KR20240011799A - 하드 코트 필름, 광학 부재, 및 화상 표시 장치 - Google Patents

하드 코트 필름, 광학 부재, 및 화상 표시 장치 Download PDF

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KR20240011799A
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코다이 미야모토
타케히토 후치다
유키 미즈카와
유타카 카쿠다
히데히코 안도
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

표면의 내마모성과 절곡 내성을 양립시킨 하드 코트 필름을 제공한다. 본 발명의 하드 코트 필름(10)은 광투과성 기재(A)(11)의 적어도 일방의 면 상에, 하드 코트층(B)(12), 광학 기능층(C)(13) 및 방오층(D)(14)이 상기 순서로 적층되어 있다. 방오층(D)(14)은 원소로서 불소를 포함한다. 광투과성 기재(A)(11)의 평균 두께 dS[㎛], 하드 코트층(B)(12)의 평균 두께 dH[㎛] 및 광학 기능층(C)(13)의 평균 두께 dI[㎛]는 하기 수식 (1) 및 (2)의 관계를 만족한다.
0.2≤dH×dI≤4 (1) 0.02≤(dH+dI)/dS≤0.62 (2)

Description

하드 코트 필름, 광학 부재, 및 화상 표시 장치
본 발명은 하드 코트 필름, 광학 부재, 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
하드 코트 필름은 필름 표면에 하드 코트층을 형성하여 표면의 강도 등을 높인 필름이며, 화상 표시 장치에 널리 사용되고 있다(특허문헌 1 등).
일본 특허공개 2008-221746호 공보
최근, 화상 표시 장치로서, 가요성을 갖는 플렉시블 디스플레이 장치 등의 수요가 높아지고 있다. 그러한 용도로 하드 코트 필름을 사용할 경우, 표면의 내마모성뿐만 아니라, 절곡 내성도 필요하게 된다.
이에, 본 발명은 표면의 내마모성과 절곡 내성을 양립시킨 하드 코트 필름, 광학 부재, 및 화상 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 하드 코트 필름은,
광투과성 기재(A)의 적어도 일방의 면 상에, 하드 코트층(B), 광학 기능층(C) 및 방오층(D)이 상기 순서로 적층되고,
상기 방오층(D)은 원소로서 불소를 포함하고,
상기 광투과성 기재(A), 상기 하드 코트층(B) 및 상기 광학 기능층(C)의 평균 두께가 하기 수식 (1) 및 (2)의 관계를 만족하는 것을 특징으로 한다.
0.2≤dH×dI≤4 (1)
0.02≤(dH+dI)/dS≤0.62 (2)
상기 수식 (1) 및 (2)에 있어서,
dS는 상기 광투과성 기재(A)의 평균 두께[㎛]이고,
dH는 상기 하드 코트층(B)의 평균 두께[㎛]이며,
dI는 상기 광학 기능층(C)의 평균 두께[㎛]이다.
본 발명의 광학 부재는 본 발명의 하드 코트 필름을 포함하는 광학 부재이다.
본 발명의 화상 표시 장치는 본 발명의 하드 코트 필름, 또는 본 발명의 광학 부재를 포함하는 화상 표시 장치이다.
본 발명에 의하면, 표면의 내마모성과 절곡 내성을 양립시킨 하드 코트 필름, 광학 부재, 및 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하드 코트 필름의 구성을 예시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 하드 코트 필름의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 3은 실시예의 절곡 내성 시험의 방법을 모식적으로 나타내는 단면도이다.
이어서, 본 발명에 대해, 예를 들어 더욱 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 설명에 의해, 전혀 한정되지 않는다.
본 발명의 하드 코트 필름은 예를 들면, 상기 방오층(D)에 있어서, 상기 기재(A)와는 반대측의 면에 있어서의 표면 거칠기가 1∼10nm의 범위여도 된다.
본 발명의 하드 코트 필름은 예를 들면, 상기 하드 코트층(B)의 평균 두께가 2∼12㎛의 범위여도 된다.
본 발명의 하드 코트 필름은 예를 들면, 상기 광투과성 기재(A)의 평균 두께가 100μm 이하여도 된다.
본 발명의 하드 코트 필름은 예를 들면, 상기 방오층(D)의 평균 두께가 1∼30nm의 범위여도 된다.
본 발명의 하드 코트 필름은 예를 들면, 상기 하드 코트층(B)이 유기 수지, 산화규소, 산화티탄 및 산화지르코늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하고 있어도 된다.
본 발명의 광학 부재는 예를 들면, 편광판이어도 된다.
본 발명의 화상 표시 장치에 있어서, 예를 들면,
상기 하드 코트 필름은 상기 광투과성 기재(A)의 일방만의 면 상에, 상기 하드 코트층(B), 상기 광학 기능층(C) 및 상기 방오층(D)이 상기 순서로 적층되고,
상기 광투과성 기재(A)의 타방의 면 상에 점접착층이 적층되고,
상기 하드 코트 필름은 상기 점접착층에 의해, 유리를 포함하는 부재 또는 플라스틱 필름에 부착되어 있어도 된다.
또한, 본 발명에 있어서, 「중량」과 「질량」은 특별히 언급이 없는 한, 서로 바꾸어 읽어도 좋은 것으로 한다. 예를 들면, 「질량부」는 「중량부」라고 바꾸어 읽어도 되고, 「중량부」는 「질량부」라고 바꾸어 읽어도 되고, 「질량%」는 「중량%」라고 바꾸어 읽어도 되고, 「중량%」는 「질량%」라고 바꾸어 읽어도 되는 것으로 한다.
[1. 하드 코트 필름]
본 발명의 하드 코트 필름은 전술한 바와 같이,
광투과성 기재(A)의 적어도 일방의 면 상에, 하드 코트층(B), 광학 기능층(C) 및 방오층(D)이 상기 순서로 적층되고,
상기 방오층(D)은 원소로서 불소를 포함하고,
상기 광투과성 기재(A), 상기 하드 코트층(B) 및 상기 광학 기능층(C)의 평균 두께가, 하기 수식 (1) 및 (2)의 관계를 만족하는 것을 특징으로 한다.
0.2≤dH×dI≤4 (1)
0.02≤(dH+dI)/dS≤0.62 (2)
상기 수식 (1) 및 (2)에 있어서,
dS는 상기 광투과성 기재(A)의 평균 두께[㎛]이고,
dH는 상기 하드 코트층(B)의 평균 두께[㎛]이며,
dI는 상기 광학 기능층(C)의 평균 두께[㎛]이다.
[1-1. 하드 코트 필름의 구성 등]
도 1의 단면도에, 본 발명의 하드 코트 필름의 구성의 일례를 모식적으로 나타낸다. 도시한 바와 같이, 이 하드 코트 필름(10)은 광투과성 기재(A)(11)의 적어도 일방의 면 상에, 하드 코트층(B)(12), 광학 기능층(C)(13) 및 방오층(D)(14)이 상기 순서로 적층되어 있다. 방오층(D)(14)은 원소로서 불소를 포함한다. 동 도면에 있어서, dS는 광투과성 기재(A)(11)의 평균 두께[㎛]이다. dH는 하드 코트층(B)(12)의 평균 두께[㎛]이다. dI는 광학 기능층(C)(13)의 평균 두께[㎛]이다. dF는 방오층(D)(14)의 평균 두께[㎛]이다. 광투과성 기재(A)(11)의 평균 두께 dS[㎛], 하드 코트층(B)(12)의 평균 두께 dH[㎛] 및 광학 기능층(C)(13)의 평균 두께 dI[㎛]는 상기 수식 (1) 및 (2)의 관계를 만족한다.
또한, 본 발명에 있어서, 「상에」 또는 「면 상에」는 위에, 또는 면 위에 직접 접촉한 상태여도 되고, 다른 층 등을 개재한 상태여도 된다.
도 2의 단면도에, 본 발명의 하드 코트 필름의 다른 일례를 모식적으로 나타낸다. 도시한 바와 같이, 이 하드 코트 필름(10A)은 광투과성 기재(A)(11)의 적어도 일방의 면 상에, 하드 코트층(B)(12), 광학 기능층(C)(13) 및 방오층(D)(14)이 상기 순서로 적층되어 있다. 방오층(D)(14)은 원소로서 불소를 포함한다. 도 1에서는 각 층의 표면이 평탄했지만, 도 2에서는 하드 코트층(B)(12)에 있어서의 광투과성 기재(A)(11)와 반대측의 표면에 요철이 형성되어 있다. 하드 코트층(B)(12) 상에 형성되어 있는 광학 기능층(C)(13) 및 방오층(D)(14)의 표면도, 하드 코트층(B)(12) 표면과 같은 요철 형상을 갖고 있다. 또한, 도 2에서는 하드 코트층(B)(12)이 입자를 포함한다. 도시한 바와 같이, 하드 코트층(B)(12)은 수지층(12a) 중에 입자(12b)가 포함되어 형성되어 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 「상에」 또는 「면 상에」는 위에, 또는 면 위에 직접 접촉한 상태여도 되고, 다른 층 등을 개재한 상태여도 된다. 예를 들면, 도 1 및 2에서는 광투과성 기재(A)(11), 하드 코트층(B)(12), 광학 기능층(C)(13) 및 방오층(D)(14)이 직접 적층되어 있지만, 후술하는 바와 같이, 다른 층을 개재해서 적층되어 있어도 된다.
본 발명의 하드 코트 필름에 있어서, 상기 (A)∼(D)의 각 층은 예를 들면 도 1과 같이 평탄해도 되고, 예를 들면 도 2와 같이 요철이 형성되어 있어도 된다.
본 발명의 하드 코트 필름에 있어서, 상기 (A)∼(D)의 각 층의 「평균 두께」의 측정 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 리니어 게이지, TEM(투과 전자 현미경), 형광 X선 등을 사용하여 측정 가능하고, 구체적으로는 예를 들면, 후술하는 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다. 또한, 예를 들면, 각 층(예를 들면 상기 하드 코트층(B))의 표면에 요철이 있어서 각 부의 두께에 편차가 있는 경우에도, 예를 들면, 1㎛ 평방의 시야에서의 촬상에서 임의의 3점의 두께를 측정하고, 또한, 마찬가지로 하여 1㎛ 평방의 시야에서 5군데 측정하여, 합계 15점의 두께의 측정 결과를 평균한 수치를 평균 두께로 하면, 평균 두께를 측정할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 하드 코트 필름은 하기 수식 (1)을 만족한다. 즉, 상기 하드 코트층(B)의 평균 두께 dH[㎛]와 상기 광학 기능층(C)의 평균 두께 dI[㎛]의 곱이 0.2∼4의 범위이다.
0.2≤dH×dI≤4 (1)
상기 하드 코트층(B)의 평균 두께 dH[㎛]와 상기 광학 기능층(C)의 평균 두께 dI[㎛]의 곱 dH×dI가 0.2 미만인 경우, 하드 코트 필름의 기계적 강도가 저하하여, 내마모성이 불충분해진다. dH[㎛]×dI[㎛]가 4를 초과하는 경우, 하드 코트 필름이 지나치게 딱딱해져 인성이 부족하기 때문에 절곡 내성이 불충분해지고, 절곡했을 때에 하드 코트 필름의 파괴가 일어날 우려가 있다. dH[㎛]×dI[㎛]는 예를 들면, 0.2 이상, 0.3 이상, 0.4 이상, 또는 0.5 이상이어도 되고, 예를 들면, 4.0 이하, 3.5 이하, 3.0 이하, 또는 2.5 이하여도 되고, 예를 들면, 0.2∼4.0, 0.3∼3.5, 0.4∼3.0, 또는 0.5∼2.5여도 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 하드 코트 필름은 하기 수식 (2)을 만족한다. 즉, 상기 하드 코트층(B)의 평균 두께 dH[㎛]와 상기 하드 코트층(B)의 평균 두께 dH[㎛]를 더해서 상기 광투과성 기재(A)의 평균 두께 dS[㎛]로 나눈 수치가 0.02∼0.62의 범위이다.
0.02≤(dH+dI)/dS≤0.62 (2)
(dH[㎛]+dI[㎛])/dS[㎛]가 0.02 미만인 것은 하드 코트 필름에 있어서, 경도를 담보하는 상기 하드 코트층(B)의 두께와 상기 광학 기능층(C)의 두께의 합계에 대하여, 상기 하드 코트층(B) 및 상기 광학 기능층(C)과 비교해서 탄성률이 낮은 상기 광투과성 기재(A)의 두께가 비율로서 지나치게 큰 것을 의미한다. 이러한 경우, 하드 코트 필름 전체에서 강도가 약한 부재가 구성의 대부분을 차지함으로써, 내마모성이 낮아진다. 한편, (dH[㎛]+dI[㎛])/dS[㎛]가 0.62를 초과할 경우, 하드 코트 필름 전체에서 경도가 큰 부분이 차지하는 비율이 지나치게 크기 때문에, 절곡 내성이 낮아진다. (dH[㎛]+dI[㎛])/dS[㎛]는 예를 들면, 0.02 이상, 0.03 이상, 0.04 이상, 또는 0.05 이상이어도 되고, 예를 들면, 0.6 이하, 0.5 이하, 0.4 이하, 또는 0.3 이하여도 되고, 예를 들면, 0.02∼0.6, 0.03∼0.5, 0.04∼0.4, 또는 0.05∼0.3이어도 된다.
또한, 본 발명의 하드 코트 필름은 상기 광투과성 기재(A), 상기 하드 코트층(B), 상기 광학 기능층(C) 및 상기 방오층(D) 이외의 다른 층을 포함하고 있어도 되고, 포함하고 있지 않아도 된다. 예를 들면, 상기 광투과성 기재(A), 상기 하드 코트층(B), 상기 광학 기능층(C) 및 상기 방오층(D)은 각각, 직접 적층되어 있어도 되지만, 점접착층 등의 다른 층을 개재해서 적층되어 있어도 된다. 또한, 예를 들면, 상기 방오층(D)의 외측에 다른 층이 적층되어 있어도 되고, 적층되어 있지 않아도 된다.
또한, 본 발명에 있어서, 「점접착층」은 「점착층 또는 접착층」을 의미한다. 「점착층」은 「점착제에 의해 형성된 층」을 의미한다. 「접착층」은 「접착제에 의해 형성된 층」을 의미한다. 일반적으로, 접착력(점착력)이 비교적 작아 피착체의 재박리가 가능한 것을 「점착제」라고 부르고, 접착력(점착력)이 비교적 커서 피착체의 재박리가 불가능 또는 곤란한 것을 「접착제」라고 불러 구별하는 경우가 있다. 본 발명에서는 접착력(점착력)이 비교적 작은 것을 「점착제」라고 부르고, 접착력(점착력)이 비교적 큰 것을 「접착제」라고 부르지만, 양자에 명확한 구별은 없다.
상기 점접착층은 예를 들면, 점착제(점착제 조성물)에 의해 형성된 점착층이어도 된다. 상기 점착층의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 5㎛ 이상, 10㎛ 이상, 20㎛ 이상, 또는 25㎛ 이상이어도 되고, 예를 들면, 50㎛ 이하, 40㎛ 이하, 30㎛ 이하, 25㎛ 이하, 또는 20㎛ 이하여도 된다. 상기 점착제는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, (메타)아크릴계 폴리머 등을 들 수 있다. 이것들은 예를 들면, 용매에 용해 또는 분산시켜 용액 또는 분산액의 형태로 하고, 그것을 상기 점착제(점착제 조성물)로서 사용해도 된다. 상기 용매로서는 예를 들면, 아세트산에틸 등을 들 수 있고, 1종류만 사용해도 되고 복수 종류 병용해도 된다. 상기 용액 또는 분산액 중의 용질 또는 분산질(예를 들면, 상기 아크릴계 폴리머)의 농도는 예를 들면, 10질량% 이상, 또는 15질량% 이상이어도 되고, 예를 들면, 60질량% 이하, 50질량% 이하, 40질량% 이하, 또는 25질량% 이하여도 된다. 또한, 본 발명에 있어서, 「(메타)아크릴계 폴리머」는 (메타)아크릴산, (메타)아크릴산에스테르, 및 (메타)아크릴아미드 중 적어도 1종류의 모노머의 중합체 또는 공중합체를 말한다. 또한, 본 발명에 있어서, (메타)아크릴산은 「아크릴산 및 메타크릴산 중 적어도 일방」을 의미하고, 「(메타)아크릴산에스테르」는 「아크릴산에스테르 및 메타크릴산에스테르 중 적어도 일방」을 의미한다. 상기 (메타)아크릴산에스테르로서는 예를 들면, (메타)아크릴산의 직쇄 또는 분기 알킬에스테르 등을 들 수 있다. 상기 (메타)아크릴산의 직쇄 또는 분기 알킬에스테르에 있어서, 알킬기의 탄소수는 예를 들면, 1 이상, 2 이상, 3 이상, 또는 4 이상이어도 되고, 예를 들면, 18 이하, 16 이하, 14 이하, 12 이하, 10 이하, 또는 8 이하여도 된다. 상기 알킬기는 예를 들면, 1 또는 복수의 치환기로 치환되어 있어도 되고 치환되어 있지 않아도 된다. 상기 치환기는 예를 들면, 수산기 등을 들 수 있고, 복수의 경우는 동일해도 되고 상이해도 된다. 상기 (메타)아크릴산에스테르로서는 구체적으로는 예를 들면, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또한, 상기 점착제는 1종류만 사용해도 되고, 복수 종류 병용해도 된다.
다음으로, 상기 (A)∼(D)의 각 층에 대해, 예를 들어 설명한다.
[1-2. 광투과성 기재(A)]
상기 광투과성 기재(A)는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 일반적인 하드 코트 필름에 사용되는 광투과성 기재와 같아도 되고, 구체적으로는 예를 들면, 투명 플라스틱 필름 기재 등을 들 수 있다. 상기 투명 플라스틱 필름 기재는 특별히 제한되지 않지만, 가시광의 광선투과율이 뛰어나고(바람직하게는 광선투과율 90% 이상), 투명성이 뛰어난 것(바람직하게는 헤이즈값 1% 이하의 것)이 바람직하고, 예를 들면, 일본 특허공개 2008-90263호 공보에 기재된 투명 플라스틱 필름 기재를 들 수 있다. 상기 투명 플라스틱 필름 기재로서는 광학적으로 복굴절이 적은 것이 바람직하게 사용된다. 본 발명의 하드 코트 필름은 예를 들면, 보호 필름으로서 편광판에 사용할 수도 있고, 이 경우에는 상기 투명 플라스틱 필름 기재로서는 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 폴리카보네이트, 아크릴계 폴리머, 환상 내지 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀 등으로 형성된 필름이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서, 상기 투명 플라스틱 필름 기재는 편광자 자체여도 된다. 이러한 구성이면, TAC 등으로 이루어지는 보호층을 불필요로 하여 편광판의 구조를 단순화할 수 있기 때문에, 편광판 혹은 화상 표시 장치의 제조 공정수를 감소시켜, 생산 효율의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 이러한 구성이면, 편광판을 보다 박층화할 수 있다. 한편, 상기 투명 플라스틱 필름 기재가 편광자일 경우에는 예를 들면, 상기 비투명층이 보호층으로서의 역할을 하게 된다. 또한, 이러한 구성이면, 본 발명의 하드 코트 필름은 예를 들면, 액정 셀 표면에 장착될 경우, 커버 플레이트로서의 기능을 겸하게 된다.
본 발명에 있어서, 상기 광투과성 기재(A)의 평균 두께는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 10㎛ 이상, 20㎛ 이상, 30㎛ 이상, 40㎛ 이상, 또는 50㎛ 이상이어도 되고, 예를 들면, 전술한 바와 같이 100㎛ 이하여도 되고, 예를 들면, 90㎛ 이하, 80㎛ 이하, 70㎛ 이하, 또는 60㎛ 이하여도 되고, 예를 들면, 10∼100㎛, 20∼90㎛, 30∼80㎛, 40∼70㎛, 또는 50∼60㎛여도 된다. 가공성의 확보, 내절곡성의 관점에서는 상기 광투과성 기재(A)의 평균 두께가 지나치게 크지 않은 것이 바람직하다. 강도 부족의 관점에서는 상기 광투과성 기재(A)의 평균 두께가 지나치게 작지 않은 것이 바람직하다. 또한, 상기 광투과성 기재(A)의 평균 두께의 측정 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 후술하는 실시예와 같이 리니어 게이지를 사용하여 측정할 수 있다.
상기 광투과성 기재(A)의 굴절률은 특별히 제한되지 않는다. 상기 굴절률은 예를 들면, 1.30∼1.80 또는 1.40∼1.70의 범위이다.
또한, 본 발명에 있어서, 「굴절률」은 특별히 언급하지 않는 한, 파장 550nm의 굴절률을 말한다. 또한, 본 발명에 있어서, 굴절률의 측정 방법은 특별히 한정되지 않지만, 입자 등의 미세한 물질의 굴절률의 경우는 예를 들면, 베케법을 사용하여 측정할 수 있다. 베케법이란 슬라이드 글래스 상에서 표준 굴절액에 측정 시료를 분산시키고, 현미경으로 관찰했을 때에, 시료의 윤곽이 사라지거나, 또는 희미해질 때의 표준 굴절액의 굴절률을 그 시료의 굴절률로 하는 측정법이다. 또한, 베케법으로 굴절률을 측정할 수 없는 측정 대상물(예를 들면, 방현성 필름, 방현층, 또는 방현층을 구성하는 수지 등)의 굴절률의 측정 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 일반적인 굴절계(굴절률 측정용의 기기)를 사용하여 측정할 수 있다. 상기 굴절계도 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 아베 굴절계 등을 들 수 있다. 상기 아베 굴절계로서는 예를 들면, 가부시키가이샤 아타고제의 다파장 아베 굴절계 DR-M2/1550(상품명)을 들 수 있다.
[1-3. 하드 코트층(B)]
상기 하드 코트층(B)은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 일반적인 하드 코트 필름의 하드 코트층과 같거나 또는 그에 준해도 된다. 예를 들면, 상기 하드 코트층(B)은 수지층에 의해 형성되어 있어도 된다. 또한, 예를 들면, 상기 하드 코트층(B)은 필러, 틱소트로피 부여제, 표면 조정제, 안료, 염료 등을 각각 포함하고 있어도 되고, 포함하고 있지 않아도 된다. 상기 필러는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 입자 등이어도 된다. 상기 입자는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 유기 입자여도 되고 무기 입자여도 되고, 예를 들면, 부정형 입자여도 되고 구형 입자여도 된다. 상기 하드 코트층(B)의 형성 재료에 대해, 상세하게는 후술한다.
본 발명에 있어서, 상기 하드 코트층(B)의 평균 두께는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 0.5㎛ 이상, 1.0㎛ 이상, 1.5㎛ 이상, 2.0㎛ 이상, 또는 2.5㎛ 이상이어도 되고, 예를 들면, 30㎛ 이하, 25㎛ 이하, 20㎛ 이하, 15㎛ 이하, 또는 10㎛ 이하여도 되고, 예를 들면, 0.5∼30㎛, 1.0∼25㎛, 101.5∼20㎛, 2.0∼15㎛, 또는 2.5∼10㎛여도 된다. 컬 방지, 가공 불량 발생 방지의 관점에서는 상기 하드 코트층(B)의 평균 두께가 지나치게 크지 않은 것이 바람직하다. 연필 경도 저하 방지, 경도 부족 방지의 관점에서는 상기 하드 코트층(B)의 평균 두께가 지나치게 작지 않은 것이 바람직하다. 상기 하드 코트층(B)의 평균 두께의 측정 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 후술하는 실시예와 같이 리니어 게이지를 사용하여 측정할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 하드 코트층(B)의, 상기 기재(A)와는 반대측의 면에 있어서의 표면 거칠기는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 1nm 이상, 1.5nm 이상, 2.0nm 이상, 2.5nm 이상, 또는 3.0nm 이상이어도 되고, 예를 들면, 10nm 이하, 9.5nm 이하, 9.0nm 이하, 8.5nm 이하, 또는 8.0nm 이하여도 되고, 예를 들면, 1∼10nm, 1.5∼9.5nm, 2.0∼9.0nm, 2.5∼8.5nm, 또는 3.0∼8.0nm여도 된다. 또한, 이하에 있어서, 본 발명의 하드 코트 필름의 각 층의 「표면 거칠기」는 특별히 언급하지 않는 한, 상기 기재(A)와는 반대측의 면에 있어서의 표면 거칠기를 말한다. 상기 하드 코트층(B)의 표면 거칠기는 예를 들면, 상기 하드 코트층(B)과 상기 광학 기능층(C)의 밀착성에 영향을 준다. 또한, 헤이즈 방지, 표면의 흠집 발생 방지의 관점에서는 상기 하드 코트층(B)의 표면 거칠기가 지나치게 크지 않은 것이 바람직하다. 상기 광학 기능층(C)과의 밀착성 불량 방지, 안티블로킹성 저하 방지의 관점에서는 상기 하드 코트층(B)의 표면 거칠기가 지나치게 작지 않은 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 하드 코트 필름의 각 층 등에 있어서의 표면 거칠기 Ra의 측정 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 하기의 측정 방법에 의해 측정할 수 있다. 본 발명의 하드 코트 필름에 있어서는 최외층의 표면 거칠기를 측정하면, 그 아래의 층의 표면 거칠기는 통상은 상기 최외층의 표면 거칠기에 대략 동일하다고 추정할 수 있다. 상기 방오층(D) 상에 다른 층이 형성되어 있지 않을 경우에는 상기 방오층(D)이 최외층이 된다. 예를 들면, 상기 방오층(D)이 최외층일 경우, 상기 방오층(D)의 표면 거칠기를 측정하면, 통상은 상기 광학 기능층(C) 및 상기 하드 코트층(B)의 표면 거칠기는 상기 방오층(D)의 표면 거칠기의 측정값에 대략 동일하다고 추정할 수 있다.
[표면 거칠기 Ra의 측정 방법]
본 발명의 하드 코트 필름에 있어서의 상기 방오층(D) 표면을, 원자간력 현미경(상품명 「SPI3800」, 세이코 인스트루먼츠사제)에 의해 관찰하고, 1㎛ 사방의 관찰 상에 근거하여, 표면 거칠기 Ra(산술 평균 거칠기)를 산출한다.
[1-4. 광학 기능층(C)]
상기 광학 기능층(C)은 예를 들면, 반사 방지 기능을 갖는 반사 방지층이어도 된다. 또한, 상기 광학 기능층(C)은 예를 들면, 무기 물질에 의해 형성된 무기층이어도 된다. 한편, 본 발명에 있어서 「무기 물질」은 예를 들면, 후술하는 유기 무기 하이브리드 재료도 포함하는 것으로 한다. 상기 광학 기능층(C)의 형성 재료인 무기 물질은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 금속, 금속 산화물, 규소 및 규소 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하고 있어도 된다. 이하, 상기 광학 기능층(C)에 대해, 예를 들어 설명한다.
상기 광학 기능층(C)에 있어서, 상기 금속은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 알루미늄, 아연, 주석, 인듐, 갈륨, 지르코늄, 납 등을 들 수 있다. 상기 금속 산화물은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 산화알루미늄(예를 들면 Al2O3), 아연주석 복합 산화물(ZTO), 인듐주석 복합 산화물(ITO), 인듐아연 복합 산화물(IZO), 갈륨아연 복합 산화물(GZO), 산화지르코늄(ZrO2) 등을 들 수 있다. 본 발명에 있어서, 상기 규소 산화물은 예를 들면, SiOx(0<x≤2)로 나타내어지는 화합물이다. 상기 규소 산화물은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 이산화규소(SiO2) 등을 들 수 있다.
상기 광학 기능층(C)의 형성 재료는 특별히 한정되지 않고, 일반적인 광학 필름(예를 들면 하드 코트 필름)에 있어서의 광학 기능층과 같아도 된다. 예를 들면, 상기 광학 기능층(C)이 반사 방지층일 경우는 그 형성 재료는 일반적인 반사 방지층과 같아도 된다. 예를 들면, 상기 광학 기능층(C)이 무기층일 경우는 그 형성 재료는 일반적인 무기층과 같아도 된다. 또한, 상기 광학 기능층(C)은 일층만으로 이루어져 있어도 되고, 복수의 층으로 형성되어 있어도 된다. 상기 광학 기능층(C)의 각 층은 각각 1종류의 형성 재료만으로 이루어져 있어도 되고, 복수 종류의 형성 재료가 병용되어 있어도 된다. 예를 들면, 상기 광학 기능층(C)이 밀착층과 다른 층의 적층체여도 된다. 구체적으로는 예를 들면, 상기 하드 코트층(B)과 상기 다른 층의 밀착성을 높이기 위해서, 우선, 상기 하드 코트층(B) 상에 상기 밀착층을 형성하고, 나아가 그 위에 상기 다른 층을 형성해도 된다. 상기 밀착층은 예를 들면, ITO층이어도 된다. 한편, ITO는 고굴절률이고, 또한 광을 흡수하기 쉽기 때문에, ITO층의 두께가 지나치게 크면, 예를 들면, 반사 방지 성능이 저하할 우려가 있다. 이 때문에, 상기 광학 기능층(C)이 반사 방지층일 경우는 ITO층의 두께를 지나치게 크게 하지 않는 것이 바람직하다.
상기 광학 기능층(C)은 예를 들면, 유기 무기 하이브리드 재료 등을 포함하고 있어도 된다. 상기 유기 무기 하이브리드 재료는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 폴리실록산 수지, 실세스퀴옥산 수지 등을 들 수 있다. 또한, 상기 광학 기능층(C)은 예를 들면, 무기 물질 이외의 다른 성분을 포함하고 있어도 되고 포함하고 있지 않아도 된다. 상기 다른 성분은 예를 들면, 유기 화합물이어도 된다. 상기 유기 화합물은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 각종 수지 등이어도 된다. 상기 수지는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 상기 광투과성 기재(A)의 형성 재료로서 사용할 수 있는 수지와 같아도 되고, 1종류만 사용해도 되고 복수 종류 병용해도 된다. 상기 수지는 예를 들면, 아크릴 수지 등이어도 된다. 예를 들면, 상기 광학 기능층(C)이 아크릴 수지와 산화지르코늄의 혼합물, 또는 아크릴 수지와 산화규소(실리카)의 혼합물 등에 의해 형성되어 있어도 된다. 상기 광학 기능층(C)이 상기 다른 성분을 포함할 경우, 그 함유율은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 10질량% 이하, 5질량% 이하, 또는 1질량% 이하여도 되고, 하한값은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 0질량%를 초과하는 수치이다.
상기 광학 기능층(C)을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 이른바 드라이 프로세스(용매를 사용하지 않는 형성 방법)가 바람직하다. 구체적으로는 예를 들면, 진공 증착법, 스퍼터링법, 및 화학 기상 성장법(CVD)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 방법에 의해 형성해도 된다. 진공 증착법, 스퍼터링법, 및 화학 기상 성장법(CVD)을 행하는 구체적인 방법도 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 일반적인 방법과 같거나 또는 그에 준해도 된다.
본 발명의 상기 광학 기능층(C)을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 무기 물질을 사용하여, 진공 증착법, 스퍼터링법, 및 화학 기상 성장법(CVD)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 방법에 의해, 어느 정도 이상의 두께의 상기 광학 기능층(C)을 형성함으로써, 본 발명의 상기 광학 기능층(C)을 형성할 수 있다. 상기 무기 물질은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 전술한 바와 같이, 금속, 금속 산화물, 규소 및 규소 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 재료를 포함하고 있어도 된다.
상기 광학 기능층(C)의 평균 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 0.05㎛ 이상, 0.06㎛ 이상, 0.07㎛ 이상, 0.08㎛ 이상, 또는 0.09㎛ 이상이어도 되고, 예를 들면, 0.5㎛ 이하, 0.4㎛ 이하, 0.3㎛ 이하, 0.2㎛ 이하, 또는 0.1㎛ 이하여도 되고, 예를 들면, 0.05∼0.5㎛, 0.06∼0.4㎛, 0.07∼0.3㎛, 0.08∼0.2㎛, 또는 0.09∼0.1㎛여도 된다. 내절곡성 저하 방지의 관점에서는 상기 광학 기능층(C)의 평균 두께가 지나치게 크지 않은 것이 바람직하다. 내슬라이딩성 저하 방지의 관점에서는 상기 광학 기능층(C)의 평균 두께가 지나치게 작지 않은 것이 바람직하다. 상기 광학 기능층(C)의 평균 두께의 측정 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 후술하는 실시예와 같이 TEM(투과 전자 현미경)을 사용하여 측정할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 광학 기능층(C)의 표면 거칠기는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 상기 하드 코트층(B)의 표면 거칠기와 같다. 또한, 헤이즈 방지, 표면의 흠집 발생 방지의 관점에서는 상기 광학 기능층(C)의 표면 거칠기가 지나치게 크지 않은 것이 바람직하다. 상기 방오층(D)과의 밀착성 불량 방지, 안티블로킹성 저하 방지의 관점에서는 상기 광학 기능층(C)의 표면 거칠기가 지나치게 작지 않은 것이 바람직하다.
[1-5. 방오층(D)]
상기 방오층(D)은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 일반적인 광학 부재 등에 사용되는 방오층과 같거나 또는 그에 준해도 된다. 상기 방오층(D)은 전술한 바와 같이, 원소로서 불소를 포함한다. 구체적으로는 예를 들면, 상기 방오층(D)이 방오 성분으로서, 불소의 단체 및 불소 화합물 중 적어도 일방을 포함하고 있어도 된다. 상기 방오 성분으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 퍼플루오로폴리에테르기를 갖는 유기 실란 화합물 등을 들 수 있다. 또한, 상기 방오층(D)은 상기 방오 성분 이외의 다른 성분을 포함하고 있어도 되고, 포함하고 있지 않아도 된다. 상기 방오층(D)이 상기 다른 성분을 포함할 경우, 그 함유율은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 50질량% 이하, 25질량% 이하, 20질량% 이하, 10질량% 이하, 5질량% 이하, 또는 1질량% 이하여도 되고, 하한값은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 0질량%를 초과하는 수치이다.
상기 방오층(D)은 원소로서 불소를 포함함으로써, 예를 들면, 얇은 막두께여도 높은 방오성을 발휘할 수 있기 때문에, 상기 광학 기능층(C)의 광학 기능을 저해하기 어렵다. 또한, 상기 광학 기능층(C)의 광학 기능으로서는 예를 들면, 반사 방지 기능 등을 들 수 있다. 또한, 상기 방오층(D)은 원소로서 불소를 포함함으로써, 예를 들면, 저굴절률을 실현할 수 있고 상기 광학 기능층(C)과의 굴절률차가 작아진다. 이에 의해, 예를 들면, 상기 방오층(D)이 상기 광학 기능층(C)의 반사 스펙트럼을 변화시키기 어려워, 상기 광학 기능층(C)의 광학 기능(예를 들면 반사 방지 기능 등)을 저해하기 어렵다. 티탄 산화물 등의 방오층과 비교했을 경우, 본 발명에 있어서의 상기 방오층(D)은 예를 들면, 전술한 바와 같이, 저굴절률을 실현할 수 있다. 또한, 티탄 산화물 등의 방오층은 드라이 프로세스(용매를 사용하지 않는 형성 방법) 이외의 방법으로 형성하는 것이 곤란하다. 이 때문에, 방오층의 두께가 크면, 생산성이 낮아질 우려가 있다. 이에 대하여, 본 발명에 있어서의 상기 방오층(D)은 그 형성 재료에 따라 다르기도 하지만, 예를 들면, 웨트 코팅, 증착 처리 등의 여러 방법으로 제막(형성)하는 것이 가능하며, 그 형성 방법은 한정되지 않는다.
상기 방오층(D)을 형성하는 방법은 전술한 바와 같이 특별히 한정되지 않지만, 이른바 드라이 프로세스(용매를 사용하지 않는 형성 방법)가 바람직하다. 구체적으로는 예를 들면, 진공 증착법, 스퍼터링법, 및 화학 기상 성장법(CVD)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 방법에 의해 형성해도 된다. 진공 증착법, 스퍼터링법, 및 화학 기상 성장법(CVD)을 행하는 구체적인 방법도 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 일반적인 방법과 같거나 또는 그에 준해도 된다.
상기 방오층(D)의 평균 두께는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 1nm 이상, 2nm 이상, 3nm 이상, 4nm 이상, 또는 5nm 이상이어도 되고, 예를 들면, 30nm 이하, 28nm 이하, 26nm 이하, 24nm 이하, 또는 22nm 이하여도 되고, 예를 들면, 1∼30nm, 2∼28nm, 3∼26nm, 4∼24nm, 또는 5∼22nm여도 된다. 막 탈리(상기 방오층(D)의 박리) 방지의 관점에서는 상기 방오층(D)의 평균 두께가 지나치게 크지 않은 것이 바람직하다. 내마모성 저하 방지, 방오성 저하 방지의 관점에서는 상기 방오층(D)의 평균 두께가 지나치게 작지 않은 것이 바람직하다. 상기 방오층(D)의 평균 두께의 측정 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 후술하는 실시예와 같이 형광 X선을 사용하여 측정할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 방오층(D)의 표면 거칠기는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 1nm 이상, 1nm 이상, 1.5nm 이상, 2.0nm 이상, 2.5nm 이상, 또는 3.0nm 이상이어도 되고, 예를 들면, 10nm 이하, 9.5nm 이하, 9.0nm 이하, 8.5nm 이하, 또는 8.0nm 이하여도 되고, 예를 들면, 1∼10nm, 1.5∼9.5nm, 2.0∼9.0nm, 2.5∼8.5nm, 또는 3.0∼8.0nm여도 된다. 표면 거칠기의 측정 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 전술한 바와 같다. 헤이즈 방지, 흠집 발생의 쉬움의 관점에서는 상기 방오층(D)의 표면 거칠기가 지나치게 크지 않은 것이 바람직하다. 안티블로킹성의 관점에서는 상기 방오층(D)의 표면 거칠기가 지나치게 작지 않은 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 방오층(D) 표면(상기 기재(A)와는 반대측의 표면에 있어서의 표면)의 수접촉각은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 95°이상, 100°이상, 105°이상, 110°이상, 또는 115°이상이어도 된다. 오염 방지 성능의 관점에서는 상기 방오층(D)의 수접촉각이 지나치게 크지 않은 것이 바람직하다.
[1-6. 그 외]
본 발명의 하드 코트 필름은 예를 들면, 클리어 필름 또는 방현성 필름(AG 필름이라고도 한다)으로서 사용할 수 있다. 예를 들면, 방현성 필름으로서 사용하기 위해서는 예를 들면, 상기 하드 코트층(B)에 방현성(AG성)을 갖게 하면 된다.
본 발명의 하드 코트 필름은 예를 들면, 상기 하드 코트 필름 전체의 파장 550nm에 있어서의 광투과율이 90% 이상이어도 된다. 상기 하드 코트 필름 전체의 파장 550nm에 있어서의 광투과율은 예를 들면, 90% 이상, 92% 이상, 94% 이상, 95% 이상, 96% 이상, 97% 이상, 98% 이상, 또는 99% 이상이어도 되고, 예를 들면, 100% 이하, 99% 이하, 98% 이하, 97% 이하, 96% 이하, 95% 이하, 94% 이하, 93% 이하, 92% 이하, 또는 90% 이하여도 되고, 예를 들면, 90∼100%, 90∼99%, 90∼98%, 90∼97%, 90∼96%, 90∼95%, 90∼94%, 90∼93%, 90∼92%, 92∼100%, 92∼99%, 92∼98%, 92∼97%, 92∼96%, 92∼95%, 92∼94%, 92∼93%, 94∼100%, 94∼99%, 94∼98%, 94∼97%, 94∼96%, 94∼95%, 95∼100%, 95∼99%, 95∼98%, 95∼97%, 95∼96%, 96∼100%, 96∼99%, 96∼98%, 96∼97%, 97∼100%, 97∼99%, 97∼98%, 98∼100%, 98∼99%, 또는 99∼100%여도 된다. 하드 코트 필름 전체의 광투과율이 높음으로써, 예를 들면, 편광판화했을 때에 밝기를 손상시키지 않고, 투명도가 높기 때문에 외관 검사가 하기 쉬운 등의 이점이 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 광투과율의 측정 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 하기의 측정 방법에 의해 측정할 수 있다.
[광투과율의 측정 방법]
· 장치: 적분구식 분광 투과율 측정기(상품명: DOT-3C, 무라카미 시키사이 기쥬츠 켄큐소제)
· 측정 모드: 전광선 투과율&색채 계산
· 광원: D65 광원
·시야각: 2도 시야
· 이상의 설정에서 기온 23도, 습도 50%의 측정 조건으로, 파장 550nm에서의 광투과율을 측정한다.
[2. 하드 코트 필름의 제조 방법]
본 발명의 하드 코트 필름의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 일반적인 하드 코트 필름의 제조 방법과 마찬가지로 하여, 또는 그에 준해서 행할 수 있다. 이하에, 본 발명의 하드 코트 필름의 제조 방법에 대해, 예를 들어 설명한다.
우선, 광투과성 기재(A)를 준비한다. 광투과성 기재(A)의 재질, 두께 등은 예를 들면 전술한 바와 같다.
그 다음에, 광투과성 기재(A) 상에 하드 코트층(B)을 형성한다. 광투과성 기재(A) 상에 하드 코트층(B)을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 이하와 같다. 이하, 이 하드 코트층(B)을 형성하는 공정을 「하드 코트층 형성 공정」이라고 하는 경우가 있다. 상기 하드 코트층 형성 공정은 예를 들면, 광투과성 기재(A) 상에 하드 코트층 형성용 도포액(이하, 간단히 「도포액」 또는 「하드 코트층 형성 재료」라고 하는 경우가 있다.)을 도포하는 도포 공정과, 도포한 상기 도포액을 건조시켜 도막을 형성하는 도막 형성 공정을 포함하고 있어도 된다. 또한, 예를 들면, 상기 하드 코트층 형성 공정이 상기 도막을 경화시키는 경화 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 상기 경화는 예를 들면, 상기 건조 후에 행할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 상기 경화는 예를 들면, 가열, 광조사 등에 의해 행할 수 있다. 상기 광은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 자외선 등이어도 된다. 상기 광조사의 광원도 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 고압 수은 램프 등이어도 된다.
상기 도포액(하드 코트층 형성 재료)은 예를 들면, 수지 재료와 희석 용매(이하, 간단히 「용매」라고 하는 경우가 있다.)를 포함하는 도포액이어도 된다. 또한, 상기 도포액은 이것들 이외의 다른 성분을 포함하고 있어도 되고, 포함하고 있지 않아도 된다. 상기 다른 성분으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 틱소트로피 부여제, 필러 등을 들 수 있다. 상기 필러로서는 예를 들면, 입자 등을 들 수 있다. 상기 입자는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 유기 입자여도 되고 무기 입자여도 되고, 예를 들면, 부정형 입자여도 되고 구형 입자여도 된다. 상기 틱소트로피제, 상기 입자 등은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 일반적인 하드 코트층에 포함되는 틱소트로피제, 입자 등과 같거나 또는 그에 준해도 된다. 상기 입자로서는 예를 들면, 아크릴-스티렌 공중합체, 실리콘 수지, 실리카 등을 들 수 있다.
상기 도포액에 포함되는 상기 수지 재료는 예를 들면, 하드 코트층(B)을 형성하는 수지 자체여도 되고, 중합, 경화 등에 의해 상기 수지를 형성하는 수지 재료여도 된다. 상기 수지는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 열경화성 수지, 전리 방사선 경화 수지 등이어도 된다. 또한, 상기 수지는 예를 들면, 아크릴레이트 수지(아크릴 수지라고도 한다)를 포함하고 있어도 되고, 예를 들면, 우레탄아크릴레이트 수지를 포함하고 있어도 된다. 또한, 상기 수지는 예를 들면, 경화형 우레탄아크릴레이트 수지 및 다관능 아크릴레이트의 공중합물이어도 된다.
상기 수지 재료는 예를 들면, 관능기를 갖는 올리고머와 모노머를 포함하고 있어도 된다. 예를 들면, 하드 코트층(B)을 형성하는 수지가, 상기 관능기를 갖는 올리고머와 상기 모노머의 공중합체여도 된다. 상기 관능기를 갖는 올리고머로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 경화형 우레탄 아크릴레이트 수지 등을 들 수 있다. 상기 경화형 우레탄아크릴레이트 수지로서는 예를 들면, 미쓰비시 케미컬 카부시키가이샤제의 상품명 「UV-1700TL」, 미쓰비시 케미컬 카부시키가이샤제의 상품명 「UT-7314」 등을 들 수 있다. 상기 모노머로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 다관능 아크릴레이트 등을 들 수 있다. 상기 다관능 아크릴레이트로서는 예를 들면, 도아 고세이 카부시키가이샤제의 상품명 「M-920」 등을 들 수 있다.
상기 용매는 특별히 제한되지 않고, 여러 용매를 사용 가능하고, 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상을 병용해도 된다. 예를 들면, 상기 수지의 조성, 상기 나노 실리카 입자 및 상기 틱소트로피 부여제의 종류, 함유량 등에 따라, 최적의 용매 종류나 용매 비율을 적절히 선택해도 된다. 상기 용매로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올(IPA), 부탄올, t-부틸알코올(TBA), 2-메톡시에탄올 등의 알코올류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로펜타논 등의 케톤류; 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르류; 디이소프로필에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 에테르류; 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등의 글리콜류; 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 등의 셀로솔브류; 헥산, 헵탄, 옥탄 등의 지방족 탄화수소류; 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류 등을 들 수 있다. 또한, 예를 들면, 상기 용매가 탄화수소 용매와, 케톤 용매를 포함하고 있어도 된다. 상기 탄화수소 용매는 예를 들면, 방향족 탄화수소여도 된다. 상기 방향족 탄화수소는 예를 들면, 톨루엔, o-크실렌, m-크실렌, p-크실렌, 에틸벤젠, 및 벤젠으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나여도 된다. 상기 케톤 용매는 예를 들면, 시클로펜타논, 및 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 시클로헥사논, 이소포론, 아세토페논으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나여도 된다. 상기 용매는 예를 들면, 틱소트로피 부여제(예를 들면 증점제)를 용해시키기 위해서, 상기 탄화수소 용매(예를 들면 톨루엔)를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 용매는 예를 들면, 상기 탄화수소 용매와, 상기 케톤 용매를 90:10∼10:90의 질량비로 혼합한 용매여도 된다. 상기 탄화수소 용매와, 상기 케톤 용매의 질량비는 예를 들면, 80:20∼20:80, 70:30∼30:70, 또는 40:60∼60:40 등이어도 된다. 이 경우에 있어서, 예를 들면, 상기 탄화수소 용매가 톨루엔이고, 상기 케톤 용매가 메틸에틸케톤이어도 된다. 또한, 상기 용매는 예를 들면, 톨루엔을 포함함과 아울러, 아세트산에틸, 아세트산부틸, IPA, 메틸이소부틸케톤, 메틸에틸케톤, 메탄올, 에탄올, 및 TBA로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 더 포함하고 있어도 된다.
광투과성 기재(A)로서, 예를 들면, 아크릴 필름을 채용하여 중간층(침투층)을 형성할 경우는 아크릴 필름(아크릴 수지)에 대한 양용매를 바람직하게 사용할 수 있다. 그 용매로서는 예를 들면, 전술한 바와 같이, 탄화수소 용매와, 케톤 용매를 포함하는 용매여도 된다. 상기 탄화수소 용매는 예를 들면, 방향족 탄화수소여도 된다. 상기 방향족 탄화수소는 예를 들면, 톨루엔, o-크실렌, m-크실렌, p-크실렌, 에틸벤젠, 및 벤젠으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나여도 된다. 상기 케톤 용매는 예를 들면, 시클로펜타논, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 시클로헥사논, 이소포론, 및 아세토페논으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나여도 된다. 상기 용매는 예를 들면, 상기 탄화수소 용매와, 상기 케톤 용매를, 90:10∼10:90의 질량비로 혼합한 용매여도 된다. 상기 탄화수소 용매와, 상기 케톤 용매의 질량비는 예를 들면, 80:20∼20:80, 70:30∼30:70, 또는 40:60∼60:40 등이어도 된다. 이 경우에 있어서, 예를 들면, 상기 탄화수소 용매가 톨루엔이고, 상기 케톤 용매가 메틸에틸케톤이어도 된다.
광투과성 기재(A)로서, 예를 들면, 트리아세틸셀룰로오스(TAC)를 사용할 경우에는 상기 용매로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 아세트산에틸, 메틸에틸케톤, MIBK(메틸이소부틸케톤), 시클로펜타논 등을 들 수 있고, 1종류만 사용해도 되고 복수 종류 병용해도 된다. 이 경우, 상기 용매는 예를 들면, MIBK 및 시클로펜타논의 혼합 용매여도 된다. MIBK 및 시클로펜타논의 혼합비는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 질량비로 90:10∼10:90, 80:20∼20:80, 70:30∼30:70이어도 된다.
또한, 용매를 적절히 선택함으로써, 틱소트로피 부여제를 함유할 경우에 있어서 방현성 하드 코트층 형성 재료(도포액)에의 틱소성을 양호하게 발현시킬 수 있다. 예를 들면, 유기 점토를 사용할 경우에는 톨루엔 및 크실렌을 바람직하게 단독 사용 또는 병용할 수 있고, 예를 들면, 산화폴리올레핀을 사용할 경우에는 메틸에틸케톤, 아세트산에틸, 프로필렌글리콜모노메틸메테르를 바람직하게, 단독 사용 또는 병용할 수 있고, 예를 들면, 변성 우레아를 사용할 경우에는 아세트산부틸 및 메틸이소부틸케톤을 바람직하게 단독 사용 또는 병용할 수 있다.
상기 하드 코트층 형성 재료에는 각종 레벨링제를 첨가할 수 있다. 상기 레벨링제로서는 도포 불균일 방지(도포면의 균일화)를 목적으로, 예를 들면, 불소계 또는 실리콘계의 레벨링제를 사용할 수 있다. 본 발명에서는 하드 코트층 표면에 방오성이 요구될 경우, 또는 상기 다른 층 반사 방지층(저굴절률층)이나 층간 충전제를 포함하는 층이 하드 코트층 상에 형성될 경우 등에 따라, 적절히 레벨링제를 선정할 수 있다.
상기 레벨링제의 배합량은 상기 수지 100중량부에 대하여, 예를 들면, 5중량부 이하, 바람직하게는 0.01∼5중량부의 범위이다.
상기 하드 코트층 형성 재료에는 필요에 따라, 성능을 손상시키지 않는 범위에서, 안료, 충전제, 분산제, 가소제, 자외선 흡수제, 계면 활성제, 방오제, 산화 방지제 등이 첨가되어도 된다. 이들 첨가제는 1종류를 단독으로 사용해도 되고, 또 2종류 이상 병용해도 된다.
상기 하드 코트층 형성 재료에는 예를 들면, 일본 특허공개 2008-88309호 공보에 기재되는 바와 같은 종래 공지의 광중합 개시제를 사용할 수 있다.
상기 하드 코트층 형성 재료(도포액)를 광투과성 기재(A) 상에 도포하여 도막을 형성하는 방법으로서는 예를 들면, 파운틴 코팅법, 다이 코팅법, 스프레이 코팅법, 그라비어 코팅법, 롤 코팅법, 바 코팅법 등의 도포법을 사용할 수 있다.
그 다음에, 전술한 바와 같이, 상기 도막을 건조 및 경화시켜, 하드 코트층(B)을 형성한다. 상기 건조는 예를 들면, 자연 건조여도 되고, 바람을 분사하는 풍건이어도 되고, 가열 건조여도 되고, 이것들을 조합한 방법이어도 된다.
상기 하드 코트층 형성 재료(도포액)의 건조 온도는 예를 들면, 30∼200℃의 범위여도 된다. 상기 건조 온도는 예를 들면, 40℃ 이상, 50℃ 이상, 60℃ 이상, 70℃ 이상, 80℃ 이상, 90℃ 이상, 또는 100℃ 이상이어도 되고, 190℃ 이하, 180℃ 이하, 170℃ 이하, 160℃ 이하, 150℃ 이하, 140℃ 이하, 135℃ 이하, 130℃ 이하, 120℃ 이하, 또는 110℃ 이하여도 된다. 건조 시간은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 30초 이상, 40초 이상, 50초 이상, 또는 60초 이상이어도 되고, 150초 이하, 130초 이하, 110초 이하, 또는 90초 이하여도 된다.
상기 도막의 경화 수단은 특별히 제한되지 않지만, 자외선 경화가 바람직하다. 에너지 선원의 조사량은 자외선 파장 365nm에서의 적산 노광량으로서, 50∼500mJ/cm2가 바람직하다. 조사량이 50mJ/cm2 이상이면, 경화가 충분히 진행되기 쉽고, 형성되는 하드 코트층의 경도가 높아지기 쉽다. 또한, 500mJ/cm2 이하이면 형성되는 하드 코트층의 착색을 방지할 수 있다.
이상과 같이 하여, 광투과성 기재(A) 상에 하드 코트층(B)이 적층된 적층체를 제조할 수 있다.
그 다음에, 하드 코트층(B)에 있어서의, 광투과성 기재(A)와 반대측의 면 상에 광학 기능층(C)을 형성한다(광학 기능층 형성 공정). 이 광학 기능층 형성 공정에 있어서 광학 기능층(C)을 형성하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 전술한 바와 같이 드라이 프로세스가 바람직하고, 예를 들면, 진공 증착법, 스퍼터링법, 및 화학 기상 성장법(CVD)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 방법에 의해 형성해도 된다. 진공 증착법, 스퍼터링법, 및 화학 기상 성장법(CVD)을 행하는 구체적인 방법도 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 일반적인 방법과 같거나 또는 그에 준해도 된다. 광학 기능층(C)의 재질, 두께 등에 대해서는 예를 들면 전술한 바와 같다. 또한, 예를 들면, 광학 기능층(C)을 형성하는 광학 기능층 형성 공정에 앞서, 하드 코트층(B)과 광학 기능층(C)의 밀착성을 높이기 위해서, 하드 코트층(B)의 표면을 플라즈마 처리, 코로나 처리, 수세 처리, 용제 도포 등의 방법으로 표면 처리해도 된다. 이 표면 처리의 조건도 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 일반적인 정면 처리와 같거나 또는 그에 준해도 된다.
한편, 상기 「하드 코트층 형성 공정」 및 상기 「광학 기능층 형성 공정」에 있어서, 광투과성 기재(A), 하드 코트층(B) 및 광학 기능층(C)의 평균 두께가 상기 수식 (1) 및 (2)의 관계를 만족하도록, 하드 코트층(B) 및 광학 기능층(C)을 형성한다.
또한, 광학 기능층(C)에 있어서의 광투과성 기재(A)와는 반대측의 면 상에, 방오층(D)을 더 형성하고(방오층 형성 공정), 본 발명의 하드 코트 필름을 제조할 수 있다. 이 방오층 형성 공정에 있어서의 방오층(D)의 형성 방법(제조 방법)은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 일반적인 방오층의 형성 방법과 같거나 또는 그에 준해도 된다. 구체적으로는 예를 들면, 전술한 바와 같이, 드라이 프로세스로 형성할 수 있고, 예를 들면, 진공 증착법, 스퍼터링법, 및 화학 기상 성장법(CVD) 등으로 형성할 수 있다. 이 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 전술한 바와 같이, 일반적인 진공 증착법, 스퍼터링법, 및 화학 기상 성장법(CVD)과 같거나 또는 그것들에 준해도 된다. 방오층(D)의 재질, 두께 등에 대해서는 예를 들면 전술한 바와 같다.
이상과 같이 하여, 광투과성 기재(A)의 적어도 일방의 면 상에, 하드 코트층(B), 광학 기능층(C) 및 방오층(D)이 상기 순서로 적층된 본 발명의 하드 코트 필름을 제조할 수 있다. 단, 전술한 바와 같이, 이 제조 방법은 예시이며, 본 발명의 하드 코트 필름의 제조 방법은 이에 한정되지 않는다.
또한, 본 발명의 하드 코트 필름의 제조 방법은 예를 들면, 연속 제법으로 하는 것이 가능하다. 구체적으로는 예를 들면, 본 발명의 하드 코트 필름의 제조 방법은 상기 광투과성 기재(A)가 장척상이며, 상기 광투과성 기재(A)를 반송하면서, 상기 하드 코트층 형성 공정, 상기 광학 기능층 형성 공정, 상기 방오층 형성 공정, 및 필요에 따라 다른 공정을 연속적으로 행하는 제조 방법이어도 된다. 보다 구체적으로는 예를 들면, 상기 장척상의 광투과성 기재(A)가 롤 형상이며, 롤로부터 상기 광투과성 기재(A)를 조출하면서 본 발명의 하드 코트 필름의 제조 방법을 실시해도 된다.
[3. 하드 코트 필름, 광학 부재 및 화상 표시 장치]
본 발명의 하드 코트 필름은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 전술한 바와 같이, 클리어 필름이어도 되고, 방현성 필름(방현성 하드 코트 필름)이어도 된다.
본 발명의 광학 부재는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 편광판이어도 된다. 상기 편광판도 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 본 발명의 하드 코트 필름 및 편광자를 포함하고 있어도 되고, 다른 구성 요소를 더 포함하고 있어도 된다. 상기 편광판의 각 구성 요소는 예를 들면, 접착제 또는 점착제 등에 의해 접합되어 있어도 된다.
본 발명의 화상 표시 장치도 특별히 한정되지 않고, 어떠한 화상 표시 장치여도 되지만, 예를 들면, 액정 표시 장치, 유기 EL 표시 장치, 무기 EL 표시 장치, 플라즈마 표시 장치 등을 들 수 있다.
본 발명의 화상 표시 장치의 구성은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 일반적인 화상 표시 장치와 같은 구성이어도 된다. 예를 들면, LCD의 경우, 액정 셀, 편광판 등의 광학 부재, 및 필요에 따라 조명 시스템(백라이트 등) 등의 각 구성 부품을 적절히 조립해서 구동 회로를 내장하는 등에 의해 제조할 수 있다.
본 발명의 화상 표시 장치의 용도는 특별히 한정되지 않고, 임의의 용도에 사용 가능하다. 그 용도로서는 예를 들면, 퍼스널 컴퓨터 모니터, 노트북 컴퓨터, 태블릿, 스마트폰, 복사기 등의 OA 기기, 휴대전화, 시계, 디지털 카메라, 휴대 정보 단말(PDA), 휴대 게임기 등의 휴대 기기, 비디오카메라, 텔레비전, 전자레인지 등의 가정용 전기 기기, 백 모니터, 카 내비게이션 시스템용 모니터, 카 오디오 등의 차재용 기기, 상업 점포용 인포메이션용 모니터 등의 전시 기기, 감시용 모니터 등의 경비 기기, 간호용 모니터, 의료용 모니터 등의 간호·의료 기기, 스마트 글래스), VR 기기 등을 들 수 있다. 본 발명의 화상 표시 장치는 예를 들면, 카메라 기능을 갖는 화상 표시 장치여도 된다. 그 경우, 예를 들면, 전술한 바와 같이, 본 발명의 하드 코트 필름에 있어서의 상기 투명층이 화상 표시 장치의 카메라 홀용의 투명층이어도 된다. 본 발명에 의하면, 전술한 바와 같이, 투명층의 투명성을 손상시키지 않고 하드 코트 필름을 제공할 수 있기 때문에, 예를 들면, 카메라 화상의 화질을 손상시키지 않고 화상 표시 장치를 제공하는 것이 가능하다.
실시예
그 다음에, 본 발명의 실시예에 대해 비교예와 함께 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시예 및 비교예에 의해 제한되지 않는다.
또한, 이하의 실시예 및 비교예에 있어서, 물질의 부수는 특별히 언급하지 않는 한 질량부(중량부)이다.
〔실시예 1〕
이하와 같이 하여, 광투과성 기재(A)의 일방의 면 상에, 하드 코트층(B), 광학 기능층(C) 및 방오층(D)이 상기 순서로 적층된 본 발명의 하드 코트 필름을 제조했다.
우선, 광투과성 기재(A)로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(두께 65㎛)을 준비했다. 그 다음에, 그 광투과성 기재(A)의 일방의 면에, 하드 코트층(B)을 형성했다(하드 코트층 형성 공정). 구체적으로는 우선, 자외선 경화형의 모노머 및 SiO2 필러의 혼합물(상품명 「옵스터 Z7540」, 고형분 농도 56질량%, 아라카와 카가쿠 코교사제) 100질량부(고형분 환산)와, 광중합 개시제(상품명 「IRGACURE906」, BASF사제) 5질량부와, 레벨링제(상품명 「LE-303」, 교에이샤 카가쿠샤제) 0.1질량부를 혼합하여 혼합액을 얻었다. 그 혼합액에 아세트산부틸과 MIBK의 혼합 용매(질량비는 50:50)를 첨가하여 고형분 농도를 40%로 조정했다. 이에 의해, 자외선 경화성의 수지 조성물(바니시)을 조제했다. 그 수지 조성물을, 상기 PET 필름(광투과성 기재(A))의 편면에 도포하여 도막을 형성했다. 이 도막을, 가열에 의해 건조시킨 후, 자외선 조사에 의해 경화시켰다. 상기 도막의 가열의 온도는 70℃로 하고, 가열 시간은 60초간으로 했다. 상기 자외선 조사에서는 광원으로서 고압 수은 램프를 사용하고, 파장 365nm의 자외선을 사용하여, 적산 조사 광량을 300mJ/cm2로 했다. 이상과 같이 하여, 상기 PET 필름(광투과성 기재(A)) 상에 두께 5㎛의 하드 코트층(B)을 형성하여, 광투과성 기재(A)와 하드 코트층(B)의 적층체를 제조했다. 한편, 이하에 있어서, 본 실시예에서 형성한 상기 하드 코트층(B)을 간단히 「HC층」이라고 하는 경우가 있다. 또한, 이하에 있어서, 본 실시예에서 제조한 상기 광투과성 기재(A)와 하드 코트층(B)의 적층체를 「HC층 형성 PET 필름」이라고 하는 경우가 있다.
한편, 본 실시예에 있어서, 광투과성 기재(A)의 평균 두께 dS는 리니어 게이지로 측정했다. 본 실시예의 광투과성 기재(A)는 두께가 균일하기 때문에, 임의의 지점의 두께를 평균 두께 dS와 동일하다고 추정할 수 있다. 또한, 하드 코트층(B)의 평균 두께 dH는 상기 광투과성 기재(A)와 하드 코트층(B)의 적층체(HC층 형성 PET 필름)의 평균 두께를 리니어 게이지로 측정하고, 그 수치로부터 dS를 감산하여 얻어진 수치를 dH로 했다. 상기 광투과성 기재(A)와 하드 코트층(B)의 적층체의 평균 두께 dS+dH에 대해서는 1㎛ 평방의 시야에서의 촬상으로 상기 적층체의 임의의 3점의 두께를 측정하고, 또한, 마찬가지로 하여 1㎛ 평방의 시야에서 5군데 측정하고, 합계 15점의 두께의 측정 결과를 평균한 수치를 상기 평균 두께 dS+dH로 했다. 후술하는 각 실시예 및 비교예에 있어서도 마찬가지이다.
그 다음에, 롤 투 롤 방식의 플라즈마 처리 장치에 의해, 상기 HC층 형성 PET 필름의 HC층 표면을, 1.0Pa의 진공 분위기하에서 플라즈마 처리했다. 이 플라즈마 처리에서는 불활성 가스로서 아르곤 가스를 사용하고, 방전 전력을 780W로 했다.
다음으로, 플라즈마 처리 후의 상기 HC층 형성 PET 필름의 HC층 상에, 밀착층과 무기 산화물 하지층을 스퍼터 성막법에 의해 상기 순서로 형성함으로써(스퍼터 성막 공정), 상기 밀착층 및 상기 무기 산화물 하지층으로 이루어지는 광학 기능층(C)을 형성했다(광학 기능층 형성 공정). 구체적으로는 우선, 롤 투 롤 방식의 스퍼터 성막 장치에 의해, 상기 HC층 형성 PET 필름의 HC층 상에, 우선, 밀착층으로서의 두께 2.0nm의 인듐주석 산화물(ITO)층을 형성했다. 그 다음에, 같은 스퍼터 성막 장치에 의해, 상기 ITO층 상에 무기 산화물 하지층으로서, SiO2층과 Nb2O5층을 상기 순서로 두께의 합계가 0.23㎛가 되도록 형성했다. 상기 SiO2층의 두께는 0.11㎛가 되도록 형성하고, 상기 Nb2O5층의 두께는 0.12㎛가 되도록 형성했다. 이상과 같이 하여, 상기 밀착층(ITO층) 및 상기 무기 산화물 하지층(상기 SiO2층과 상기 Nb2O5층의 적층체)로 이루어지는 광학 기능층(C)을 형성했다. 또한, 상기 밀착층의 형성에서는 ITO 타깃을 사용하여, 불활성 가스로서의 아르곤 가스와, 상기 아르곤 가스 100체적부에 대하여 10체적부의 반응성 가스로서의 산소 가스를 사용하고, 방전 전압을 350V로 하고, 성막실 내의 기압(성막 기압)을 0.4Pa로 하고, MFAC 스퍼터링에 의해 ITO층을 성막했다. 상기 무기 산화물 하지층의 형성에서는 Si 타깃 및 Nb 타깃을 사용하여, 100체적부의 아르곤 가스 및 30체적부의 산소 가스를 사용하여, 방전 전압을 350V로 하고, 성막 기압을 0.3Pa로 하고, MFAC 스퍼터링에 의해 상기 SiO2층 및 상기 Nb2O5층을 형성했다.
또한, 본 실시예에 있어서, 광학 기능층(C)의 평균 두께 dI는 단면의 TEM(투과 전자 현미경) 관찰에 의해 측정했다. 구체적으로는 우선, 상기 광투과성 기재(A)와 하드 코트층(B)과 광학 기능층(C)의 적층체에 있어서의 광학 기능층(C) 표면을 FIB 수지로 보호하고, 그 후 깊이 방향을 향해 절단했다. 절단하여 얻어진 단면을 TEM(투과 전자 현미경)으로 관찰하고, 그 단면 화상에서, 하드 코트층(B)과 광학 기능층(C)의 계면으로부터 광학 기능층(C)과 FIB 수지 보호막의 계면까지의 거리를 광학 기능층(C)의 평균 두께 dI라고 했다. 또한, 본 실시예에 있어서의 광학 기능층(C)은 두께가 대략 균일하기 때문에, 임의의 지점의 두께를 평균 두께 dI와 동일하다고 추정할 수 있다. 단, 본 실시예에서는 상기 광투과성 기재(A)와 하드 코트층(B)의 적층체의 평균 두께 dS+dH의 측정점과 같은 15점에서 광학 기능층(C)의 두께를 측정하고, 그 15점의 측정 결과를 평균한 수치를 광학 기능층(C)의 평균 두께 dI로 했다. 후술하는 각 실시예 및 비교예에 있어서도 같은 방법으로 광학 기능층(C)의 평균 두께 dI를 측정했다. 또한, 완성품의 (방오층(D)을 형성한) 하드 코트 필름에 대해서도, 같은 방법으로 광학 기능층(C)의 평균 두께 dI를 측정할 수 있다.
또한, 상기 광학 기능층(C) 상에 방오층(D)을 형성했다(방오층 형성 공정). 구체적으로는 퍼플루오로폴리에테르기 함유의 알콕시실란 화합물을 증착원으로서 사용한 진공 증착법에 의해, 두께 10nm의 방오층(D)을 상기 무기 산화물 하지층 상에 형성했다. 한편, 상기 증착원은 신에츠 카가쿠 코교사제의 「KY1903-1」(퍼플루오로폴리에테르기 함유 알콕시실란 화합물, 고형분 농도 20질량%)을 건조시켜 얻은 고형분이다. 또한, 상기 진공 증착법에 있어서의 상기 증착원의 가열 온도는 260℃로 했다.
또한, 본 실시예에 있어서, 방오층(D)의 평균 두께 dF는 형광 X선 분석 기기(카부시키가이샤 리가쿠제, 상품명 ZXS PrimusII)의 정량 모드로 측정했다. 또한, 본 실시예에서는 상기 광투과성 기재(A)와 하드 코트층(B)의 적층체의 평균 두께 dS+dH의 측정점과 같은 15점에서 방오층(D)의 두께를 측정하고, 그 15점의 측정 결과를 평균한 수치를 방오층(D)의 평균 두께 dF로 했다. 후술하는 각 실시예 및 비교예에 있어서도 마찬가지이다.
이상과 같이 하여, 광투과성 기재(A)의 일방의 면 상에, 하드 코트층(B), 광학 기능층(C) 및 방오층(D)이 상기 순서로 적층된 본 실시예(실시예 1)의 하드 코트 필름을 제조했다.
〔실시예 2∼5 및 비교예 1∼4〕
광투과성 기재(A)의 일방의 면 상에, 하드 코트층(B), 광학 기능층(C) 및 방오층(D)의 평균 두께를, 각각 하기 표 1에 기재한 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 실시예 2∼5 및 비교예 1∼4의 하드 코트 필름을 제조했다. 한편, 실시예 2∼5 및 비교예 1∼4에 있어서, 광투과성 기재(A)로서는 모두 PET 필름을 사용했다. 비교예 1의 광학 기능층(C)에 있어서, SiO2층의 두께는 0.15㎛가 되도록 형성하고, Nb2O5층의 두께는 0.15㎛가 되도록 형성했다. 비교예 2 및 3의 광학 기능층(C)에 있어서, SiO2층의 두께는 0.20㎛가 되도록 형성하고, Nb2O5층의 두께는 0.20㎛가 되도록 형성했다. 비교예 4의 광학 기능층(C)에 있어서, SiO2층의 두께는 0.05㎛가 되도록 형성하고, Nb2O5층의 두께는 0.05㎛가 되도록 형성했다.
이상과 같이 하여 제조한 상기 각 실시예 및 비교예의 하드 코트 필름에 대해, 하기의 측정 방법에 의해 내마모성 시험 및 절곡 내성 시험을 행했다.
[내마모성 시험]
실시예 및 비교예의 각 하드 코트 필름에 대해, 방오층(D) 표면을 지우개로 문지르기 전후에 있어서의 상기 방오층(D) 표면의 방오성 저하의 정도를 측정하고, 이것을 내마모성 시험으로 했다. 구체적으로는 이하와 같다. 우선, 하드 코트 필름의 방오층(D) 표면에 지우개를 접촉시켜 왕복 이동시킴으로써 문질렀다. 이 왕복 이동에서는 Minoan사제의 지우개(Φ6mm)를 사용하고, 방오층(D) 표면에 대한 지우개의 하중을 1kgw/6mmΦ로 하고, 방오층(D) 표면 상의 지우개의 이동 거리(왕복 이동에 있어서의 편도 거리)를 20mm로 하고, 지우개의 이동 속도를 40rpm으로 하고, 방오층(D) 표면에 대하여 지우개를 왕복 이동시키는 회수는 6000왕복으로 했다. 한편, 방오층(D) 표면에 있어서, 지우개로 문지른 개소의, 문지르기 전의 수접촉각 θ0과, 문지른 후의 수접촉각 θ1을 각각 하기의 방법으로 측정했다.
<수접촉각의 측정 방법>
각 실시예 및 비교예의 하드 코트 필름에 대해, 방오층(C)에 있어서의 광투과성 기재(A)와는 반대측의 표면의 수접촉각을 측정했다. 우선, 방오층 표면에 약 1μL의 순수의 적하에 의해 물방울을 형성했다. 다음으로 방오층(D) 표면 상의 물방울과 방오층(D) 표면이 이루는 각도를 측정했다. 측정에는 접촉각계(상품명 「DMo-501」, 쿄와 카이멘 카가쿠사제)를 사용했다.
<내마모성의 평가>
방오층(D) 표면에 있어서, 지우개로 문지른 개소의, 문지르기 전의 수접촉각 θ0과, 문지른 후의 수접촉각 θ1의 차의 절대값 |θ0-θ1|을 계산했다. |θ0-θ1|의 값이 작을수록, 문지르기 전후에서 표면 상태의 변화가 작고 내마모성이 뛰어난 것으로 평가했다. 하기한 바와 같이, 내마모성을 ○△×의 3단계로 평가했다.
○: |θ0-θ1｜≤20°
△: 20°≤｜θ0-θ1｜≤30°
×: 30°≤｜θ0-θ1|
[점착제 조성물 A의 조제]
후술하는 절곡 내성 시험에 사용하는 점착제 조성물 A를 이하의 방법에 의해 조제했다.
(아크릴 올리고머의 조제)
모노머 성분으로서 메타크릴산디시클로펜타닐(DCPMA) 60중량부 및 메타크릴산메틸(MMA) 40중량부, 연쇄 이동제로서 α-티오글리세롤 3.5중량부, 및 중합 용매로서 톨루엔 100중량부를 혼합하고, 질소 분위기하에서 70℃에서 1시간 교반했다. 그 다음에, 열중합 개시제로서 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.2중량부를 투입하고, 70℃에서 2시간 반응시킨 후, 80℃로 승온하여 2시간 반응시켰다. 그 후, 반응액을 130℃로 가열하여, 톨루엔, 연쇄 이동제 및 미반응 모노머를 건조 제거하여, 고형상의 아크릴 올리고머를 얻었다. 아크릴 올리고머의 중량 평균 분자량은 5100, 유리 전이 온도(Tg)는 130℃였다.
(프리폴리머의 중합)
프리폴리머 형성용 모노머 성분으로서, 라우릴아크릴레이트(LA) 43중량부, 2-에틸헥실아크릴레이트(2EHA) 44중량부, 4-히드록시부틸아크릴레이트(4HBA) 6중량부, 및 N-비닐-2-피롤리돈(NVP) 7중량부, 및 광중합 개시제로서 IGM Resins제 「Omnirad 184」 0.015중량부를 배합하고, 자외선을 조사하여 중합을 행하여, 프리폴리머 조성물(중합율; 약10%)을 얻었다.
(점착제 조성물의 조제)
상기의 프리폴리머 조성물 100중량부에, 후첨가 성분으로서, 1,6-헥산디올디아크릴레이트(HDDA) 0.07중량부, 상기의 올리고머: 3중량부, 및 실란 커플링제(신에츠 카가쿠 코교제 「KBM403」): 0.3중량부를 첨가한 후, 이것들을 균일하게 혼합하여 점착제 조성물 A를 조제했다.
[절곡 내성 시험]
이하와 같이, 실시예 및 비교예의 각 하드 코트 필름을 사용하여, 유기 EL 표시 장치를 모의한 모의 샘플을 제조하고, 이것을 사용하여 절곡 내성 시험을 행했다. 우선, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 하드 코트 필름의 광투과성 기재(A)(11)에 있어서의, 하드 코트층(B)(12), 광학 기능층(C)(13) 및 방오층(D)(14)이 적층된 측과는 반대측의 면에, 아크릴계 점착제층(21)(상기 점착제 조성물 A, 두께 25㎛), 폴리이미드 필름(22)(KORON사제, 두께 50㎛), 아크릴계 점착제층(23)(상기 점착제 조성물 A, 두께 25㎛), PET 필름(24)(도레이 카부시키가이샤제, 두께 38㎛), 및 아크릴계 점착제층(25)(상기 점착제 조성물 A, 두께 25㎛)을 이 순서로 적층시켜, 유기 EL 표시 장치를 모의한 모의 샘플(100)을 제조했다. 그 다음에, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 모의 샘플(D)의 방오층(D)(14)측에 직경 1mm의 스테인리스제의 원주심(200)을 접촉시켰다. 그 후, 도 3(c)에 나타내는 바와 같이, 모의 샘플(100)을 원주심(200)측으로 접어 절곡 상태로 했다. 또한 그 후, 모의 샘플(100)을 열어 도 3(b)의 상태로 되돌렸다. 이 개폐(절곡 및 열기)을 150,000회 되풀이했다. 한편, 이 개폐는 내구 시험기(형번 「DMLHB-FS-C」, YUASA사제)를 사용하여 행하였다. 이 개폐 150,000회의 전후에서, 모의 샘플(100)에 있어서의 절곡부(101)(모의 샘플(100)과 원주심(200)의 접촉 부분)에 LED 광원(트윈 버드사제, 상품명 LK-H766B)으로 광조사하여 절곡부(101)의 외관을 육안으로 반사 검사하고, 절곡 내성을 하기한 바와 같이 ○△×의 3단계로 평가했다.
○: 개폐 전후로 절곡부(101)의 외관에 변화가 보이지 않는다.
△: 개폐 전후로 절곡부(101)의 외관에 변화가 있지만, 변화의 상태 확인이 어렵다.
×: 개폐 전후로 절곡부(101)의 외관이 현저하게 변화하였다.
이상과 같이 하여 시험한 내마모성 및 절곡 내성의 시험 결과를 정리하여 하기 표 1에 나타낸다.
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, dH×dI가 0.2∼4의 범위이고(상기 수식 (1)을 만족), 또한, (dH+dI)/dS가 0.02∼0.62의 범위인(상기 수식 (2)을 만족) 실시예 1∼5의 하드 코트 필름은 모두, 표면의 내마모성과 절곡 내성을 양립하고 있었다. 이에 반하여, 비교예 1∼4의 하드 코트 필름은 모두, 상기 수식 (1) 및 (2) 중 어느 하나를 만족하고 있지 않고, 그 결과, 표면의 내마모성과 절곡 내성 중 어느 하나가 불량이었다.
이상, 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 표면의 내마모성과 절곡 내성을 양립시킨 하드 코트 필름, 광학 부재, 및 화상 표시 장치를 제공할 수 있다. 본 발명의 하드 코트 필름은 전술한 바와 같이, 클리어 필름으로서도, 방현성 필름(방현성 하드 코트 필름)으로서도 사용 가능하고, 또한, 다종 다양한 광학 부재 및 화상 표시 장치에 사용할 수 있기 때문에, 그 산업상 이용 가치는 다대하다.
이 출원은 2021년 6월 11일에 출원된 일본 출원 특원 2021-098260을 기초로 하는 우선권을 주장하고, 그 개시의 모두를 여기에 받아들인다.
10, 10A; 하드 코트 필름
11; 광투과성 기재(A)
12; 하드 코트층(B)
12a; 수지층
12b; 입자
13; 광학 기능층(C)
14; 방오층(D)
21, 23, 25; 아크릴계 점착제층
22; 폴리이미드 필름
24; PET 필름
100; 모의 샘플
101; 절곡부
200; 원주심

Claims (10)

  1. 광투과성 기재(A)의 적어도 일방의 면 상에, 하드 코트층(B), 광학 기능층(C) 및 방오층(D)이 상기 순서로 적층되고,
    상기 방오층(D)은 원소로서 불소를 포함하고,
    상기 광투과성 기재(A), 상기 하드 코트층(B) 및 상기 광학 기능층(C)의 평균 두께가, 하기 수식 (1) 및 (2)의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 하드 코트 필름.
    0.2≤dH×dI≤4 (1)
    0.02≤(dH+dI)/dS≤0.62 (2)
    상기 수식 (1) 및 (2)에 있어서,
    dS는 상기 광투과성 기재(A)의 평균 두께[㎛]이고,
    dH는 상기 하드 코트층(B)의 평균 두께[㎛]이며,
    dI는 상기 광학 기능층(C)의 평균 두께[㎛]이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방오층(D)에 있어서, 상기 기재(A)와는 반대측의 면에 있어서의 표면 거칠기가 1∼10nm의 범위인 하드 코트 필름.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 하드 코트층(B)의 평균 두께가 2∼12㎛의 범위인 하드 코트 필름.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광투과성 기재(A)의 평균 두께가 100μm 이하인 하드 코트 필름.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방오층(D)의 평균 두께가 1∼30nm의 범위인 하드 코트 필름.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하드 코트층(B)이 유기 수지, 산화규소, 산화티탄 및 산화지르코늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 하드 코트 필름.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 하드 코트 필름을 포함하는 광학 부재.
  8. 제 7 항에 있어서,
    편광판인 광학 부재.
  9. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 하드 코트 필름, 또는 제 7 항 또는 제 8 항에 기재된 광학 부재를 포함하는 화상 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 하드 코트 필름은 상기 광투과성 기재(A)의 일방만의 면 상에, 상기 하드 코트층(B), 상기 광학 기능층(C) 및 상기 방오층(D)이 상기 순서로 적층되고,
    상기 광투과성 기재(A)의 타방의 면 상에 점접착층이 적층되고,
    상기 하드 코트 필름은 상기 점접착층에 의해, 유리를 포함하는 부재 또는 플라스틱 필름에 부착되어 있는 화상 표시 장치.
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