층측이 비광원측이 되도록 설치하고, 기능성 필름 1매에 대하여 3회 측정하고, 3회 측정하여 얻어진 값의 산술 평균값으로 하였다. 또한, 실시예 1 및 비교예 1 내지 3에 관한 하드 코팅 필름은, 방현성을 발휘하지 않는 필름으로서 설계되어 있으므로, 헤이즈값은 낮을수록 바람직하다. 한편으로, 실시예 2 내지 5에 관한 하드 코팅 필름은, 방현성을 발휘하는 필름으로서 설계되어 있으므로, 헤이즈값이 6％ 이상 20％ 이하이고, 또한 후술하는 60° 글로스값이 70％ 이상 110％ 이하인 것이 바람직하다.
<전체 광선 투과율>
실시예 1 내지 5 및 비교예 1, 2에 관한 하드 코팅 필름의 전체 광선 투과율을 각각 측정하였다. 전체 광선 투과율은, 헤이즈 미터(제품명 「HM-150」, 가부시키가이샤 무라카미 시키사이 기쥬츠 겐큐죠제)를 사용하여 JIS K7361-1:1997에 준거한 방법에 의해 측정하였다. 상기 전체 광선 투과율은, 50 mm×50 mm의 크기로 기능성 필름을 잘라낸 후, 컬이나 주름이 없고, 또한 지문이나 먼지 등이 없는 상태에서 반사 방지층측이 비광원측이 되도록 설치하고, 기능성 필름 1매에 대하여 3회 측정하고, 3회 측정하여 얻어진 값의 산술 평균값으로 하였다. 또한, 전체 광선 투과율은, 높을수록 바람직하다.
<60° 글로스값>
실시예 1 내지 5 및 비교예 1에 관한 하드 코팅 필름의 60° 글로스값을 각각 측정하였다. 상기 60° 글로스값은, 정밀 광택계(제품명 「GM-26D」, 가부시키가이샤 무라카미 시키사이 기쥬츠 겐큐죠제)를 사용하여, JIS Z8741:1997에 준거한 방법에 의해 측정하였다. 상기 60° 글로스값은, 기능성 필름을 50 mm×50 mm의 크기로 잘라낸 후, 하드 코팅 필름의 이면을 공기 흡인법에 의해 광택이 없는 흑색 수지판에 밀착시킨 상태에서 정밀 광택계에 설치하여 측정하였다. 또한, 60° 글로스값은, 하드 코팅 필름 1매에 대하여 3회 측정하고, 3회 측정하여 얻어진 값의 산술 평균값으로 하였다.
<하드 코팅층 중의 원소 비율>
실시예 2 및 비교예 2에 관한 하드 코팅 필름에 있어서, 하드 코팅층을 깊이 방향으로 에칭하고, 표면으로부터의 깊이를 바꾸면서 C, N, O, Si의 원소 비율을 각각 구하였다. 구체적으로는, 주사형 X선 광전자 분광 장치(제품명 「Quantum2000」), 알박·파이 가부시끼가이샤제)를 사용하여, 하기의 측정 조건에서 표면으로부터 깊이 100 nm까지의 영역에서 5 nm마다 C, N, O, Si의 원소 비율을 구하였다.
(측정 조건)
·X선 조건: Al mono 200 ㎛φ×30 W 15 kV,
·광전자 도입 각도: 45°
·에칭 조건: 2 kV raster2×2
이하, 하드 코팅 필름의 결과를 표 1에 나타내고, 또한 기능성 필름의 결과를 표 2에 나타내었다. 또한, 실시예 2 및 비교예 2에 관한 하드 코팅층 중의 C, N, O, Si의 원소 비율을 표 3에 나타내었다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
표 1에 나타낸 바와 같이, 비교예 1 및 2에 관한 하드 코팅 필름은, 밀착성이 떨어져 있었다. 이것은, 하드 코팅층의 제1 영역에 실리카 입자의 치밀도가 60％ 이상으로 되는 부분이 존재하지 않고, 또한 제2 영역에 존재하는 실리카 입자가 많았기 때문이라고 생각된다. 또한, 비교예 3에 관한 하드 코팅 필름은, 밀착성은 양호했지만, 헤이즈값이 높았다. 이에 비해, 실시예 1에 관한 하드 코팅 필름은, 하드 코팅층의 제1 영역에 실리카 입자의 치밀도가 60％ 이상으로 되는 부분이 존재함과 함께 제2 영역에 존재하는 실리카 입자가 적기 때문에, 밀착성이 우수하고, 전체 광선 투과율이 높고, 또한 헤이즈값이 낮았다. 도 6은 실시예 1에 관한 하드 코팅 필름에 있어서의 하드 코팅층의 단면의 주사 투과형 전자 현미경 사진이지만, 이 사진으로부터도 하드 코팅층의 표면 부근은 그것 이외의 영역에 비하여 실리카 입자가 많음을 이해할 수 있다. 또한, 실시예 2 내지 5에 관한 하드 코팅 필름도, 하드 코팅층의 제1 영역에 실리카 입자의 치밀도가 60％ 이상으로 되는 부분이 존재함과 함께 제2 영역에 존재하는 실리카 입자가 적기 때문에, 밀착성이 우수하고, 전체 광선 투과율이 높고, 헤이즈값 및 60° 글로스값도 원하는 범위 내였다.
또한, 표 2에 나타낸 바와 같이, 비교예 4 및 5에 관한 기능성 필름은, 밀착성이 떨어져 있었다. 이것은, 하드 코팅층의 제1 영역에 실리카 입자의 치밀도가 60％ 이상으로 되는 부분이 존재하지 않고, 또한 제2 영역에 존재하는 실리카 입자가 많았기 때문이라고 생각된다. 또한, 비교예 6에 관한 기능성 필름은, 밀착성은 양호했지만, 비교예 3에 관한 하드 코팅 필름을 사용하고 있으므로, 비교예 3에 관한 하드 코팅 필름과 마찬가지로, 헤이즈값이 높아지는 것으로 생각된다. 이에 비해, 실시예 6에 관한 기능성 필름은, 하드 코팅층의 제1 영역에 실리카 입자의 치밀도가 60％ 이상으로 되는 부분이 존재함과 함께 제2 영역에 존재하는 실리카 입자가 적기 때문에, 밀착성이 우수하였다. 또한, 실시예 6에 관한 기능성 필름은, 실시예 1에 관한 하드 코팅 필름을 사용하고 있으므로, 실시예 1에 관한 하드 코팅 필름과 마찬가지로, 전체 광선 투과율이 높고, 또한 헤이즈값이 낮아지는 것으로 생각된다. 또한, 실시예 7 내지 10에 관한 기능성 필름도, 하드 코팅층의 제1 영역에 실리카 입자의 치밀도가 60％ 이상으로 되는 부분이 존재함과 함께 제2 영역에 존재하는 실리카 입자가 적기 때문에, 밀착성이 우수하였다. 또한, 실시예 7 내지 10에 관한 기능성 필름은, 실시예 2 내지 5에 관한 하드 코팅 필름을 사용하고 있으므로, 실시예 2 내지 5에 관한 하드 코팅 필름과 마찬가지로, 전체 광선 투과율이 높고, 헤이즈값 및 60° 글로스값도 원하는 범위 내가 된다고 생각된다.
또한 표 3에 나타낸 바와 같이, 실시예 2에 관한 하드 코팅 필름에 있어서는, 하드 코팅층의 표면으로부터의 깊이가 10 nm 내지 30 nm인 영역에서 Si와 O의 원소 비율의 합계가 60％ 이상이고, 그 밖의 영역에서 Si와 O의 원소 비율의 합계가 60％ 미만이었다. 이것은, 실리카 입자가 깊이 10 nm 내지 30 nm인 영역에서 집중되고 있지만, 그 밖의 영역에서는 균일하게 존재하고 있었기 때문이라고 생각된다. 따라서, 실시예 2에 관한 하드 코팅 필름에 있어서는, 하드 코팅층이, 하드 코팅층의 표면으로부터 깊이 100 nm까지의 제1 영역 내에, Si와 O의 원소 비율의 합계가 60％ 이상인 제1 층상 영역과, Si와 O의 원소 비율의 합계가 60％ 미만인 제2 층상 영역을 갖고 있음이 확인되었다. 한편, 비교예 2에 관한 하드 코팅 필름에 있어서는, 하드 코팅층의 표면으로부터 깊이 100 nm까지의 영역의 전역에 있어서 Si와 O의 원소 비율의 합계가 60％ 미만이었다. 따라서, 비교예 2에 관한 하드 코팅 필름에 있어서는, 하드 코팅층이, 제1 영역 내에 Si와 O의 원소 비율의 합계가 60％ 이상인 제1 층상 영역을 갖고 있지 않음이 확인되었다.
또한, 실시예 1 내지 5에 관한 하드 코팅 필름 및 실시예 6 내지 10에 관한 기능성 필름에 있어서, 하드 코팅층의 마르텐스 경도를, 상기 하드 코팅층의 란에서 설명한 측정 조건으로, 각각 측정한바, 하드 코팅층의 마르텐스 경도는 100MPa 이상이었다.
10, 20: 기능성 필름
11: 광투과성 기재
12: 하드 코팅층
13: 바인더 수지
14: 무기 입자
15: 하드 코팅 필름
16: 기능층
30: 편광판
31: 편광자
40: 화상 표시 장치
50: 표시 패널

Claims (15)

  1. 바인더 수지 및 복수의 무기 입자를 포함하는 하드 코팅층과, 상기 하드 코팅층의 표면에 밀착한 기능층을 구비하는 기능성 필름이며,
    상기 하드 코팅층은, 상기 하드 코팅층의 상기 표면으로부터 깊이 100 nm까지의 제1 영역 내에 상기 무기 입자의 치밀도가 60％ 이상인 층상 영역을 갖고, 상기 하드 코팅층의 상기 표면으로부터 깊이 100 nm를 초과하는 제2 영역에서의 상기 무기 입자의 치밀도가 59％ 이하인, 기능성 필름.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 일부의 상기 무기 입자가 상기 하드 코팅층과 상기 기능층의 계면에 존재하고 있고, 상기 무기 입자가 상기 기능층에 밀착하고 있는, 기능성 필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하드 코팅층은, 상기 제1 영역 내에 상기 무기 입자의 치밀도가 70％ 이상인 층상 영역을 갖고, 또한 상기 제2 영역에서의 상기 무기 입자의 치밀도가 50％ 이하인, 기능성 필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 무기 입자의 최대 응집도가, 30％ 이하인, 기능성 필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 하드 코팅층의 막 두께가, 1 ㎛ 이상인, 기능성 필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 하드 코팅층에 있어서의 상기 기능층측과는 반대측에 마련된 광투과성 기재를 더 구비하는, 기능성 필름.
  7. 제1항에 기재된 기능성 필름과,
    상기 기능성 필름의 상기 하드 코팅층에 있어서의 상기 기능층측과는 반대측에 마련된 편광자
    를 구비하는, 편광판.
  8. 바인더 수지 및 복수의 무기 입자를 포함하는 하드 코팅층을 적어도 구비하는 하드 코팅 필름이며,
    상기 하드 코팅층의 표면이, 상기 하드 코팅 필름의 표면을 이루고,
    상기 하드 코팅층은, 상기 하드 코팅층의 상기 표면으로부터 깊이 100 nm까지의 제1 영역 내에 상기 무기 입자의 치밀도가 60％ 이상인 부분을 갖고, 상기 하드 코팅층의 상기 표면으로부터 깊이 100 nm를 초과하는 제2 영역에서의 상기 무기 입자의 치밀도가 59％ 이하인, 하드 코팅 필름.
  9. 제8항에 있어서, 상기 무기 입자가 Si 원소를 포함하고, 상기 하드 코팅층이, 상기 제1 영역 내에, Si와 O의 원소 비율의 합계가 60％ 이상인 제1 층상 영역과, Si와 O의 원소 비율의 합계가 60％ 미만인 제2 층상 영역을 포함하는, 하드 코팅 필름.
  10. 제8항에 있어서, 상기 하드 코팅층은, 상기 제1 영역 내에 상기 무기 입자의 치밀도가 70％ 이상인 부분을 갖고, 또한 상기 제2 영역에서의 상기 무기 입자의 치밀도가 50％ 이하인, 하드 코팅 필름.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제2 영역에 있어서의 상기 무기 입자의 최대 응집도가, 30％ 이하인, 하드 코팅 필름.
  12. 제8항에 있어서, 상기 하드 코팅층의 막 두께가, 1 ㎛ 이상인, 하드 코팅 필름.
  13. 제8항에 있어서, 상기 하드 코팅층에 있어서의 상기 표면과는 반대측의 이면측에 마련된 광투과성 기재를 더 구비하는, 하드 코팅 필름.
  14. 제8항에 기재된 하드 코팅 필름과,
    상기 하드 코팅 필름의 한쪽 면측에 마련된 편광자
    를 구비하는, 편광판.
  15. 제1항에 기재된 기능성 필름, 제7항 또는 제14항에 기재된 편광판, 혹은 제8항에 기재된 하드 코팅 필름을 구비하는, 화상 표시 장치.
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