(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、該基材上に配置される光硬化性コーティング組成物からなる硬化コーティング層とを含む光学硬化膜であって、
前記光硬化性コーティング組成物は、
（１）２０〜６０重量％の１〜３官能のアクリレート系化合物、
（２）４０〜８０重量％のヒドロキシ基又はアミノ基を有する４〜１０官能のオリゴマー、
（３）１〜３０重量％の、シリカ、酸化アルミニウム、硫酸バリウム、二酸化チタンおよびメチルメタクリレートからなる群より選ばれる一種である粒子径５〜５０ｎｍのナノ粒子、および、
（４）０．１〜８重量％の光開始剤からなり、
ただし、前記重量％は、前記（１）に記載の成分と前記（２）に記載の成分の重量の和を基とし、
前記オリゴマーは、シリコーンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレートおよびポリオールアクリレートからなる群より選ばれる一種又はこれらの組成物であり、
前記アクリレート系化合物は、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリルアミド、ジメタクリル酸１,６−ヘキサンジオール、ジアクリル酸１,６−ヘキサンジオール、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートおよびトリメチロールペンタントリメタクリレートからなる群より選ばれる一種又はこれらの組成物であることを特徴とする、光学硬化膜。
【請求項２】
前記粒子径５〜５０ｎｍのナノ粒子は、シリカであることを特徴とする、請求項１に記載の光学硬化膜。
【請求項３】
前記硬化コーティング層の厚さは、２〜１０μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の光学硬化膜。
【請求項４】
基材を提供する工程と、該基材の表面に光硬化性コーティング組成物からなるコーティング層を形成し、該コーティング層を光照射により硬化させて硬化コーティング層を得る工程とを含む光学硬化膜の製造方法であって、
前記光硬化性コーティング組成物は、
（１）２０〜６０重量％の１〜３官能のアクリレート系化合物、
（２）４０〜８０重量％のヒドロキシ基又はアミノ基を有する４〜１０官能のオリゴマー、
（３）１〜３０重量％の、シリカ、酸化アルミニウム、硫酸バリウム、二酸化チタンおよびメチルメタクリレートからなる群より選ばれる一種である粒子径５〜５０ｎｍのナノ粒子、および、
（４）０．１〜８重量％の光開始剤からなり、
ただし、前記重量％は、前記（１）に記載の成分と前記（２）に記載の成分の重量の和を基とし、
前記オリゴマーは、シリコーンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレートおよびポリオールアクリレートからなる群より選ばれる一種又はこれらの組成物であり、
前記アクリレート系化合物は、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリルアミド、ジメタクリル酸１,６−ヘキサンジオール、ジアクリル酸１,６−ヘキサンジオール、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートおよびトリメチロールペンタントリメタクリレートからなる群より選ばれる一種又はこれらの組成物であることを特徴とする、光学硬化膜の製造方法。
【請求項５】
前記粒子径５〜５０ｎｍのナノ粒子は、シリカであることを特徴とする、請求項４に記載の光学硬化膜の製造方法。
【請求項６】
前記硬化コーティング層の厚さは、２〜１０μｍであることを特徴とする、請求項４に記載の光学硬化膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスプレイ技術分野に関し、特に、光学硬化膜およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フラットパネルディスプレイ技術の急速な発展に伴い、ディスプレイデバイスは小型化、軽量化、ハイファイ化する傾向にあり、その中で液晶ディスプレイデバイスおよび有機発光ダイオードが特に注目されている。これらは、低電圧駆動、低消費電力、軽便、高解像度ディスプレイ、大量生産できるという利点があるため、携帯電話、ＰＤＡ、カルキュレーター、デスクトップコンピューター又はポータブルコンピューター、デジタルカメラ、カーナビゲーションシステムなどの分野で広く使用されている。
【０００３】
フラットパネルディスプレイの光学部材の製造技術において、液晶ディスプレイデバイス又は有機発光ダイオードディスプレイデバイスにかかわらず、フラットパネルディスプレイの光学部材の特性に対する要求を満たさせるためには、それぞれの製造過程においてよい光学的性質および物理的性質をもつ光学膜層材料を使用することが必要となる。このような光学膜層材料としては、高透過率、低ヘイズ、高耐引っ掻き性およびより強い耐食性を有することが必要となり、たとえば、タッチパネル液晶ディスプレイデバイスの使用過程において、外界からの頻繁な接触でもディスプレイ界面を傷つけることができなくなる。公開日が２００５年４月２７日であり、出願番号が２００３１０１０１９５０．５であり、名称が「光学コーティング層ラミネートおよびその製造方法」である中国専利は光学コーティング層ラミネートを公開しており、その主要な目的は、基材に光硬化性コーティング組成物を塗布することで、低複屈折、高透過率、低ヘイズ、化学溶剤に対する耐食性を有する光学膜を形成することにある。しかし、この製品は耐引っ掻き性が低く、耐酸・耐アルカリ性が悪いという欠陥を有しているため、タッチパネル液晶ディスプレイデバイスの使用要求を満たすことができなく、光学ディスプレイデバイスの使用寿命を減らすことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記のような先行技術の欠陥を克服するためになされたものであり、高硬度および良い耐酸・耐アルカリ性を有するとともに、高光透過率および良い耐溶剤性を有する光学硬化膜およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明の採用している技術方案は以下のとおりである。
基材と、該基材に塗布される光硬化性コーティング組成物からなる硬化コーティング層とを含む光学硬化膜であって、
上記光硬化性コーティング組成物は、
（１）２０〜６０重量％の１〜３官能のアクリレート系化合物、
（２）４０〜８０重量％のヒドロキシ基又はアミノ基を有する４〜１０官能のオリゴマー、
（３）１〜３０重量％の、シリカ（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）およびメチルメタクリレートからなる群より選ばれる一種である粒子径５〜５０ｎｍのナノ粒子、および、
（４）０．１〜８重量％の光開始剤からなり、
ただし、上記重量％は、上記（１）に記載の成分と上記（２）に記載の成分の重量の和を基とする、光学硬化膜。
【０００６】
上記アクリレート系化合物は、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリルアミド、ジメタクリル酸１,６−ヘキサンジオール、ジアクリル酸１,６−ヘキサンジオール、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールペンタントリメタクリレートおよびトリメチロールプロパンペンタエリスリトールトリアクリレートからなる群より選ばれる一種又はこれらの組成物であることが好ましい。
【０００７】
上記オリゴマーは、ポリウレタンアクリレート、シリコーンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリオールアクリレートなどからなる群より選ばれる一種又はこれらの組成物であることが好ましい。
【０００８】
上記粒子径５〜５０ｎｍのナノ粒子は、シリカであることが好ましい。
上記硬化コーティング層の厚さは、２〜１０μｍであることが好ましい。
【０００９】
また、上記課題を解決するため、本発明は下記の技術方案も採用している。
基材を提供する工程と、該基材の表面に光硬化性コーティング組成物からなるコーティング層を形成し、該コーティング層を光照射により硬化させて硬化コーティング層を得る工程とを含む光学硬化膜の製造方法であって、
上記光硬化性コーティング組成物は、
（１）２０〜６０重量％の１〜３官能のアクリレート系化合物、
（２）４０〜８０重量％のヒドロキシ基又はアミノ基を有する４〜１０官能のオリゴマー、
（３）１〜３０重量％の、シリカ（ＳｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）およびメチルメタクリレートからなる群より選ばれる一種である粒子径５〜５０ｎｍのナノ粒子、および、
（４）０．１〜８重量％の光開始剤からなり、
ただし、上記重量％は、上記（１）に記載の成分と上記（２）に記載の成分の重量の和を基とする、光学硬化膜の製造方法。
【００１０】
上記アクリレート系化合物は、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリルアミド、ジメタクリル酸１,６−ヘキサンジオール、ジアクリル酸１,６−ヘキサンジオール、エチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールペンタントリメタクリレート、トリメチロールプロパンペンタエリスリトールトリアクリレートからなる群より選ばれる一種又はこれらの組成物であることが好ましい。
【００１１】
上記オリゴマーは、ポリウレタンアクリレート、シリコーンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエステルアクリレート、ポリオールアクリレートからなる群より選ばれる一種又はこれらの組成物であることが好ましい。
【００１２】
上記粒子径５〜５０ｎｍのナノ粒子は、シリカであることが好ましい。
上記硬化コーティング層の厚さは、２〜１０μｍであることが好ましい。
【００１３】
上記基材に光硬化性コーティング組成物からなるコーティング層を形成する方法としては、スプレーコーティング法、ディップコーティング法、ワイヤーバーコーティング法、フローコーティング法、スピンコーティング法、スクリーン印刷法またはストリップコーティング法が挙げられる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、先行技術に比べると、アクリレート系化合物およびヒドロキシ基またはアミノ基含有オリゴマーの官能基数に対して選択し、異なる官能基数のアクリレート系化合物と異なる官能基数のヒドロキシ基又はアミノ基含有オリゴマーとの配合比に対して調整することによって、得られる硬化コーティング層によい耐酸・耐アルカリ性および高硬度を付与する。また、本発明は、硬化コーティング層に粒子径５〜５０ｎｍのナノ粒子を使用することによって、硬化コーティング層の硬度を３Ｈ以上（硬度≧３Ｈ）とする。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、具体的な実施例によって本発明をさらに説明する。ただし、本発明はこれらの実施例により限定されない。
【００１６】
＜実施例１＞
１．光硬化性コーティング組成物の製造
ネオペンチルグリコールジアクリレート                                  １００ｇ
トリメチロールプロパントリアクリレート                                １００ｇ
シリコーンテトラアクリレート                                          ７００ｇ
ポリウレタンデカアクリレート                                          １００ｇ
シリカ粒子（粒子径：５０ｎｍ）                                          １０ｇ
２−ベンジル−２−Ｎ,Ｎ−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−１−ブタノン                                                                    １ｇ
太陽光又は紫外光の照射を妨げ、空気の相対湿度が６０％未満である条件下で、混合容器に上記物質を上記のような順序および配合比で逐次加え、一種の成分を加えるごとに１５分間十分に攪拌した。最後に、不純物をろ過して、光硬化性コーティング組成物を得た。
【００１７】
２．光学硬化膜の製造
熱可塑性のあるフレキシブル基材（例えば、ポリエステル膜）を予め用意し、該基材の表面に上記のように調製した光硬化性コーティング組成物をワイヤーバーコーティング法により塗布した。その後、集光型高圧水銀ランプ（２００Ｗ／ｃｍ）を用い、８００ｍｊ／ｃｍ２の照射量で、上記基材に塗布された光硬化性コーティング組成物を照射し硬化させて、基材に硬化層厚さ２μｍの光学硬化膜を形成した。得られた膜の特性を測定し、その結果を表１に示した。
【００１８】
＜参考例２＞
１．光硬化性コーティング組成物の製造
ジメタクリル酸１,６−ヘキサンジオール                                ２００ｇ
ネオペンチルグリコールジアクリレート                                  ２００ｇ
トリメチロールプロパンペンタエリスリトールトリアクリレート            ２００ｇ
ポリウレタンテトラアクリレート                                        ４００ｇ
硫酸バリウム（粒子径：１５ｎｍ）                                      ３００ｇ
光開始剤１８４（ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン）                ８０ｇ
太陽光又は紫外光の照射を妨げ、空気の相対湿度が６０％未満である条件下で、混合容器に上記物質を上記のような順序および配合比で逐次加え、一種の成分を加えるごとに１５分間十分に攪拌した。最後に、不純物をろ過して、光硬化性コーティング組成物を得た。
【００１９】
２．光学硬化膜の製造
熱可塑性のあるフレキシブル基材（例えば、ポリエステル膜）を予め用意し、該基材の表面に上記のように調製した光硬化性コーティング組成物をワイヤーバーコーティング法により塗布した。その後、集光型高圧水銀ランプ（１００Ｗ／ｃｍ）を用い、１５００ｍｊ／ｃｍ２の照射量で、上記基材に塗布された光硬化性コーティング組成物を照射し硬化させて、基材に硬化層厚さ８μｍの光学硬化膜を形成した。得られた膜の特性を測定し、その結果を表１に示した。
【００２０】
＜参考例３＞
１．光硬化性コーティング組成物の製造
トリメチロールプロパンペンタエリスリトールトリアクリレート            ４００ｇ
ポリウレタンヘキサアクリレート                                        ６００ｇ
メチルメタクリレート（粒子径：２０ｎｍ）                              １００ｇ
光開始剤１８４（ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン）                ２０ｇ
太陽光又は紫外光の照射を妨げ、空気の相対湿度が６０％未満である条件下で、混合容器に上記物質を上記のような順序および配合比で逐次加え、一種の成分を加えるごとに１５分間十分に攪拌した。最後に、不純物をろ過して、光硬化性コーティング組成物を得た。
【００２１】
２．光学硬化膜の製造
熱可塑性のあるフレキシブル基材（例えば、ポリエステル膜）を予め用意し、該基材の表面に上記のように調製した光硬化性コーティング組成物をワイヤーバーコーティング法により塗布した。その後、集光型高圧水銀ランプ（１００Ｗ／ｃｍ）を用い、１５００ｍｊ／ｃｍ２の照射量で、上記基材に塗布された光硬化性コーティング組成物を照射し硬化させて、基材に硬化層厚さ５μｍの光学硬化膜を形成した。得られた膜の特性を測定し、その結果を表１に示した。
【００２２】
＜参考例４＞
１．光硬化性コーティング組成物の製造
エチレングリコールジアクリレート                                      ３００ｇ
トリメチロールプロパンペンタエリスリトールトリアクリレート            ２００ｇ
ポリウレタンヘキサアクリレート                                        ５００ｇ
シリカ（粒子径：５ｎｍ）                                              ２００ｇ
２,４,６（トリメチルベンゾイル）ジフェニルホスフィンオキシド            ４０ｇ
太陽光又は紫外光の照射を妨げ、空気の相対湿度が６０％未満である条件下で、混合容器に上記物質を上記のような順序および配合比で逐次加え、一種の成分を加えるごとに１５分間十分に攪拌した。最後に、不純物をろ過して、光硬化性コーティング組成物を得た。
【００２３】
２．光学硬化膜の製造
熱可塑性のあるフレキシブル基材（例えば、ポリエステル膜）を予め用意し、該基材の表面に上記のように調製した光硬化性コーティング組成物をワイヤーバーコーティング法により塗布した。その後、集光型高圧水銀ランプ（１００Ｗ／ｃｍ）を用い、１５００ｍｊ／ｃｍ２の照射量で、上記基材に塗布された光硬化性コーティング組成物を照射し硬化させて、基材に硬化層厚さ１０μｍの光学硬化膜を形成した。得られた膜の特性を測定し、その結果を表１に示した。
【００２４】
＜参考例５＞
１．光硬化性コーティング組成物の製造
エチレングリコールジアクリレート                                      １００ｇ
トリメチロールペンタントリメタクリレート                              ２００ｇ
ポリウレタンオクタアクリレート                                        ７００ｇ
シリカ（粒子径：３０ｎｍ）                                            １５０ｇ
２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−プロパノン                ６０ｇ
太陽光又は紫外光の照射を妨げ、空気の相対湿度が６０％未満である条件下で、混合容器に上記物質を上記のような順序および配合比で逐次加え、一種の成分を加えるごとに１５分間十分に攪拌した。最後に、不純物をろ過して、光硬化性コーティング組成物を得た。
【００２５】
２．光学硬化膜の製造
熱可塑性のあるフレキシブル基材（例えば、ポリエステル膜）を予め用意し、該基材の表面に上記のように調製した光硬化性コーティング組成物をワイヤーバーコーティング法により塗布した。その後、集光型高圧水銀ランプ（１００Ｗ／ｃｍ）を用い、１５００ｍｊ／ｃｍ２の照射量で、上記基材に塗布された光硬化性コーティング組成物を照射し硬化させて、基材に硬化層厚さ３μｍの光学硬化膜を形成した。得られた膜の特性を測定し、その結果を表１に示した。
【００２６】
【表１】
0005944404.tif 000002
【００２７】
１．付着性試験
中国国家標準ＧＢ／Ｔ９２８６−１９９８（塗料およびワニス−塗膜のクロスカット試験）に基づいて付着性試験を行った。１００／１００になったものを「合格」とし、表１においては「◎」で「合格」を示した。
【００２８】
２．硬度試験
中国国家標準ＧＢ／Ｔ６７３９−２００６（塗料およびワニス−鉛筆法による膜硬度の測定）基づいて硬度試験を行った。
【００２９】
３．耐溶剤性試験
塗布されたサンプルを、室温で、エタノール、イソプロパノール、エチルアセテート、ブチルアセテート、メチルエチルケトン、アセトンおよびトルエンのそれぞれに１０分間ずつ浸してから引き上げ、蒸留水で洗浄し、ろ紙で水分を吸収した。サンプルの表面に白化および腐食された現象があるか、サンプルに変形又は反り現象があるかを観察し、これら現象がない場合は「合格」とし、表１において「◎」と示した。
【００３０】
４．耐酸・耐アルカリ性試験
塗布されたサンプルを、５０℃の温度で、濃硝酸、発煙塩酸、水が１：５０：５０の質量比で配合された溶液に５秒間放置してから、蒸留水で洗浄し、ろ紙で水を吸収した。その後、付着性を測定し、１００／１００になったものを「合格」とした。塗布されたサンプルを、５０℃の温度で、質量％で３％の水酸化ナトリウム溶液に２０秒間放置してから、蒸留水で洗浄し、ろ紙で水を吸収した。その後、付着性を測定し、１００／１００になったものを「合格」とし、表１においては「◎」で「合格」を示した。
【００３１】
５．光透過率およびヘーズ試験
上海精密科学儀器有限公司製のＷＧＴ−Ｓ光透過率／ヘーズメーターを用いて、光透過率試験およびヘーズ試験を行った。
【００３２】
上記のような実施の形態は単に本発明の原理を説明するための例示であり、本発明はこれらに限定されない。当業者は、本発明の旨を離脱しない範囲内で、いろいろな変更および改良を行うことが可能であり、これらの変更および改良も本発明の特許請求の範囲に含まれる。