WO2022196567A1 - 光学フィルム、並びに、これを用いたディスプレイ部材及びディスプレイ装置 - Google Patents

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伸 川田
佑紀男 松井
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株式会社トッパンＴｏｍｏｅｇａｗａオプティカルフィルム
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Definitions

  • the present invention relates to an optical film for screen protection, and a display member and a display device using the same.
  • Patent Document 1 describes a cover glass having a thickness of 0.3 to 1.5 mm, which is formed by chemically strengthening a substrate such as aluminosilicate glass.
  • the resin film has flexibility, its surface hardness is inferior to that of glass, so it is necessary to compensate for the hardness by providing a hard coat layer on the surface of the resin film.
  • a film having a cured resin layer such as a hard coat layer on a substrate tends to curl. It is desired that the curl is small so as not to impair the mechanical suitability during film production and the workability in subsequent steps.
  • an object of the present invention is to provide an optical film that achieves both high flexibility and high hardness and has reduced curling.
  • the present invention provides an optical film in which a hard coat layer is laminated on a polyimide base material, the hard coat layer comprising a cured film of polysiloxane having a cationic polymerizable organic functional group,
  • a rectangle having a short side of 50 mm in length parallel to the flow direction and a long side of 150 mm in length parallel to the width direction perpendicular to the flow direction is cut, and the cut sample is placed on a flat surface , the average value of the distance between both ends of one short side and the distance between both ends of the other short side is 18 mm or more.
  • a display member and a display device according to the present invention are provided with the above optical film.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the layer structure of the optical film shown in FIG.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a curl measuring method for an optical film.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of the display device according to the embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the layer configuration of the optical film shown in FIG.
  • the display device 10 includes a circularly polarizing plate 3, a resin film 2 and an optical film 1 in this order on the display surface side of the display panel 4.
  • a self-luminous panel such as an organic EL panel or a micro LED can be preferably used.
  • Circular polarizer 3 is composed of a linear polarizer and a quarter-wave plate, and is provided to suppress reflection of light incident on display panel 4 .
  • the resin film 2 is provided, for example, to improve the surface hardness of the display device 10 .
  • the material of the resin film 2 is not particularly limited, for example, polyimide can be preferably used. However, the resin film 2 may be omitted.
  • the display panel 4, the circularly polarizing plate 3, the resin film 2, and the optical film 1, which constitute the display device 10, are all made of a resin film as a base material, and the display device 10 is bendable.
  • a foldable portable terminal can be configured by attaching the foldable display device 10 to a foldable main body via a hinge.
  • the optical film 1 is a protective film provided on the outermost surface of the display device 10 and replaces the function of the cover glass. As shown in FIG. 2, the optical film 1 is formed by laminating a hard coat layer 6 on one side of a substrate 5, and has flexibility.
  • the base material 5 is a transparent polyimide film, and has durability against repeated bending due to the excellent mechanical strength of polyimide.
  • the thickness of the substrate 5 is not particularly limited, it is preferably 20 to 80 ⁇ m.
  • the hard coat layer 6 is a functional layer for imparting hardness to the optical film 1 .
  • the hard coat layer 6 is a cured film obtained by cationic polymerization of polysiloxane having a cationic polymerizable organic functional group and a siloxane bond. Since the optical film 1 according to this embodiment is used as a protective film for the foldable display device 10, the hard coat layer 6 requires both hardness and flexibility.
  • the hard coat layer is formed from a polymerizable organic compound, it is possible to obtain an optical film having flexibility, but the hardness of the hard coat layer tends to be insufficient. If the thickness of the hard coat layer is increased to compensate for the hardness, the hard coat layer is likely to crack when folded, resulting in a decrease in flexibility, and in addition, the curl of the resulting optical film increases. more likely to cause problems. Therefore, when the hard coat layer is formed of a polymerizable organic compound, it is difficult to obtain an optical film having both surface hardness, flexibility and low curling properties. Further, when the hard coat layer is formed of an inorganic compound, the surface hardness is increased, but the hard coat layer is easily cracked and flexibility cannot be obtained.
  • the hard coat layer 6 is formed of an organic-inorganic composite material having a cationically polymerizable organic functional group and a siloxane bond, the organic structural portion in which the organic functional groups are polymerized with each other is necessary for bending. In addition to exhibiting excellent flexibility, hardness required as a protective film is exhibited by the inorganic structural portion composed of siloxane bonds.
  • Polysiloxane is an oligomer having a siloxane bond as a skeleton, and the constituent units are an M unit in which three organic functional groups are bonded to a silicon atom, a D unit in which two organic functional groups are bonded to a silicon atom, and an organic There are T units with one functional group attached and Q units with no organic functional groups attached to the silicon atom.
  • polysiloxane having a network structure containing T units can be used as a material for forming the hard coat layer 6 according to the present embodiment.
  • Examples of cationically polymerizable organic functional groups possessed by polysiloxane include glycidyl groups such as 3-glycidoxypropyl groups, and cyclic groups such as alicyclic epoxy groups such as 2-(3,4 epoxy)cyclohexylethyl groups. Ether groups and vinyl groups can be mentioned.
  • the hard coat layer 6 is formed by applying a coating liquid containing polysiloxane having a cationically polymerizable organic functional group and a thermal cationic polymerization initiator or a photocationic polymerization initiator to the polyimide base material 5, followed by heating or light (ultraviolet rays). ) can be formed by curing the coating film by irradiation.
  • the coating solution for forming the hard coat layer may contain a solvent, a curing accelerator, and other additives. Since the polymerization reaction proceeds rapidly in radical polymerization, curling tends to occur as the coating film hardens.
  • the curl of the optical film 1 becomes too large, the mechanical suitability in the manufacturing process of the optical film is deteriorated, and there is a possibility that problems such as breakage may occur. Moreover, if the curl of the optical film 1 is too large, there is a possibility that a problem will occur when the optical film 1 is attached to the circularly polarizing plate.
  • the hard coat layer 6 is cured by cationic polymerization, curling can be suppressed in exchange for the slow progress of the polymerization reaction.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the curl measurement method of the optical film.
  • the optical film 1 according to the present embodiment is divided into a short side of 50 mm in length parallel to the machine direction (MD direction) and a long side of 150 mm in length parallel to the width direction (TD) perpendicular to the machine direction. Cut into rectangles with Next, as shown in FIG. 3, the cut sample is placed on a flat surface (on clean paper laid on a flat workbench).
  • the average value of the distance A between both ends of one short side and the distance B between both ends of the other short side is 18 mm or more.
  • the average value of the distances A and B is 18 mm or more, curling is suppressed, and the influence of curling in the manufacturing process of the optical film 1 and the manufacturing process of the display device 10 can be reduced. If the average value of the distances A and B is less than 18 mm, the curl increases to such an extent that the cut sample curls into a cylindrical shape, and the mechanical suitability in the manufacturing process of the optical film 1 and the manufacturing process of the display device 10 deteriorates.
  • the thickness (after curing) of the hard coat layer 6 is preferably 5 to 30 ⁇ m. If the thickness of the hard coat layer 6 is less than 5 ⁇ m, the surface hardness may be insufficient. Further, when the thickness of the hard coat layer 6 exceeds 30 ⁇ m, the hard coat layer 6 is likely to crack due to repeated folding of the optical film 1, and the flexibility may deteriorate. Therefore, the thickness of the hard coat layer 6 is preferably within the above range in order to achieve both surface hardness and flexibility.
  • the optical film 1 according to the present embodiment includes the hard coat layer 6 having both organic functional group-derived structural units and inorganic structural units composed of siloxane bonds on the polyimide base material 5, the hard coat layer 6 has flexibility derived from organic structural units and surface hardness derived from inorganic structural units. Therefore, the optical film 1 according to this embodiment is suitable as a protective film for a display device (portable terminal) having a foldable display screen.
  • the optical film 1 according to this embodiment may constitute a display member for constituting a display device.
  • the display member include a structure in which an adhesive is laminated on the back surface of the substrate 5 of the optical film 1 (the surface opposite to the hard coat layer 6), and a structure in which another resin is laminated on the back surface of the substrate 5 of the optical film 1.
  • a configuration in which films are bonded together, a configuration in which a circularly polarizing plate is bonded to the back side of the base material 5 of the optical film 1, and the like can be mentioned.
  • a polyimide film having a thickness of 50 ⁇ m was used as a base material. Moreover, the following composition was used as a coating liquid for forming a hard coat layer.
  • ⁇ Coating liquid for forming hard coat layer 1 organic compound system> A main agent containing 30 parts by mass of urethane acrylate, 9 parts by mass of dimethyl carbonate, and 9 parts by mass of an acrylic ester compound, 2 parts by mass of a radical polymerization initiator, a solvent (methyl acetate, dimethyl carbonate (DMC), methyl isobutyl ketone (MIBK) and a mixed solvent of polyethylene glycol monomethyl ether (PGME)) were mixed to prepare a coating liquid 1 for forming a hard coat layer.
  • DMC dimethyl carbonate
  • MIBK methyl isobutyl ketone
  • PGME polyethylene glycol monomethyl ether
  • ⁇ Coating liquid for forming hard coat layer 2 Inorganic compound system> A main agent containing 28 parts by mass of urethane acrylate and 20 parts by mass of an inorganic dispersion such as silica/alumina is mixed with 2 parts by mass of a radical polymerization initiator and 50 parts by mass of a solvent (a mixed solvent of methyl acetate, DMC and MIBK), A coating liquid 2 for forming a hard coat layer was prepared.
  • ⁇ Hard Coat Layer Forming Coating Liquid 3 Organic-Inorganic Hybrid Compound System> 48 parts by mass of polysiloxane having a T unit having a 2-(3,4 epoxy) cyclohexylethyl group per silicon atom, 2 parts by mass of a radical polymerization initiator, a solvent (mixed solvent of ethyl acetate and MIBK) 50 parts by mass were mixed to prepare a coating liquid 3 for forming a hard coat layer.
  • ⁇ Hard Coat Layer Forming Coating Liquid 4 Organic-Inorganic Hybrid Compound System> 48 parts by mass of polysiloxane having a T unit having a 2-(3,4 epoxy) cyclohexylethyl group per silicon atom, 2 parts by mass of a cationic polymerization initiator, a solvent (mixed solvent of ethyl acetate and MIBK) 50 parts by mass were mixed to prepare a coating liquid 4 for forming a hard coat layer.
  • Examples 1-3 Using a bar coater, the coating solution for forming a hard coat layer shown in Table 1 was applied to one side of the substrate in such a thickness that the hard coat layer after curing would have the thickness shown in Table 1. The coating was dried in a drying oven at 40-100° C. for 30-60 seconds to remove the solvent. Thereafter, the coating film was cured by irradiating ultraviolet rays, and then heated at 100° C. for 2 hours (post-heating treatment) to prepare optical films according to Examples 1 to 3.
  • Comparative Examples 1 to 6 Optical films according to Comparative Examples 1 to 6 were produced in the same manner as in Examples 1 to 3, except that the post-heat treatment was not performed after the coating film was cured by UV irradiation.
  • optical films of Examples 1-3 and Comparative Examples 1-6 were evaluated for pencil hardness, flexibility and curl.
  • the evaluation method and evaluation criteria are as follows.
  • ⁇ Pencil hardness> Based on JIS K5600 (4.9 N load), a pencil scratch tester (HA-301, Tester Sangyo Co., Ltd.) was used to measure the pencil hardness of the hard coat layer surface. When the measured pencil hardness was 7H or more, it was determined that the surface hardness was sufficient.
  • Flexibility was evaluated using a U-shaped no-load bending tester manufactured by Yuasa System Co., Ltd. A sample of the optical film cut to 80 mm (machine direction) ⁇ 30 mm (width direction) was attached to a measuring jig, and a 200,000-times repeated bending test was performed with the hard coat layer inside. After the test, the bent portion was visually and microscopically observed. If there was no change in the appearance of the hard coat layer, it was judged as OK.
  • ⁇ Curl> An optical film was cut into a size of 50 mm (machine direction) ⁇ 150 mm (width direction), and the cut sample was placed on clean paper laid on a flat workbench (see FIG. 3). A distance A between both ends of one short side of the placed sample and a distance B between both ends of the other short side of the sample were measured, and the average value of the distances A and B was taken as the curl evaluation value. When the curl evaluation value was 18 mm or more, it was determined that the curl was suppressed. When the curl was large and the sample was rolled into a cylinder, the diameter of the sample rolled into a cylinder was used as the evaluation value.
  • Table 1 also shows the materials of the hard coat layer, the curing method, the thickness of the hard coat layer, and the evaluation values of pencil hardness, flexibility, and curl in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 6.
  • optical films according to Examples 1 to 3 were excellent in surface hardness and flexibility, and had performance suitable for protective films of foldable display devices. Further, it was confirmed that the optical films according to Examples 1 to 3 hardly curled and had excellent mechanical suitability in the manufacturing process.
  • the optical films according to Comparative Examples 1 and 2 were inferior in surface hardness to those of Examples 1-3. Further, as can be seen from the comparison of Comparative Examples 1 and 2, increasing the thickness of the hard coat layer made of an organic compound can improve the pencil hardness, but reduces flexibility and worsens curling.
  • the optical films according to Comparative Examples 3 and 4 had a surface hardness as high as that of Examples due to the formation of the hard coat layer using an inorganic compound, but the flexibility was insufficient. , the curl was also large.
  • the present invention can be used as a protective optical film provided on the outermost surface of a display device, and is particularly suitable as an optical film for a display device having a foldable display screen.

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Abstract

高屈曲性と高硬度とを両立し、カールが低減された光学フィルムを提供する。ポリイミドの基材上に、ハードコート層が積層された光学フィルムであって、ハードコート層が、カチオン重合性の有機官能基を有するポリシロキサンの硬化膜からなり、光学フィルムを、流れ方向に平行な長さ５０ｍｍの短辺と、流れ方向と直交する幅方向に平行な長さ１５０ｍｍの長辺とを有する長方形にカットし、カットしたサンプルを平坦面上に載置したときに、一方の短辺の両端間の距離と他方の短辺の両端間の距離との平均値が１８ｍｍ以上である、光学フィルム。

Description

光学フィルム、並びに、これを用いたディスプレイ部材及びディスプレイ装置
　本発明は、画面保護用の光学フィルム、並びに、これを用いたディスプレイ部材及びディスプレイ装置に関する。
　スマートフォン等の携帯端末として、表示画面に保護用のカバーガラスを設けたものがある。例えば、特許文献１には、アルミノシリケートガラス等の基板に化学強化処理を施して構成した、板厚０．３～１．５ｍｍのカバーガラスが記載されている。
特許第５８８１４１４号公報
　近年、表示画面の大型化と機器サイズの小型化とを両立するため、表示画面を折りたたみ可能に構成した携帯端末が開発されている。表示画面を折りたたみ可能とする場合、ディスプレイ装置を構成する各部材が折り曲げ可能である必要がある。そこで、最表面に設けられるカバーガラスに代わる部材として、樹脂フィルムを基材とした保護フィルムが種々検討されている。
　樹脂フィルムは、屈曲性を有するものの、ガラスと比べて表面硬度が劣るため、樹脂フィルムの表面にハードコート層を設けることにより硬度を補うことが必要となる。しかしながら、折りたたみ可能なディスプレイ装置に求められる屈曲性と、保護フィルムとして求められる硬度とを両立するためには、更なる検討の余地があった。また、基材上にハードコート層等の硬化樹脂層を設けたフィルムは、カールしやすい。フィルム製造時の機械適性や後段の工程における加工性を損なわないよう、カールは小さいことが望まれる。
　それ故に、本発明は、高屈曲性と高硬度とを両立し、カールが低減された光学フィルムを提供することを目的とする。
　本発明は、ポリイミドの基材上に、ハードコート層が積層された光学フィルムであって、ハードコート層が、カチオン重合性の有機官能基を有するポリシロキサンの硬化膜からなり、光学フィルムを、流れ方向に平行な長さ５０ｍｍの短辺と、流れ方向と直交する幅方向に平行な長さ１５０ｍｍの長辺とを有する長方形にカットし、カットしたサンプルを平坦面上に載置したときに、一方の短辺の両端間の距離と他方の短辺の両端間の距離との平均値が１８ｍｍ以上であるものである。
　また、本発明に係るディスプレイ部材及びディスプレイ装置は、上記の光学フィルムを備えるものである。
　本発明によれば、高屈曲性と高硬度とを両立し、カールが低減された光学フィルムを提供できる。
図１は、実施形態に係るディスプレイ装置の概略構成を示す断面図である。 図２は、図１に示した光学フィルムの層構成を示す断面図である。 図３は、光学フィルムのカール測定方法の説明図である。
　図１は、実施形態に係るディスプレイ装置の概略構成を示す断面図であり、図２は、図１に示した光学フィルムの層構成を示す断面図である。
　ディスプレイ装置１０は、表示パネル４の表示面側に、円偏光板３、樹脂フィルム２及び光学フィルム１をこの順に備える。表示パネル４として、有機ＥＬパネルやマイクロＬＥＤ等の自発光型のパネルを好適に使用することができる。円偏光板３は、線偏光板と１／４波長板とから構成され、表示パネル４に入射した外交の反射を抑制するために設けられる。樹脂フィルム２は、例えば、ディスプレイ装置１０の表面の硬度を向上させるために設けられるものである。樹脂フィルム２の材料は特に限定されないが、例えば、ポリイミドを好適に使用することができる。ただし、樹脂フィルム２は省略しても良い。
　ディスプレイ装置１０を構成する表示パネル４、円偏光板３、樹脂フィルム２及び光学フィルム１は、いずれも樹脂フィルムを基材として構成されており、ディスプレイ装置１０は折り曲げ可能である。折り曲げ可能なディスプレイ装置１０を、ヒンジを介して折りたたみ可能に構成された本体部に取り付けることにより、折りたたみ可能な携帯端末を構成することができる。
　光学フィルム１は、ディスプレイ装置１０の最表面に設けられる保護フィルムであり、カバーガラスの機能を代替するものである。光学フィルム１は、図２に示すように、基材５の一方面にハードコート層６を積層することにより構成され、屈曲性を有する。
　基材５は、透明なポリイミドのフィルムであり、ポリイミドの優れた機械強度により、繰り返しの折り曲げに対して耐久性を有する。基材５の厚みは特に限定されないが、２０～８０μｍとすることが好ましい。
　ハードコート層６は、光学フィルム１に硬度を付与するための機能層である。ハードコート層６は、カチオン性重合性有機官能基とシロキサン結合とを有するポリシロキサンをカチオン重合させた硬化膜からなる。本実施形態に係る光学フィルム１は、折り曲げ可能なディスプレイ装置１０の保護フィルムとして用いられるため、ハードコート層６には、硬度と屈曲性の両方が必要である。
　ここで、ハードコート層を重合性の有機化合物で形成した場合、屈曲性を有する光学フィルムを得ることは可能であるが、ハードコート層の硬度が不足しやすい。硬度を補うためにハードコート層の膜厚を厚くすると、折り曲げた際にハードコート層が割れやすくなり屈曲性が低下することに加え、得られる光学フィルムのカールが大きくなり、光学フィルムの製造工程で不具合が生じる可能性が高くなる。したがって、ハードコート層を重合性の有機化合物で形成した場合は、表面硬度、屈曲性及び低カール性を兼ね備えた光学フィルムを得ることが難しい。また、ハードコート層を無機化合物で形成した場合、表面硬度は高くなるが、ハードコート層が割れやすく、屈曲性が得られない。
　本実施形態では、ハードコート層６をカチオン重合性の有機官能基と、シロキサン結合とを有する有機無機複合材料により形成するため、有機官能基同士が重合した有機構造部分により、屈曲させるために必要な柔軟性が発現すると共に、シロキサン結合からなる無機構造部分により、保護フィルムとして必要な硬度が発現する。
　ポリシロキサンは、シロキサン結合を骨格とするオリゴマーであり、構成単位として、ケイ素原子に有機官能基が３つ結合したＭ単位、ケイ素原子に有機官能基が２つ結合したＤ単位、ケイ素原子に有機官能基が１つ結合したＴ単位、ケイ素原子に結合した有機官能基がないＱ単位とがある。本実施形態に係るハードコート層６の形成材料としては、例えば、Ｔ単位を含むネットワーク構造のポリシロキサンを用いることができる。ポリシロキサンが有するカチオン重合性の有機官能基としては、例えば、３－グリシドキシプロピル基等のグリシジル基や、２－（３，４エポキシ）シクロヘキシルエチル基等の脂環式エポキシ基等の環状エーテル基やビニル基を挙げることができる。
　ハードコート層６は、カチオン重合性の有機官能基を有するポリシロキサンと、熱カチオン重合開始剤または光カチオン重合開始剤とを含む塗液をポリイミドの基材５に塗布し、加熱または光（紫外線）照射を行うことにより塗膜を硬化させることにより形成することができる。ハードコート層形成用塗液には、必要に応じて、溶剤や硬化促進剤、その他の添加剤を配合しても良い。ラジカル重合では重合反応が急速に進むため、塗膜の硬化に伴ってカールが発生しやすい。光学フィルム１のカールが大きくなり過ぎると、光学フィルムの製造工程における機械適性が悪化し、破断等の不具合を生じる可能性がある。また、光学フィルム１のカールが大きすぎると、円偏光板への貼り合わせる時にも問題が生じる可能性がある。ハードコート層６をカチオン重合で硬化させる場合、重合反応の進行が遅い代わりに、カールを抑制することができる。
　図３は、光学フィルムのカール測定方法の説明図である。
　まず、本実施形態に係る光学フィルム１を、流れ方向（ＭＤ方向）に平行な長さ５０ｍｍの短辺と、流れ方向と直交する幅方向（ＴＤ）に平行な長さ１５０ｍｍの長辺とを有する長方形にカットする。次に、カットしたサンプルを、図３に示すように、平坦面上（平坦な作業台上に敷いたクリーンペーパー上）に載置する。本実施形態に係る光学フィルム１は、一方の短辺の両端間の距離Ａと他方の短辺の両端間の距離Ｂとの平均値が１８ｍｍ以上であるものである。距離Ａ及びＢの平均値が１８ｍｍ以上であれば、カールが抑制され、光学フィルム１の製造工程やディスプレイ装置１０の製造工程におけるカールの影響を低減することができる。距離Ａ及びＢの平均値が１８ｍｍを下回ると、カットしたサンプルが筒状に丸まってしまう程度にカールが大きくなり、光学フィルム１の製造工程やディスプレイ装置１０の製造工程における機械適性が悪化する。
　ハードコート層６の厚み（硬化後）は、５～３０μｍであることが好ましい。ハードコート層６の厚みが５μｍを下回ると、表面硬度が不足する可能性がある。また、ハードコート層６の厚みが３０μｍを超えると、光学フィルム１の折り曲げを繰り返すことによりハードコート層６が割れやすくなり屈曲性が悪化する可能性がある。したがって、表面硬度と屈曲性を両立する上で、ハードコート層６の厚みを上記範囲内とすることが好ましい。
　本実施形態に係る光学フィルム１は、ポリイミドの基材５上に、有機官能基由来の構成単位と、シロキサン結合からなる無機の構成単位とを兼ね備えたハードコート層６を備えるため、ハードコート層６は、有機の構成単位に由来する柔軟性と、無機の構成単位に由来する表面硬度とを有する。したがって、本実施形態に係る光学フィルム１は、折り畳み可能な表示画面を有するディスプレイ装置（携帯端末）の保護フィルムとして好適である。
　尚、本実施形態に係る光学フィルム１は、ディスプレイ装置を構成するためのディスプレイ部材を構成しても良い。ディスプレイ部材の例としては、光学フィルム１の基材５の裏面（ハードコート層６とは反対側の面）に粘着剤を積層した構成や、光学フィルム１の基材５の裏面に他の樹脂フィルムを貼り合わせた構成や、光学フィルム１の基材５の裏面側に円偏光板を貼り合わせた構成等が挙げられる。
　以下、本発明を具体的に実施した実施例を説明する。
　（材料）
　基材として厚み５０μｍのポリイミドフィルムを使用した。また、ハードコート層形成用塗液として、以下の組成物を使用した。
　＜ハードコート層形成用塗液１：有機化合物系＞
　ウレタンアクリレート３０質量部、ジメチルカーボネート９質量部、アクリル酸エステル化合物９質量部を含有する主剤に、ラジカル重合開始剤２質量部、溶剤（酢酸メチル、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）の混合溶剤）５０質量部を混合して、ハードコート層形成用塗液１を調製した。
　＜ハードコート層形成用塗液２：無機化合物系＞
　ウレタンアクリレート２８質量部、シリカ・アルミナ等無機分散液２０質量部を含有する主剤に、ラジカル重合開始剤２質量部、溶剤（酢酸メチル、ＤＭＣ、ＭＩＢＫの混合溶剤）５０質量部を混合して、ハードコート層形成用塗液２を調製した。
　＜ハードコート層形成用塗液３：有機無機複合化合物系＞
　ケイ素原子１個当たり、２－（３，４エポキシ）シクロヘキシルエチル基を有するＴ単位を構成単位とするポリシロキサン４８質量部、ラジカル重合開始剤２質量部、溶剤（酢酸エチル、ＭＩＢＫの混合溶剤）５０質量部を混合して、ハードコート層形成用塗液３を調製した。
　＜ハードコート層形成用塗液４：有機無機複合化合物系＞
　ケイ素原子１個当たり、２－（３，４エポキシ）シクロヘキシルエチル基を有するＴ単位を構成単位とするポリシロキサン４８質量部、カチオン重合開始剤２質量部、溶剤（酢酸エチル、ＭＩＢＫの混合溶剤）５０質量部を混合して、ハードコート層形成用塗液４を調製した。
　（実施例１～３）
　バーコーターを用いて、基材の一方面に、表１に示すハードコート層形成用塗液を硬化後のハードコート層が表１に記載の厚みとなる膜厚で塗布した。乾燥炉において４０～１００℃にて３０～６０秒間塗膜を乾燥させて溶剤を除去した。その後、紫外線を照射して塗膜を硬化させた後、１００℃で２時間加熱（後加熱処理）を行い、実施例１～３に係る光学フィルムを作製した。
　（比較例１～６）
　紫外線照射による塗膜硬化後に、後加熱処理を行わなかったことを除き、実施例１～３と同様の手順を行い、比較例１～６に係る光学フィルムを作製した。
　実施例１～３及び比較例１～６に係る光学フィルムについて、鉛筆硬度、屈曲性及びカールを評価した。評価方法及び評価基準は以下の通りである。
　＜鉛筆硬度＞
　ＪＩＳ　Ｋ５６００（４．９Ｎ荷重）に基づき、鉛筆引っかき試験機（ＨＡ－３０１、テスター産業株式会社）を用いて、ハードコート層表面の鉛筆硬度を測定した。測定した鉛筆硬度が７Ｈ以上の場合に表面硬度が十分であると判定した。
　＜屈曲性＞
　屈曲性は、ユアサシステム機器株式会社製　Ｕ字型無負荷屈曲試験機を用いて評価した。８０ｍｍ（流れ方向）×３０ｍｍ（幅方向）にカットした光学フィルムのサンプルを測定治具に取り付け、ハードコート層を内側として２０万回の繰り返し折り曲げ試験を行った。試験後、屈曲させた部分を目視及び顕微鏡で観察し、ハードコート層に外観上の変化
がなかった場合をＯＫとし、クラック等の破壊箇所が観察された場合をＮＧとした。
　＜カール＞
　５０ｍｍ（流れ方向）×１５０ｍｍ（幅方向）に光学フィルムをカットし、カットしたサンプルを、平坦な作業台上に敷いたクリーンペーパー上に載置した（図３参照）。載置したサンプルの一方の短辺の両端間の距離Ａと他方の短辺の両端間の距離Ｂとを測定し、距離Ａ及びＢの平均値をカールの評価値とした。カールの評価値が１８ｍｍ以上である場合にカールが抑制されていると判定した。尚、カールが大きく、サンプルが筒状に丸まった場合は、筒状に丸まったサンプルの直径を評価値とした。
　表１に、実施例１～３及び比較例１～６におけるハードコート層の材料、硬化方法、ハードコート層の厚みと、鉛筆硬度、屈曲性及びカールの評価値を併せて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　実施例１～３に係る光学フィルムは、表面硬度及び屈曲性に優れており、折り畳み可能なディスプレイ装置の保護フィルムに適した性能を有していた。また、実施例１～３に係る光学フィルムは、カールも殆どなく、製造工程における機械適性にも優れていることが確認された。
　これに対して、比較例１及び２に係る光学フィルムは、実施例１～３と比べて、表面硬度が劣っていた。また、比較例１及び２の対比から分かるように、有機化合物を材料としたハードコート層の厚みを厚くすれば、鉛筆硬度を向上できるが、屈曲性が低下し、カールも悪化した。
　また、比較例３及び４に係る光学フィルムは、無機化合物を用いてハードコート層を形成したことにより、実施例と同程度の高い表面硬度を有していたが、屈曲性が不十分であり、カールも大きかった。
　比較例５及び６に係る光学フィルムは、実施例と同じ有機無機複合材料（ポリシロキサン）を用いたが、ハードコート層をラジカル重合で硬化させたため、硬化が急速に進行するのに伴ってカールが大きくなった。
　本発明は、ディスプレイ装置の最表面に設ける保護用の光学フィルムとして利用でき、特に、折りたたみ可能な表示画面を有するディスプレイ装置の光学フィルムとして好適である。
１　光学フィルム
２　樹脂フィルム
３　円偏光板
４　表示パネル
５　基材
６　ハードコート層

Claims (6)

  1. 　ポリイミドの基材上に、ハードコート層が積層された光学フィルムであって、
    　前記ハードコート層が、カチオン重合性の有機官能基を有するポリシロキサンの硬化膜からなり、
    　前記光学フィルムを、流れ方向に平行な長さ５０ｍｍの短辺と、流れ方向と直交する幅方向に平行な長さ１５０ｍｍの長辺とを有する長方形にカットし、カットしたサンプルを平坦面上に載置したときに、一方の短辺の両端間の距離と他方の短辺の両端間の距離との平均値が１８ｍｍ以上である、光学フィルム。
  2. 　前記有機官能基がエポキシ基を含む、請求項１に記載の光学フィルム。
  3. 　前記基材の厚みが２０～８０μｍであり、
    　前記ハードコート層の厚みが５～３０μｍである、請求項１または２に記載の光学フィルム。
  4. 　請求項１～３のいずれかに記載の光学フィルムを有するディスプレイ部材。
  5. 　表示パネル上に、円偏光板と、請求項１～３のいずれかに記載の光学フィルムとが設けられた、ディスプレイ装置。
  6. 　前記円偏光板と前記光学フィルムとの間に、更に、樹脂フィルムが設けられる、請求項５に記載のディスプレイ装置。
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