特許第6248512号(P6248512)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特許6248512ハードコートフィルム、ハードコートフィルム付偏光板および透過型液晶ディスプレイ
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6248512
(24)【登録日】2017年12月1日
(45)【発行日】2017年12月20日
(54)【発明の名称】ハードコートフィルム、ハードコートフィルム付偏光板および透過型液晶ディスプレイ
(51)【国際特許分類】
   G02B 1/14 20150101AFI20171211BHJP
   G02B 5/30 20060101ALI20171211BHJP
   G02F 1/1335 20060101ALI20171211BHJP
   B32B 7/02 20060101ALI20171211BHJP
【FI】
   G02B1/14
   G02B5/30
   G02F1/1335 510
   B32B7/02 101
【請求項の数】3
【全頁数】14
(21)【出願番号】特願2013-204399(P2013-204399)
(22)【出願日】2013年9月30日
(65)【公開番号】特開2015-69071(P2015-69071A)
(43)【公開日】2015年4月13日
【審査請求日】2016年8月23日
(73)【特許権者】
【識別番号】000003193
【氏名又は名称】凸版印刷株式会社
(72)【発明者】
【氏名】薮原 靖史
(72)【発明者】
【氏名】緒方 啓介
(72)【発明者】
【氏名】大中 希
(72)【発明者】
【氏名】大久保 航
【審査官】 井上 徹
(56)【参考文献】
【文献】 特開2013−095108(JP,A)
【文献】 特開2012−073377(JP,A)
【文献】 特開2009−139658(JP,A)
【文献】 特開2010−134034(JP,A)
【文献】 特開2010−078642(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G02B 1/10−1/18
G02B 5/30
B32B 1/00−43/00
G02F 1/1335
G09F 9/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
透明基材の一方の面に、電離放射線硬化型樹脂と光重合開始剤と溶剤とを含有するハードコート層形成用組成物から形成されたハードコート層と低屈折率層を有する反射防止機能付きハードコートフィルムであって、
前記電離放射線硬化型樹脂は、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート及びウレタンアクリレートを含有し、
前記ハードコート層の炭素−炭素二重結合の赤外分光スペクトルピーク面積P1(炭素−炭素二重結合P1範囲:1654〜1781cm−1と、炭素―酸素二重結合の赤外分光スペクトルピーク面積P2(炭素−酸素二重結合P2範囲:1374〜1427cm−1の比率(P1/P2)が0.06〜0.09の範囲であり、
前記ハードコート層表面から深さ50nmに位置する領域の超微小押し込み硬度(圧子:先端曲率半径100nm、稜角度80°の三角錐圧子、押し込み速度=2.0nm/s)0.42〜0.60GPaの範囲であることを特徴とする反射防止機能付きハードコートフィルム。
【請求項2】
請求項1に記載のハードコートフィルムを構成する前記透明基材の他方の面側に偏光板を備えたことを特徴とするハードコートフィルム付偏光板。
【請求項3】
請求項2に記載のハードコートフィルム付偏光板を具備したことを特徴とする透過型液晶ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、優れたハードコート性、透明性、耐擦傷性、耐ブロッキング性を備え、さらにリコート性に優れ、該ハードコート層上に他機能性層などを積層しても、上層との密着性にも優れたハードコートフィルム、ならびに該ハードコートフィルムを使用したハードコートフィルム付偏光板および透過型液晶ディスプレイに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、各種ディスプレイに用いられる透明基材に硬度を付帯させる為にアクリル系UV樹脂等をコーティングし、ハードコート性を付帯させる方法が用いられてきた。また、これらのハードコートフィルムは表面上に導電性層や反射防止層など機能性層を積層することで機能性を付与しつつハードコート性を発現させる方法も提案されている。
【0003】
しかし、ハードコート性を向上させるために、ハードコート表面を硬化させすぎてしまうと、ハードコート層の柔軟性が弱くなり、フィルムを曲げた際にクラック(亀裂)が発生してしまったり、ハードコートフィルム上に機能性層を積層する際に、各層の密着性が劣化してしまうという問題点がある。
【0004】
また、ハードコートフィルムを保管する際やハードコート層上に機能性層を積層する際などにロール状に巻いた状態にしていると、ブロッキング(貼り付き)が発生してしまい、剥離する際にフィルム表面が荒れてしまう。そこで、このようなブロッキングの改良法としては、フィルムの両端にテープ等のスペーサーを挟む方法や、フィルム表面に微細な凹凸を付与する方法等がある。
【0005】
ハードコート層と上層との密着性の向上としてハードコート層を形成させた後に、アルカリ処理を行い、ハードコート層の表面を改質させる方法などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2003−045234号公報
【特許文献2】特開2005−144858号公報
【特許文献3】特開2012−27401号公報
【特許文献4】特開2012−133079号公報
【特許文献5】特開2005−288286号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかし、これらの方法では、フィルム加工時にハードコート層表面を改質する工程やテープを除去する工程が煩雑であるほか、フィルム表面に微細な凹凸を付与することによりフィルムの透明性が劣化するという問題が発生する。
【0008】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、ハードコート層が優れたハードコート性、透明性、耐擦傷性、耐ブロッキング性を有し、さらにハードコート層上に密着性に優れた機能性層を積層したハードコートフィルムと、このフィルムを具備したハードコートフィルム付偏光板および透過型液晶ディスプレイの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の請求項1に係る発明は、透明基材の一方の面に、電離放射線硬化型樹脂と光重合開始剤と溶剤とを含有するハードコート層形成用組成物から形成されたハードコート層と低屈折率層を有する反射防止機能付きハードコートフィルムであって、
前記電離放射線硬化型樹脂は、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート及びウレタンアクリレートを含有し、
前記ハードコート層の炭素−炭素二重結合の赤外分光スペクトルピーク面積P1(炭素−炭素二重結合P1範囲:1654〜1781cm−1と、炭素―酸素二重結合の赤外分光スペクトルピーク面積P2(炭素−酸素二重結合P2範囲:1374〜1427cm−1の比率(P1/P2)が0.06〜0.09の範囲であり、
前記ハードコート層表面から深さ50nmに位置する領域の超微小押し込み硬度(圧子:先端曲率半径100nm、稜角度80°の三角錐圧子、押し込み速度=2.0nm/s)0.42〜0.60GPaの範囲であることを特徴とする反射防止機能付きハードコートフィルムである。
【0010】
また、請求項2に係る発明は、請求項1に記載のハードコートフィルムを構成する前記透明基材の他方の面側に偏光板を備えたことを特徴とするハードコートフィルム付偏光板である。
【0011】
また、請求項3に係る発明は、請求項2に記載のハードコートフィルム付偏光板を具備したことを特徴とする透過型液晶ディスプレイである。
【発明の効果】
【0012】
本発明の請求項1の発明によれば、前記ハードコート層の炭素−炭素二重結合の赤外分光スペクトルピーク面積P1と、炭素―酸素二重結合の赤外分光スペクトルピーク面積P2の比率(P1/P2)を0.05〜0.10の範囲とすることにより、重合と架橋等による三次元構造を形成し、硬度と柔軟性のバランスのとれたハードコート層を得ることができる。また、硬化後のハードコート層の表面には活性種が適度に残存していることで、塗工性や密着性を損ねることなくハードコート層上に機能性層を積層することができる。
【0013】
また、前記ハードコート層の表面から深さ50nmに位置する領域の超微小押し込み硬度を0.40〜1.0GPaの範囲とすることにより、高い硬度の保持と同時に透明基材とハードコート層との密着性を高めることができる。
【0014】
このように、本発明によれば、優れたハードコート性、透明性、耐擦傷性、耐ブロッキング性を備えハードコートフィルムが得られる。また、ハードコート層に残存する活性種により密着性に優れた機能性層を積層することができ、機能性を有するハードコートフィルム付偏光板や透過型液晶ディスプレイを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】本発明に係るハードコートフィルムの一実施形態を示す概略断面図。
図2】本発明に係るハードコートフィルム付偏光板の一実施形態を示す概略断面図。
図3】本発明に係るハードコートフィルム付偏光板を具備した透過型液晶ディスプレイを示す概略断面図。
図4】本発明に係るハードコートフィルム付偏光板を具備した透過型液晶ディスプレイを示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明について、図面を参照して説明する。
【0017】
図1は本発明に係るハードコートフィルムの一実施形態を示し、具体的には、透明基材11の一方の面に、電離放射線硬化型樹脂と光重合開始剤と溶剤とを含有するハードコート層形成用組成物から形成されたハードコート層12を有するハードコートフィルム1である。
【0018】
前記透明基材11としては、種々の有機高分子からなるフィルムを用いることができる
。例えば、ディスプレイ等の光学部材に通常使用される基材を用いることができる。透明基材11としては、透明性や光の屈折率等の光学特性、さらには耐衝撃性、耐熱性、耐久性等の諸物性を考慮して、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系、トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、セロファン等のセルロース系、6−ナイロン、6,6−ナイロン等のポリアミド系、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、エチレンビニルアルコール等の有機高分子からなるものを用いることができる。特に、トリアセチルセルロースフィルム等のセルロース系フィルムを好適に用いることができる。セルロース系フィルムは、複屈折が少なく、透明性、屈折率、分散等の光学特性、さらには耐衝撃性、耐熱性、耐久性等の諸物性に優れている。さらに、セルロース系フィルムは、溶剤によって容易に溶解または膨潤するので、最も好ましく用いられる。
【0019】
前記透明基材11には、各種安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤、酸化防止剤、難燃剤等を添加してもよい。また、透明基材11の厚さは特に限定されるものではないが、ハンドリングや経済性から20μm以上、200μm以下が好ましい。ただし、透明基材11として、トリアセチルセルロースフィルムを用いる場合には、透明基材11の厚さは、40μm以上、80μm以下が好ましい。
【0020】
本発明に係るハードコート層12は、電離放射線硬化型樹脂と光重合開始剤と該透明基材を溶解または膨潤させる溶剤とを含むハードコート層形成用組成物を用いて、塗工、乾燥、電離放射線照射を経て硬化することで形成することができる。
【0021】
前記ハードコート層形成用組成物は、電離放射線硬化型樹脂としてアクリル系材料を含んでいることが好ましい。アクリル系材料としては、多価アルコールの(メタ)アクリル酸エステルのような単官能または多官能の(メタ)アクリレート化合物、ジイソシアネートと多価アルコールおよび(メタ)アクリル酸のヒドロキシエステル等から合成されるような多官能のウレタン(メタ)アクリレート化合物を使用することができる。また、これらの他にも、電離放射線硬化型材料として、アクリレート系の官能基を有するポリエーテル樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、アルキッド樹脂、スピロアセタール樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリチオールポリエン樹脂等を使用することができる。
【0022】
なお、本発明において、「(メタ)アクリル」とは、「アクリル」と「メタクリル」の両方を示し、「(メタ)アクリレート」とは「アクリレート」と「メタクリレート」の両方を示し、「(メタ)アクリロイル」とは、「アクリロイル」と「メタクリロイル」の両方を示している。例えば、「ウレタン(メタ)アクリレート」は「ウレタンアクリレート」と「ウレタンメタクリレート」の両方を示している。
【0023】
単官能の(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルフォリン、N−ビニルピロリドン、テトラヒドロフルフリールアクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)アクリレート、リン酸(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性リン酸(メタ)アクリレート、フェノキシ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性フェノキシ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性フェノキシ(メタ)アクリレート、ノニルフェノール(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロハイドロゲンフタレート、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフタレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、ヘキサフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、2−アダマンタンおよびアダマンタンジオールから誘導される1価のモノ(メタ)アクリレートを有するアダマンチルアクリレート等のアダマンタン誘導体モノ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0024】
2官能の(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等のジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0025】
3官能以上の(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス2−ヒドロキシエチルイソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート等のトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等の3官能の(メタ)アクリレート化合物や、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンヘキサ(メタ)アクリレート等の3官能以上の多官能(メタ)アクリレート化合物や、これら(メタ)アクリレートの一部をアルキル基やε−カプロラクトンで置換した多官能(メタ)アクリレート化合物等が挙げられる。
【0026】
アクリル系材料の中でも、所望する分子量、分子構造を設計することができ、形成されるハードコート層12の物性のバランスを容易にとることが可能であるといった理由から、多官能ウレタンアクリレートを好適に用いることができる。ウレタンアクリレートは、多価アルコール、多価イソシアネートおよび水酸基含有アクリレートを反応させることによって得られる。
【0027】
ハードコート層形成用組成物に含まれる溶剤としては、透明基材11を溶解または膨潤
させる溶剤が好ましい。溶剤が透明基材11を溶解または膨潤させることにより、ハードコート層形成用組成物が透明基材11の表面から内部に浸透し易くなり、透明基材11とハードコート層12との密着性を向上させることができる。
【0028】
またさらには、透明基材11の表層近傍で透明基材11の樹脂成分とハードコート層12の樹脂成分とが混在した層が形成され、この層の作用により透明基材11とハードコート層12との屈折率を傾斜させることができ、干渉ムラの発生を防ぐことができる。
【0029】
透明基材11としてセルロース系フィルムを用いた場合、セルロース系フィルム表面を溶解または膨潤させる溶剤としては、例えば、ジブチルエーテル、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、プロピレンオキシド、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、1,3,5−トリオキサン、テトラヒドロフラン、アニソールおよびフェネトール等のエーテル類、またアセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、およびメチルシクロヘキサノン等のケトン類、また蟻酸エチル、蟻酸プロピル、蟻酸n−ペンチル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン醸エチル、酢酸n−ペンチル、およびγ−プチロラクトン等のエステル類、さらにメチルセロソルブ、セロソルブ、ブチルセロソルブ、セロソルブアセテート等のセロソルブ類が挙げられ、これらを単独で、もしくは2種類以上組み合わせて用いることができる。また、酢酸メチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン、アセチルアセトン、アセトンおよびシクロヘキサノンの少なくとも1種類を用いることが好ましい。
【0030】
光重合開始剤としては、例えば、2,2−エトキシアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、ジベンゾイル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、p−クロロベンゾフェノン、p−メトキシベンゾフェノン、ミヒラーケトン、アセトフェノン、2−クロロチオキサントン等が挙げられる。これらを単独、もしくは2種類以上合わせて用いても良い。
【0031】
光増感剤としては、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、2−ジメチルアミノエタノール等の3級アミン、トリフェニルホスフィン等のアルキルフォスフィン系、β−チオジグリコール等のチオエーテル系をあげることが出来、これらを1種類あるいは2種類以上を混合して使用することもできる。
【0032】
ハードコート層形成用組成物にレベリング剤を用いることが望ましい。レベリング剤の中でもアクリル系レベリング剤を用いることが最も好ましい。レベリング剤を用いることでハードコート層形成時に発生し得る、膜厚ムラや塗液ハジキなどの欠陥を防止することができる。また、アクリル系レベリング剤を用いることで、フッ素系やシリコーン系のレベリング剤を用いた場合よりもハードコート層上に機能性層などを積層する場合のリコート性、ハードコート層と機能性層との密着性の劣化を防ぐことができる。
【0033】
また、ハードコート層12に四級アンモニウムカチオンや導電性金属微粒子等を添加し、ハードコート層12に導電性を付与しても構わない。
【0034】
ハードコート層形成用組成物の塗工方法としては、ディップコーティング法、スピンコーティング法、フローコーティング法、スプレーコーティング法、ロールコーティング法、グラビアロールコーティング法、エアドクターコーティング法、プレードコーティング法、ワイヤードクターコーティング法、ナイフコーティング法、リバースコーティング法、トランスファロールコーティング法、マイクログラビアコーティング法、キスコーティング法、キャストコーティング法、スロットオリフィスコーティング法、カレンダーコーティング法、ダイコーティング法等を採用することができる。中でも特に、均一な薄膜層を形成する場合にはマイクログラビアコーティング法が好ましく、また、厚膜層を形成する必要がある場合にはダイコーティング法が好ましい。
【0035】
ハードコート層形成用組成物の塗工後の硬化方法としては、電子線照射や紫外線照射方法を使用することができる。例えば、紫外線照射方法では、高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、フュージョンランプ等を使用することができる。紫外線照射量は、通常100〜800mJ/cmであることが好ましい。
【0036】
ハードコート層12の膜厚は、3μm以上であれば十分な強度となるが、塗工精度、取扱いの点から、5μm以上、10μm以下の範囲であることが好ましい。ハードコート層12の膜厚が10μmを超えると、硬化収縮による透明基材11の反り、ゆがみ、折れが発生する虞がある。また、ハードコート層12の膜厚が5μm以上、7μm以下の範囲であると、ハードコート層12としては非常に好ましい。
【0037】
ハードコート層12の構成する炭素―炭素二重結合の赤外分光スペクトルピーク面積P1と炭素―酸素二重結合の赤外分光スペクトルピーク面積P2の比率(P1/P2)は0.05以上0.10以下であることが好ましい。P1/P2が0.05未満である場合、硬化収縮によるシワが悪化し、また機能性層などを積層した場合、ハードコート層と機能性層との密着性が悪くなり、機能性層の剥がれや傷付きなどが発生してしまう。また、P1/P2が0.10より高い場合、ハードコート層12の硬化不足により、ハードコート性が劣化してしまう。
【0038】
また、得られたハードコート層12の表面より深さ50nm部分の超微小押し込み硬度が0.40〜1.0GPaの範囲にあることが好ましい。ハードコート層表面より深さ50nm部分の超微小押し込み硬度が0.40GPaに満たない場合、フィルムを重ねた際、ブロッキングが発生してしまう。これはフィルムの透明性を上げるために施したハードコート層表面の平滑さに加え、ハードコート層表面の柔軟性により、ハードコート層とハードコート層裏面の透明基材の密着性が良いことに起因される。また、ハードコート層表面の硬度不足により耐擦傷性も弱くなってしまう。一方、ハードコート層表面より深さ50nm部分の超微小押し込み硬度が1.0GPaを超える場合、ハードコート層表面の柔軟性がなくなり、フィルムを曲げた際にクラック(亀裂)が入り易くなってしまう。
【0039】
本発明のハードコートフィルム1はハードコート層12の上側に機能性層を設けることができる。機能性層としては反射防止層、帯電防止層、防眩層、電磁波遮蔽層、赤外線吸収層、紫外線吸収層、色補正層などが挙げられる。これらの機能性層の形成方法としては、それぞれの機能性層形成用組成物を塗工して得るウェットコーティング法が望ましい。ウェットコーティング法によれば、ハードコート層の表層近傍における溶剤の介在により、炭素―炭素二重結合と機能性層とが結合することができ、優れた密着性を付与することができる。
【0040】
ハードコートフィルム1は、ディスプレイ部材、画像装置の一部として好適に用いることができる。以下、その応用例として、ハードコートフィルム付偏光板の一実施形態について図2に基づき説明する。
【0041】
図2に示すように、ハードコートフィルム付偏光板200は、ハードコートフィルム1と偏光板2とを備えている。具体的には、ハードコートフィルム1を構成する透明基材11のハードコート層12が形成されていない面側に、偏光層23および透明基材21からなる偏光板2が配置されている。すなわち、透明基材11の一方の面(図2では上面)に、透明基材11側に、ハードコート層12が積層されており、透明基材11のもう一方の面(図2では下面)に、透明基材11側から順に、偏光層23および透明基材21が積層されている。なお、これら偏光層23および透明基材21は、特定に限定されるものではなく、通常、反射防止フィルム付偏光板に用いられるものを適宜用いることができる。
【0042】
次に、前記ハードコートフィルム付偏光板を具備した透過型液晶ディスプレイの一実施形態について、以下に説明する。
【0043】
図3に示すように、透過型液晶ディスプレイ300は、ハードコートフィルム付偏光板200aと、液晶セル3と、偏光板4と、バックライトユニット5とを備え、該ハードコートフィルム付偏光板200aにおいて、ハードコートフィルム1が形成されている面とは反対の面側に、液晶セル3と、偏光板4と、バックライトユニット5とがこの順に保持されている。
【0044】
液晶セル3は、ハードコートフィルム付偏光板200aにおいて、透明基材11に対してハードコート層12が形成された側とは反対側に保持されている。ハードコートフィルム付偏光板200aは、ハードコートフィルム1と、該ハードコートフィルム1の透明基材11側に偏光板2aを備えている。偏光板2aは、透明基材11側から順に、透明基材22と偏光層23と透明基材21とが積層されたものである。液晶セル3は、ハードコートフィルム付偏光板200aのハードコート層12が形成されている面とは反対の面側、すなわち、透明基材21側に保持されている。このとき、透過型液晶ディスプレイ300において、ハードコートフィルム1側が観察側、すなわち、ディスプレイ表面となる。
【0045】
透過型液晶ディスプレイ300は、ハードコートフィルム1の透明基材11と、偏光板2aの透明基材22とを別々に備える。
【0046】
バックライトユニット5は、光源と光拡散板と(図示しない)を備える。液晶セル3は、図示しないが、一方の透明基材に電極が設けられ、もう一方の透明基材に電極およびカラーフィルタを備えており、両電極間に液晶が封入された構造となっている。液晶セル3を挟むように設けられる偏光板2aにおいては、透明基材21と、透明基材22との間に偏光層23が挟持され、偏光板4においては、透明基材41と、透明基材42との間に偏光層43が挟持された構造となっている。
【0047】
また、本発明に係る透過型液晶ディスプレイは、図4に示すような(図3とは異なる)ハードコートフィルム付偏光板200を備えた形態も可能である。
【0048】
図4に示す透過型液晶ディスプレイ400は、ハードコートフィルム付偏光板200と、液晶セル3と、偏光板4と、バックライトユニット5とを備え、該ハードコートフィルム付偏光板200において、ハードコートフィルムが形成されている面とは反対の面側に、液晶セル3と、偏光板4と、バックライトユニット5とがこの順に保持されている。ハードコートフィルム付偏光板200は、ハードコートフィルム1と、該ハードコートフィルム1の透明基材11側に偏光板2を備えている。偏光板2は、透明基材11側から順に、偏光層23と透明基材21とが積層されたものである。液晶セル3は、ハードコートフィルム付偏光板200の低屈折率層14が形成されている面とは反対の面側、すなわち、透明基材21側に保持されている。このとき、透過型液晶ディスプレイ400において、ハードコートフィルム1側が観察側、すなわち、ディスプレイ表面となる。
【0049】
透過型液晶ディスプレイ400は、ハードコートフィルム1のハードコート層12が形成されていない面、すなわち、透明基材11面に、偏光板2として、偏光層23と透明基材22とがこの順に設けられている。
【0050】
透過型液晶ディスプレイ300と同様に、バックライトユニット5は、光源と光拡散板
と(図示しない)を備える。液晶セル3は、図示しないが、一方の透明基材に電極が設けられ、もう一方の透明基材に電極およびカラーフィルタを備えており、両電極間に液晶が封入された構造となっている。液晶セル3を挟むように設けられる偏光板2(ハードコートフィルム付偏光板200の一部)においては透明基材21と、透明基材11との間に偏光層23が挟持され、偏光板4においては、透明基材41と、透明基材42との間に偏光層43が挟持された構造となっている。
【0051】
なお、本発明の透過型液晶ディスプレイ300および400は、他の機能性部材を備えていてもよい。他の機能性部材としては、例えば、バックライトから発せられる光を有効に使うための、拡散フィルム、プリズムシート、輝度向上フィルムや、液晶セルや偏光板の位相差を補償するための位相差フィルム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【実施例】
【0052】
以下、本発明について実施例を基づきより具体的に説明する。
【0053】
<実施例1>
透明基材としては、厚さ80μmのトリアセチルセルロースフィルムを用い、下記組成のハードコート形成用組成物をバーコーティング法により乾燥後の膜厚が5μmになるように塗工、乾燥させた。その後、酸素濃度1000ppmの雰囲気下で高圧水銀灯により300mJ/cmの紫外線を照射してハードコート層を形成し、ハードコートフィルムを作製した。
【0054】
<ハードコート形成用組成物>
ペンタエリスリトールトリアクリレート(PE3A) 15.0重量部
ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PE4A) 15.0質量部
ウレタンアクリレート(UA) 25.0重量部
光重合開始剤 2.0重量部
(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製:イルガキュア184)
レベリング剤 0.1重量部
(ビックケミー・ジャパン社製:BYK−350)
メチルエチルケトン(MEK) 42.9重量部
【0055】
<実施例2>
イルガキュア184(以下、Irg.184と記す)を3.0重量部、MEKを41.9重量部にした以外は、実施例1と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
【0056】
<実施例3>
PE3A量を20.0重量部、UA量を20.0重量部、Irg.184量を5.0重量部、MEK量を39.9重量部、紫外線照射を大気下にした以外は、実施例1と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
【0057】
<実施例4>
Irg.184量を5.0重量部、MEK量を39.9重量部にした以外は、実施例1と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
【0058】
<比較例1>
Irg.184量を0.3重量部、MEK量を44.6重量部、紫外線照射を大気下にした以外は、実施例1と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
【0059】
<比較例2>
PE3A量を5.0重量部、PE4A量を5.0重量部、UA量を45.0重量部、Irg.184量を3.0重量部、MEK量を41.9重量部にした以外は、実施例1と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
【0060】
<比較例3>
PE3A量を25.0重量部、PE4A量を25.0重量部UA量を0重量部、Irg.184量を10.0重量部、MEK量を34.9重量部にした以外は、実施例1と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
【0061】
<比較例4>
Irg.184量を10.0重量部、MEK量を34.9重量部にした以外は、実施例1と同様にしてハードコートフィルムを作製した。
【0062】
なお、実施例1〜4及び比較例1〜4に用いたハードコート層形成用組成物を以下の表1に記す。
【0063】
【表1】
【0064】
次に実施例1〜4及び比較例1〜4で作製したそれぞれのハードコート層の上に、下記組成からなる低屈折率層形成用塗液を用いて、バーコーティング法により乾燥後の膜厚が100nmになるように塗工、乾燥させた。その後、酸素濃度1000ppmの雰囲気下で高圧水銀灯により300mJ/cmの紫外線を照射して、機能性層として低屈折率層を形成した。
【0065】
<低屈折率層形成用組成物>
多孔質シリカ微粒子分散液 32.08重量部
(平均粒子径50nm、固形分20%、溶剤メチルイソブチルケトン)
ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート 1.68重量部
光重合開始剤 0.07重量部
(スペシャリティ・ケミカルズ社製:Irg.184、チバ・)
レベリング剤 0.18重量部
(BYK−UV3500、ビックケミー・ジャパン社製、固形分>97%)
メチルイソブチルケトン(MIBK) 66.00重量部
【0066】
<評価>
実施例1〜4および比較例1〜4で得られたハードコートフィルム及び、低屈折率層をハードコート層上部に積層した反射防止機能付ハードコートフィルムについて、以下の方法で評価を行った。その結果を以下の表2に記す。
【0067】
「赤外分光スペクトル比率評価」
得られたハードコートフィルムについて、日本分光(Jasco)社製:FT/IR−610を用い、ATR法により炭素―炭素二重結合起因のピーク面積(P1)と炭素―酸素二重結合起因のピーク面積(P2)の比率(P1/P2)を測定した。
プリズム:ゲルマニウム
積算回数:16回
分解:4cm−1
炭素―炭素二重結合P1範囲:1654〜1781cm−1
炭素―酸素二重結合P2範囲:1374〜1427cm−1
【0068】
「超微小押し込み硬度」
得られたハードコートフィルムについて、超微小押し込み硬度試験機(MTSシステムズ社製:NanoIndenterSA2)を用い、ハードコート層表面より深さ50nm部分の押し込み硬度を測定した(圧子:先端曲率半径100nm、稜角度80°の三角錐圧子、押し込み速度=2.0nm/s)。
【0069】
「鉛筆硬度試験」
得られたハードコートフィルムについて、クレメンス型引掻き硬度試験機(テスター産業社製:HA−301)を用いて、JIS−K5400−1990に準拠して、ハードコート層表面に500gの荷重をかけた硬度3Hの鉛筆(三菱UNI)によるキズ等の外観変化を目視で評価した。
○:ハードコート層表面にキズが発生していない
×:ハードコート層表面にキズが発生している
【0070】
「耐ブロッキング性」
上記で得られた反射防止機能付きハードコートフィルムを10cm角にカットし、このカットしたフィルムをガラス板上に5枚重ね、50℃で24時間静置した。その後、フィルム面積(100cm)に占めるブロッキング部分の面積を目視にて観察して評価した。判定基準を以下に示す。
○:フィルム面積に占めるブロッキング部分の面積が50%未満である
×:フィルム面積に占めるブロッキング部分の面積が50%以上である
【0071】
「耐擦傷性」
得られた反射防止機能付きハードコートフィルムについて、ハードコートフィルムと機能性層(低屈折率層)との密着性について、スチールウール(日本スチールウール社製:ボンスター#0000)を用いて、荷重250g/cmで10往復擦り、傷の有無を目視にて観察して評価した。判定基準を以下に示す。
○:傷が確認されなかった
×:傷が確認された
【0072】
【表2】
【0073】
<比較結果>
表2にから、実施例1〜4で得られたハードコートフィルム及び反射防止機能付きハードコートフィルムは、優れたハードコート性、透明性、耐擦傷性、耐ブロッキング性を備え、さらにリコート性に優れ、ハードコート層上に機能性層などを積層しても、ハードコート層と機能性層との密着性にも優れる結果を示した。
【0074】
これに対して、比較例1〜2で得られたハードコートフィルム及び反射防止機能付きハードコートフィルムは、鉛筆硬度、耐ブロッキング性が劣り、比較例3〜4で得られた反射防止機能付きハードコートフィルムは、ハードコート層と低屈折率層との密着性が劣る結果を示した。
【産業上の利用可能性】
【0075】
本発明のハードコートフィルムは、例えば、LCD、PDP、CRT、プロジェクションディスプレイ、ELディスプレイ等のディスプレイの表示画面に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【0076】
1・・・・ハードコートフィルム
11、21、22、41、42・・・・透明基材
12・・・・ハードコート層
2、2a・・・・偏光板
23、43・・・・偏光層
200、200a・・・・反射防止フィルム付偏光板
3・・・・液晶セル
300、400・・・・透過型液晶ディスプレイ
4・・・・偏光板
5・・・・バックライトユニット
図1
図2
図3
図4