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JP2009061686A - 防眩性積層体 - Google Patents

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JP2009061686A JP2007231690A JP2007231690A JP2009061686A JP 2009061686 A JP2009061686 A JP 2009061686A JP 2007231690 A JP2007231690 A JP 2007231690A JP 2007231690 A JP2007231690 A JP 2007231690A JP 2009061686 A JP2009061686 A JP 2009061686A
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真哉 渡邊
Masato Asai
真人 浅井
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Teijin DuPont Films Japan Ltd
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Abstract

【課題】表面硬度、透明性、光沢度、防眩性に優れた防眩性積層体を提供する。特に、近年のハイビジョンディスプレイやフルスペックハイビジョンディスプレイのごとく高精細なLCDやPDPに使用することができる、優れた視認性、光沢度および防眩性を有する防眩性積層体を提供する。
【解決手段】基材(A)の少なくとも片面に防眩性ハードコート層(B)を積層した防眩性積層体であって、該防眩性ハードコート層(B)の表面において、突起高さに対する突起頻度をプロットした突起分布の半値幅が500nm以上1500nm以下である防眩性積層体。
【選択図】なし

Description

本発明は光学用積層体に関する。さらに詳しくは、液晶ディスプレイ(LCD)、プラズマディスプレイ(PDP)、ブラウン管ディスプレイ(CRT)等の画像表示素子の表面に用いられる防眩性積層体に関し、特に高精細ディスプレイの表面に用いられる防眩性積層体に関する。
LCD、PDP、CRT等のディスプレイにおいては、画面に外部から光が入射し、この光が反射して表示画像を見づらくする(グレアーあるいはギラツキ等といわれる)ことがあり、特に近年のフラットパネルディスプレイにおける画面の大型化や、ハイビジョン化による画素の微細化に伴い、上記問題を解決することがますます重要となってきている。このような問題を解決するために、これまで種々のディスプレイに対して、様々な防眩処理がとられている。その一つとして、例えば液晶表示装置における偏光板に使用されるハードコートフィルムや各種ディスプレイ保護用ハードコートフィルム等に対し、その表面を粗面化する防眩処理が施されている。このハードコートフィルムの防眩処理方法は、一般に、(1)ハードコート層に粒子を添加することで表面を粗面化する方法(特許文献1〜3)と、(2)ハードコート層を形成するための硬化時に表面を粗面化する方法(特許文献4、5)とに大別することができる。これら2つの方法の中で、前者の(1)ハードコート層に粒子を混入することで表面を粗面化する方法が主流であり、該粒子としては、得られたハードコートフィルムの白度が低いことや、ハードコート層を形成するコーティング液に混入させた際の分散性が良好であること等の観点から、主にシリカ粒子が用いられている。
特開平10−180950号公報 特開2002−36452号公報 特開2003−266582号公報 特開2006−137835号公報 特開2003−26832号公報
しかしながら、上記特許文献1〜3の方法により得られる防眩性ハードコートフィルムは、いずれも透明性が低く、近年高精細化されたLCDやPDP等で要求されている視認性を達成するものではない。特に、近年のハイビジョンディスプレイ、もしくはフルスペックハイビジョンディスプレイのごとく非常に高精細なLCDやPDP等においては、より視認性の高い防眩性ハードコートフィルムが求められている。さらに、このようなLCDやPDPにおいては、画像のコントラストや鮮鋭さ等を高めるために、画面の黒さが重要視されており、防眩性ハードコートフィルムを画面の最表面に貼り付けても、画面の黒さを損ねることのない防眩性ハードコートフィルムが求められている。また、高級感のある画像を得るために、優れた光沢度を有する防眩性ハードコートフィルムが求められている。
一方で、一般的には、防眩性を高めるために粒子の添加量を多くしたり、粒子の粒径を大きくしたりすると、防眩性ハードコートフィルムのヘーズが高くなり、かつ光沢度が低くなり、ディスプレイは視認性に劣るものとなるばかりか、画面の黒さが損なわれ、かつ画像の高級感に劣るものとなってしまう問題がある。他方、粒子の添加量を少なくしたり、粒子の粒径を小さくしたりすることによって視認性、画面の黒さ、光沢度は改善されるものの、防眩性に劣るものとなってしまう等の問題がある。
これらの問題を回避すべく、上記特許文献2のごとくシリカ粒子と微粒子を併用したとしても、ヘーズ、光沢度、防眩性は、近年要求されている特性を満足できていない。また、上記特許文献4、5のごとく、ハードコート層を形成するための硬化時に表面を粗面化する方法においては、上記問題に加えて、操作が煩雑である、視認性、光沢度、防眩性にバラツキが生じるという問題がある。
本発明は、上記背景技術を鑑みなされたもので、その目的は、表面硬度、透明性、光沢度、防眩性に優れた防眩性積層体を提供することにある。特に、近年のハイビジョンディスプレイやフルスペックハイビジョンディスプレイのごとく高精細なLCDやPDPに使用することができる、優れた視認性、光沢度および防眩性を有する防眩性積層体を提供することにある。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、特定の表面形状を有する防眩性積層体によって上記目的が達成されることを見出し、本発明に到達した。すなわち本発明は、基材(A)の少なくとも片面に防眩性ハードコート層(B)を積層した防眩性積層体であって、該防眩性ハードコート層(B)の表面において、突起高さに対する突起頻度をプロットした突起分布の半値幅が500nm以上1500nm以下である防眩性積層体である。
さらに、本発明は、ハードコート層(B)の表面における60度光沢度が100以上150以下であること、ヘーズが0.5%以上3.5%以下であること、防眩性ハードコート層(B)が、平均粒径が1μm以上5μm以下の粒子(C)を0.5重量%以上5.0重量%以下と、平均粒径が5nm以上60nm以下の粒子(D)を0.3重量%以上6.0重量%以下とを含有し、該粒子(D)が防眩性ハードコート層(B)中で凝集していること、防眩性ハードコート層(B)の厚みTと、粒子(C)の平均粒径d(C)との比T/d(C)が、0.5以上3.0以下であること、防眩性ハードコート層(B)上に、反射防止層(E)が設けられてなることのうち、少なくともいずれか1つの態様を採用することによって、さらに優れた防眩性積層体を得ることができる。
本発明によれば、表面硬度、透明性、光沢度、防眩性に優れた防眩性積層体を提供することができる。特に、近年の高精細ディスプレイに用いても、その視認性を低下させることがなく、優れた光沢度を有し、防眩性にも優れた防眩性積層体を提供することができる。
<防眩性積層体>
本発明の防眩性積層体は、後述する基材(A)の少なくとも片面に、後述するハードコート層(B)を積層した防眩性積層体である。
本発明においては、防眩性積層体におけるハードコート層(B)の表面において、突起高さに対する突起頻度をプロットした突起分布の半値幅が500nm以上1500nm以下であることが必要である。半値幅を上記数値範囲とすることによって、優れた透明性、光沢度、防眩性を得ることができる。半値幅が低すぎる場合は、光沢度が増加しすぎる傾向にあり、防眩性に劣るものとなるため好ましくない。他方、半値幅が高すぎる場合は、ヘーズが増加し、また光沢度が低下する傾向にあり、透明性および光沢度に劣るものとなるため好ましくない。このような観点から、半値幅は、さらに好ましくは550nm以上1200nm以下、特に好ましくは700nm以上1000nm以下である。
また、上記突起分布の高さは5000(Counts)以上29500(Counts)以下であることが好ましい。突起分布の高さが上記数値範囲にあると、透明性および光沢度と防眩性とのバランスが良好なものとなるため好ましい。突起分布の高さは、大きくなりすぎると透明性および光沢度が低くなる傾向にあり好ましくない。他方、小さくなりすぎると、防眩性が低くなる傾向にあり好ましくない。このような観点から、突起分布の高さは、さらに好ましくは8000(Counts)以上25000(Counts)以下、特に好ましくは10000(Counts)以上20000(Counts)以下である。
防眩性ハードコート層(B)の表面において、突起分布の半値幅を上記数値範囲とする方法は、特に限定されないが、防眩性ハードコート層(B)に特定の粒子を添加することによって達成してもよいし、防眩性ハードコート層(B)を層分離させて、該層分離を利用することによって達成してもよいし、防眩性ハードコート層(B)の表面を化学的もしくは物理的に処理することによって達成してもよい。このうち、特定の粒子を添加する方法が、安定に、かつ比較的容易に行うことができるため好ましい。特に好ましい態様としては、防眩性ハードコート層(B)が、後述する粒子(C)および粒子(D)を含有する態様を挙げることができる。
かかる防眩性積層体は、その防眩性ハードコート層(B)の表面において表面うねり成分を有する態様が好ましく、そのような態様とすることによって突起分布の半値幅を上記数値範囲とすることが容易となる。表面うねり成分とは、鋭い突起とは異なる、防眩性ハードコート層(B)の表面に存在するなだらかな凹凸のことを示す。本発明者らの断面観察によると、防眩性ハードコート層(B)がこのような表面うねり成分を有する場合は、防眩性ハードコート層(B)中に、後述する粒子(D)の凝集体、もしくは粒子(D)の凝集体がさらに集合した集合体が観測される。そのため、表面うねり成分は、後述する粒子(D)の凝集体、もしくは粒子(D)の凝集体がさらに集合した集合体によって形成されるものと推測される。かかる表面うねり成分の大きさは、好ましくは10μm以上90μm以下、さらに好ましくは20μm以上85μm以下、特に好ましくは30μm以上50μm以下である。表面うねり成分の大きさを上記数値範囲とすることによって、突起分布の半値幅を上記数値範囲とすることがより容易となり、透明性と防眩性の向上効果をさらに高めることができる。
本発明の防眩性積層体は、ハードコート層(B)の表面における60度光沢度が100以上150以下であることが好ましい。60度光沢度が上記数値範囲にあると、光沢度および防眩性に優れる。特に、近年のハイビジョンディスプレイやフルスペックハイビジョンディスプレイにとって優れた光沢度および防眩性が得られる。さらに、画面の黒さが良好となり、画像のコントラストや鮮鋭さが良好となり、画像の高級感が高まる。60度光沢度が低すぎる場合は、透明性および光沢度が低下する傾向にあり、視認性の向上効果が低くなるため好ましくない。特に、近年のハイビジョンディスプレイやフルスペックハイビジョンディスプレイにおいては、画面の黒さ、画像の高級感に劣るものとなる。他方、60度光沢度が高すぎる場合は、防眩性が低下する傾向にあり、防眩性の向上効果が低くなるため好ましくない。このような観点から、60度光沢度は、さらに好ましくは112以上140以下、特に好ましくは117以上133以下である。
また、本発明の防眩性積層体は、ヘーズが0.5%以上3.5%以下であることが好ましい。ヘーズが3.5%以上だと、透明性が低くなる傾向にあり、視認性の向上効果が低いため好ましくない。特に、近年のハイビジョンディスプレイやフルスペックハイビジョンディスプレイに用いられる場合に、画面の黒さに劣るものとなるため好ましくない。ヘーズは低いことが好ましいが、一般的にはヘーズを低くするために基材やハードコート層に添加する粒子の添加量を少なくしたり、粒径を小さくしたりする必要があり、それによって基材に傷が付きやすくなる等の問題が生じるため、下限は0.5%以上が好ましい。このような観点から、ヘーズは、より好ましくは0.7%以上2.7%以下、さらに好ましくは0.9%以上1.9%以下、特に好ましくは1.1%以上1.6%以下である。
本発明の防眩性積層体は、防眩性ハードコート層(B)の表面における鉛筆硬度がH以上であることが好ましい。さらに好ましくは2H以上であり、表面高度を向上させる観点から高い方が好ましい。
<基材(A)>
本発明における基材(A)としては、従来光学用ハードコートフィルムの基材として用いられている公知のプラスチックフィルムの中から適宣選択して用いることができる。このようなプラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等からなるポリエステルフィルム、ポリエチレン、ポリプロピレン等からなるポリオレフィンフィルム、セロファン、ジアセチルセルロースフィルム、トリアセチルセルロースフィルム、アセチルセルロースブチレートフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリメチルペンテンフィルム、ポリスルホンフィルム、ポリエーテルエーテルケトンフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリエーテルイミドフィルム、ポリイミドフィルム、フッ素樹脂フィルム、ナイロンフィルム、アクリル樹脂フィルム等を挙げることができる。これらのプラスチックフィルムのうち、機械特性、耐熱性、透明性、加工適正等が優れていることから、ポリエステルフィルムが好ましく、ポリエチレンテレフタレートからなるポリエステルフィルムが特に好ましい。また、二軸延伸フィルムが特に好ましい。
基材(A)の厚さは、特に制限はなく、状況に応じて適宜選ばれるが、通常は25μm以上500μm以下であり、好ましくは50μm以上250μm以下である。厚みが上記数値範囲にあると、透明性の向上効果が高くなるため好ましい。また、剛性が良好であり、取り扱い性に優れる。
本発明における基材(A)は、その上に積層されるハードコート層(B)との密着性を向上させる等の目的で、表面処理を施すことができる。かかる表面処理としては、サンドブラスト処理や溶剤処理等のごとく表面を粗面化する処理や、コロナ放電処理、クロム酸処理、火炎処理、熱風処理、オゾン・紫外線照射処理等のごとく表面を酸化する処理等が挙げられる。また、基材(A)の片面もしくは両面にプライマー処理を施すこともできる。
<防眩性ハードコート層(B)>
本発明における防眩性ハードコート層(B)は、活性化エネルギー線硬化型樹脂からなる。活性化エネルギー線硬化型樹脂としては、例えば紫外線硬化型樹脂、電子線硬化型樹脂等が挙げられるが、取り扱い性の観点から紫外線硬化型樹脂が好ましい。かかる紫外線硬化型樹脂としては、従来公知のものの中から適宣選択して用いることができる。この紫外線硬化型樹脂は、一般に、光重合性モノマーを基本成分とし、さらに所望により光重合性プレポリマー、光重合開始剤などを含有するものである。
光重合性モノマーとしては、例えば1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(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、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールアジペートジ(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、ジシクロペンタニルジ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジシクロペンテニルジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性リン酸ジ(メタ)アクリレート、アリル化シクロヘキシルジ(メタ)アクリレート、イソシアヌレートジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジベンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールトリ(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、プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールペンタ(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、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらの光重合性モノマーは、1種類を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、光重合性プレポリマーとしては、例えばポリエステルアクリレート系、エポキシアクリレート系、ウレタンアクリレート系、ポリオールアクリレート系等が挙げられる。かかるポリエステルアクリレート系プレポリマーは、例えば多価カルボン酸と多価アルコールの縮合によって得られる両末端に水酸基を有するポリエステルオリゴマーの水酸基を(メタ)アクリル酸でエステル化することにより、あるいは、多価カルボン酸にアルキレンオキシドを付加して得られるオリゴマーの末端の水酸基を(メタ)アクリル酸でエステル化することにより得ることができる。エポキシアクリレート系プレポリマーは、例えば、比較的低分子量のビスフェノール型エポキシ樹脂やノボラック型エポキシ樹脂のオキシラン環に、(メタ)アクリル酸を反応し、エステル化することにより得ることができる。また、ウレタンアクリレート系プレポリマーは、例えば、ポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールとポリイソシアネートの反応によって得られるポリウレタンオリゴマーを、(メタ)アクリル酸でエステル化することにより得ることができる。さらに、ポリオールアクリレート系プレポリマーは、ポリエーテルポリオールの水酸基を(メタ)アクリル酸でエステル化することにより得ることができる。これらの光重合性プレポリマーは、1種類を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その配合量は、前記光重合性モノマー100質量部に対して、40質量部以下が好ましく、4質量部以上20質量部以下がより好ましい。
光重合開始剤としては、例えばベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−n−ブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、アセトフェノン、ジメチルアミノアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−2(ヒドロキシ−2−プロプル)ケトン、ベンゾフェノン、p−フェニルベンゾフェノン、4,4'−ジエチルアミノベンゾフェノン、ジクロロベンゾフェノン、2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−ターシャリーブチルアントラキノン、2−アミノアントラキノン、2−メチルチオキサントン、2−エチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、アセトフェノンジメチルケタール、p−ジメチルアミン安息香酸エステル等が挙げられる。これらは1種類を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その配合量は、前記光重合性モノマー100質量部に対して、0.2質量部以上10質量部以下が好ましい。
本発明における防眩性ハードコート層(B)の厚みは、好ましくは2μm以上10μm、さらに好ましくは3μm以上8μm以下、特に好ましくは4μm以上7μm以下である。厚みが2μm未満だと、表面硬度の向上効果が低くなるため好ましくない。具体的には、鉛筆硬度がHより低くなってしまい、またスチールウール耐擦傷性が劣るものとなる傾向にある。他方、厚みが10μmを超えると、表面硬度は高くなる傾向にあるが、添加する粒子が突起を形成しにくくなる傾向にあり、突起高さが低くなりすぎ、結果として防眩性の向上効果が低くなるため好ましくない。
本発明における防眩性ハードコート層(B)の好ましい態様としては、後述する粒子(C)を0.5重量%以上5.0重量%以下と、後述する粒子(D)を0.3重量%以上6.0重量%以下とを含有し、該粒子(D)が防眩性ハードコート層(B)中で凝集している態様が挙げられる。
さらに、後述するように、防眩性ハードコート層(B)の厚みをT、後述する粒子(C)の平均粒径をd(C)としたときの、これらの比T/d(C)が0.5以上3.0以下となる態様が好ましい。
<粒子(C)>
本発明においては、防眩性ハードコート層(B)が、平均粒径が1μm以上5μm以下の粒子(C)を0.5重量%以上5.0重量%以下含有する態様が好ましい。
粒子(C)の平均粒径は、好ましくは1μm以上5μm以下、より好ましくは1.5μm以上4.5μm以下、さらに好ましくは2μm以上4μm以下、特に好ましくは2.5μm以上3.5μm以下である。平均粒径が1μm未満であると、防眩性の向上効果が低くなるため好ましくない。他方、5μmを超えると、透明性および光沢度が低くなる傾向にあるため好ましくない。
また、防眩性ハードコート層(B)における粒子(C)の含有量は、防眩性ハードコート層(B)の重量を基準として、好ましくは0.5重量%以上5.0重量%以下、さらに好ましくは0.7重量%以上3.5重量%以下、特に好ましくは0.9重量%以上2.5重量%以下である。含有量が0.5重量%未満だと、防眩性の向上効果が低くなるため好ましくない。他方、5.0重量%を超えると、透明性および光沢度が低くなる傾向にあるため好ましくない。
粒子(C)の平均粒径および含有量を上記数値範囲とすることによって、防眩性ハードコート層(B)の表面における突起分布の半値幅を本発明が規定する数値範囲にすることが容易となるため好ましい。
本発明における粒子(C)としては、シリカ粒子、中空シリカ粒子、アルミナ粒子、TiO粒子等の無機粒子、ポリメチル(メタ)アクリレート粒子、架橋ポリメチル(メタ)アクリレート粒子、架橋メチル(メタ)アクリレート−スチレン共重合体粒子、ポリスチレン粒子、架橋ポリスチレン粒子、メラミン樹脂粒子、ベンゾグアナミン粒子、ポリカーボネート粒子、ポリ塩化ビニル粒子等の樹脂粒子が好ましく挙げられ、樹脂粒子が好ましい。中でも、架橋ポリメチル(メタ)アクリレート粒子が好ましく、屈折率が1.49以上1.51以下である架橋ポリメチル(メタ)アクリレート粒子がさらに好ましい。屈折率を上記数値範囲とすることによって、透明性の向上効果を高めることができる。これは、屈折率が1.49〜1.51のアクリル系ハードコートを用いた場合に特に有効である。
このような粒子(C)は、単分散で粒径の揃ったものが好ましく、また、防眩性ハードコート層(B)中においても、凝集体を形成しないものが好ましい。
また、粒子(C)の平均粒径は、防眩性ハードコート層(B)の厚みをT、粒子(C)の平均粒径をd(C)としたときの、これらの比T/d(C)が0.5以上3.0以下となる態様が好ましい。上記の比T/d(C)が上記数値範囲にあると、透明性、光沢度、防眩性により優れたものとなるため好ましい。上記の比が小さすぎる場合は、防眩性ハードコート層(B)の表面における突起高さが高くなりすぎる傾向にあり、光沢度が低くなる傾向にあるため好ましくない。他方、比が大きすぎる場合は、防眩性ハードコート層(B)の表面において突起が形成されにくい傾向にあり、防眩性が低くなる傾向にあるため好ましくない。このような観点から、上記の比T/d(C)は、さらに好ましくは0.7以上2.4以下、特に好ましくは1.4以上1.8以下である。
<粒子(D)>
本発明においては、防眩性ハードコート層(B)が、平均粒径が5nm以上60nm以下の粒子(D)を0.3重量%以上6.0重量%以下含有する態様が好ましい。
粒子(D)の平均粒径は、好ましくは5nm以上60nm以下、さらに好ましくは9nm以上45nm以下、特に好ましくは15nm以上30nm以下である。平均粒径が5nm未満であると、防眩性の向上効果が低くなるため好ましくない。他方、60nmを超えると、透明性および光沢度が低くなる傾向にあるため好ましくない。
また、防眩性ハードコート層(B)における粒子(D)の含有量は、防眩性ハードコート層(B)の重量を基準として、好ましくは0.3重量%以上6.0重量%以下である。含有量を上記数値範囲とすることによって、粒子(D)は、防眩性ハードコート層(B)内において凝集体を形成しやすくなり、透明性および光沢度と防眩性とのバランスがより良好なものとなる。含有量が少なすぎると、防眩性の向上効果が低くなるため好ましくない。他方、多すぎると、透明性および光沢度が低くなる傾向にあるため好ましくない。このような観点から、粒子(D)の含有量は、さらに好ましくは0.5重量%以上5.0重量%以下、特に好ましくは1.0重量%以上4.0重量%以下である。
粒子(D)の平均粒径および含有量を上記数値範囲とすることによって、防眩性ハードコート層(B)の表面における突起分布の半値幅を、本発明が規定する数値範囲にすることが容易となるため好ましい。
本発明における粒子(D)としては、シリカ粒子、中空シリカ粒子、アルミナ粒子、TiO粒子等の無機粒子、ポリメチル(メタ)アクリレート粒子、架橋ポリメチル(メタ)アクリレート粒子、架橋メチル(メタ)アクリレート−スチレン共重合体粒子、ポリスチレン粒子、架橋ポリスチレン粒子、メラミン樹脂粒子、ベンゾグアナミン粒子、ポリカーボネート粒子、ポリ塩化ビニル粒子等の樹脂粒子が好ましく挙げられ、無機粒子が好ましい。中でも、シリカ粒子が好ましく、該シリカ粒子は、単分散で粒径の揃ったものがさらに好ましい。
本発明においては、粒子(D)が防眩性ハードコート層(B)中で凝集している態様が好ましい。このような態様とすることで、防眩性ハードコート層(B)の表面における突起分布の半値幅を、本発明が規定する数値範囲にすることが容易となる。なお、本発明における「凝集」とは、単分散の一次粒子が複数個集合して、二次粒子を形成している態様をいい、特に、個数で50%以上、好ましくは80%以上の一次粒子が二次粒子の形成に関与している場合を示す。
上記のような態様とするには、あらかじめ凝集している粒子(D)を用いてもよいし、分散体である粒子(D)が、防眩性ハードコート層(B)を形成する塗液を調製する工程、保管する工程、塗工する工程、もしくは乾燥する工程のうち、少なくともいずれか1つの工程において凝集体を形成するものであってもよい。このうち、分散体である粒子(D)が、塗液を調製する工程、もしくは保管する工程において凝集体を形成する態様が、防眩性ハードコート層(B)の特性が安定するため好ましい。
このような粒子(D)の凝集体を得る方法の一例として、次の方法を挙げることができる。すなわち、溶剤(X)を分散溶媒として用いて粒子(D)を分散した分散溶液を、体積で約3倍量の、溶剤(X)とは異なる溶剤(Y)、または溶剤(Y)を溶媒もしくは分散溶媒とする溶液もしくは分散溶液に添加することによって、粒子(D)の凝集体を得ることができる。例えば、粒子(D)として平均粒径20nmのシリカ粒子を用いる場合は、溶剤(X)としてトルエンを、溶剤(Y)としてメチルエチルケトンを用いることによって粒子(D)の凝集体を得ることができる。このように、粒子(D)に対して比較的良溶媒にあたる溶剤を溶剤(X)として用い、比較的貧溶媒にあたる溶剤を溶剤(Y)として用いるとよい。
さらに、粒子(D)を添加した後、好ましくは1時間以上、さらに好ましくは6時間以上240時間以下、特に好ましくは12時間以上72時間以下、常温で塗液を保管することによって、凝集体を安定して得ることができ、また凝集体の大きさがより均一となる。
前述のとおり、本発明の防眩性積層体における防眩性ハードコート層(B)は、その表面において表面うねり成分を有する態様が好ましいが、かかる表面うねり成分は、防眩性ハードコート層(B)中に粒子(D)の凝集体、もしくは粒子(D)の凝集体がさらに集合した集合体が存在することによって形成されるものと推測される。防眩性ハードコート層(B)の表面をこのような態様とすることによって、粒子(C)が存在しない箇所等においてなだらかな凹凸が形成され、透明性の向上効果を低下させずに防眩性の向上効果を向上することができる。粒子(D)が凝集していないと、一般的には粒子(D)により形成された凹凸は、鋭い突起となり、表面うねり成分は存在せず、透明性と防眩性の向上効果を同時に高めることが困難となり、すなわちどちらか一方の向上効果しか高めることができない。
以上のような、防眩性ハードコート層(B)中に粒子(D)の凝集体が存在する態様は、該防眩性ハードコート層(B)の表面において、突起高さに対する突起頻度をプロットした突起分布の半値幅を500nm以上1500nm以下とするための好ましい方法として挙げることができる。
<反射防止層(E)>
本発明においては、反射防止性を付与させる等の目的において、防眩性ハードコート層(B)の表面に、シロキサン系皮膜、フッ素系皮膜等からなる反射防止層(E)を設けることができる。反射防止層(E)の厚さは、0.01μm以上1μm以下が好ましい。この反射防止層(E)を設けることにより、太陽や蛍光灯等からの光が画面に映り込むことを解消することができ、また、画面表面における反射率が低下することによって、全光線透過率が向上し、透明性が向上する。さらに、反射防止層(E)の種類を選択することによって、帯電防止性を向上させることができる。
<その他の層>
本発明においては、基材(A)の、防眩性ハードコート層(B)とは反対の表面に、防眩性積層体を液晶表示体等の被着体に貼着させるための粘着剤層を形成することができる。かかる粘着剤層を構成する粘着剤としては、従来光学用途によく用いられているもの、例えばアクリル系粘着剤、ウレタン系粘着剤、シリコーン系粘着剤が好ましく用いられる。この粘着剤層の厚みは、通常5〜100μmであり、好ましくは10〜50μmである。
さらに、この粘着剤層の上に、必要に応じて剥離フィルムを設けることが出来る。かかる剥離フィルムとしては、例えばグラシン紙、コート紙、ラミネート紙等の紙および各種プラスチックフィルムに、シリコーン樹脂などの剥離剤を塗布したものが挙げられる。この剥離フィルムの厚さは、特に制限されないが、通常20〜100μmである。
<防眩性積層体の製造方法>
本発明の防眩性積層体は、防眩性ハードコート層(B)を形成するための塗液を調製し、該塗液を基材(A)上に塗工して塗膜を形成し、該塗膜を乾燥した後、活性化エネルギー線の照射により硬化させることにより製造することができる。塗液を基材(A)上に塗工するにあたっては、従来公知の塗工方法、例えばバーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ブレードコート法、ダイコート法、グラビアコート法等を用いることができる。
活性化エネルギー線としては、例えば紫外線や電子線等が挙げられる。紫外線は、高圧水銀ランプ、フュージョンHランプ、キセノンランプ等で得られ、照射量は通常100〜500mJ/cmである。このとき、窒素パージすることも可能である。窒素パージすることによって、防眩性ハードコート層(B)の表面において酸素障害による硬化阻害を防ぐことができ、表面硬度をより高くすることができる。一方、電子線は、電子線加速器等によって得られ、照射量は通常150〜350kVである。これらの活性化エネルギー線の中では、取り扱い性の観点から特に紫外線が好適である。なお、電子線を使用する場合は、重合開始剤を添加することなく硬化させることが出来る。
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によって何ら限定されるものではない。なお、防眩性積層体の特性は、下記の方法に従って評価した。
(1)粒子の平均粒径
サンプルを走査型電子顕微鏡用試料台に固定し、スパッタリング装置(日本電子(株)製:商品名JIS−1100型イオンスパッタリング装置)を用いてサンプル表面に、0.13Paの真空下で0.25kV、1.25mAの条件でイオンエッチング処理を5分間施した。次いで、同じ装置で金スパッターを施し、走査型電子顕微鏡を用いて1万〜5万倍で観測し、日本レギュレーター(株)製ルーゼックス500にて、粒子(C)に相当する粒子および粒子(D)に相当する粒子のそれぞれについて、少なくとも100個の粒子についてその面積相当粒径を求め、それらの平均値を粒子の平均粒径(単位:μmもしくはnm)とした。
測定は、防眩性積層体の防眩性ハードコート層(B)の表面において、任意の5箇所について実施し、それらの平均値を測定値とした。
(2)凝集の有無の判定
上記(1)と同様に、イオンエッチング処理後のサンプル表面について走査型電子顕微鏡を用いて1万〜5万倍で観測し、目視により判定した。
判定は、粒径から粒子(D)を判別し、観測した粒子(D)の個数を基準として、50%以上の粒子(D)が凝集して存在している場合を凝集有りと判定した。
(3)表面うねり成分の大きさ
非接触光学粗さ計(ZYGO社製:商品名NewView5022)を使用し、倍率10倍にて250μm×250μmの領域についてスキャンを実施した。得られた表面プロファイルにおいて、粒子(C)の粒径から、それに相当する大きさを有する鋭い突起を省き、それ以外のなだらかな凹凸における凸部分について個々に観測を実施した。観測したなだらかな凹凸における凸部分については、おおよそ楕円形となっていたため、その長径と短径を計測し、それらの平均値を表面うねり成分の大きさ(単位:μm)とした。
測定は、防眩性積層体の防眩性ハードコート層(B)の表面において実施し、なだらかな凹凸における凸部分の少なくとも10個について上記操作を行い、それらの平均値を測定値とした。
(4)防眩性ハードコート層(B)の厚み
サンプルの断面を光学顕微鏡にて観察し、厚み(単位:μm)を測定した。
測定は、サンプルの任意の5箇所について実施し、それらの平均値を測定値とした。
(5)突起分布の半値幅および高さ
非接触光学粗さ計(ZYGO社製:商品名NewView5022)を使用し、倍率10倍にて250μm×250μmの領域についてスキャンを実施し、表面プロファイルを得た。得られた表面プロファイルから、Histogram Plotにより、横軸に突起高さ(単位:nm)、縦軸に頻度(単位:Counts)をプロットした突起分布を得た。得られた突起分布から、そのグラフの高さ(単位:Counts)を求めた。また、得られた突起分布の、ピーク高さの半分の高さの位置における突起分布の幅を半値幅(単位:nm)とした。なお、突起分布における中央値については、コンピューターの自動演算処理に従った。
測定は、防眩性積層体の防眩性ハードコート層(B)の表面において、任意の5箇所について実施し、それらの平均値を測定値とした。
(6)ヘーズ
ヘーズメーター(日本電色工業(株)製:商品名NDH2000)を使用し、JIS K6714に準拠して測定した。
測定は、防眩性積層体における任意の5箇所について実施し、それらの平均値を測定値とした。
(7)60度光沢度
デジタル変角光度計(コニカミノルタ(株)製:商品名光沢計GM−268)を使用し、JIS K7105に準拠して測定した。
測定は、防眩性積層体の防眩性ハードコート層(B)の表面において、任意の5箇所について実施し、それらの平均値を測定値とした。
(8)鉛筆硬度
JIS K5600−5−4に準拠し実施した。
評価は、防眩性積層体の防眩性ハードコート層(B)の表面において実施した。
[実施例1]
(粒子(C)の分散溶液)
平均粒径3μmの架橋アクリル粒子(綜研化学(株)製:商品名MX300)の粉体をメチルエチルケトン溶液に分散させ、粒子(C)の分散溶液(固形分濃度10重量%)を得た。
(粒子(D)の分散溶液)
平均粒径20nmのシリカ粒子をトルエンに分散させた分散溶液(シーアイ化成(株)製:商品名SIT10WT%)をそのまま用いて、粒子(D)の分散溶液(固形分濃度10重量%)とした。
(塗液の調製)
攪拌下において、アクリレート系の紫外線硬化型樹脂(JSR(株)製:商品名デソライトZ7501、固形分濃度50重量%、メチルエチルケトン溶液)100質量部に、メチルエチルケトン110質量部を加えた。そこに、上記で得られた粒子(C)の分散溶液5.1質量部を添加し、さらに粒子(D)の分散溶液3.0質量部を添加した後、十分に攪拌して塗液を得た。実施例1の場合、得られた塗液は、塗液の固形分濃度を基準として、1.0重量%の粒子(C)および0.6重量%の粒子(D)を含有している。
得られた塗液は、さらに常温において12時間放置した。
(防眩性積層体の作成)
上記で得られた塗液を、基材(A)として厚さ100μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人デュポンフィルム(株)製:商品名O3L86W−100)上に、乾燥・硬化後の厚さが4.5μmとなるように塗工し、80℃で2分間乾燥処理し、乾燥塗膜を得た。次いで、この乾燥塗膜に、紫外線照射装置(FusionUV Systems Japan(株)製:商品名フュージョンHバルブ)を用いて、光量200mJ/cmの条件で紫外線を照射し、乾燥塗膜を硬化して防眩性積層体を得た。得られた防眩性積層体における防眩性ハードコート層(B)、および防眩性積層体の特性を表1に示す。
Figure 2009061686
[実施例2]
粒子(C)の分散溶液(固形分濃度10重量%)の添加量を5.2質量部、粒子(D)の分散溶液(固形分濃度10重量%)の添加量を15.6質量部とした以外は実施例1と同様にして防眩性積層体を得た。得られた防眩性積層体における防眩性ハードコート層(B)、および防眩性積層体の特性を表1に示す。
[実施例3]
乾燥・硬化後の塗膜の厚さが5.0μmとなるように塗工した以外は実施例2と同様にして防眩性積層体を得た。得られた防眩性積層体における防眩性ハードコート層(B)、および防眩性積層体の特性を表1に示す。
[実施例4]
粒子(C)の分散溶液(固形分濃度10重量%)の添加量を5.4質量部、粒子(D)の分散溶液(固形分濃度10重量%)の添加量を32.3質量部とした以外は実施例1と同様にして防眩性積層体を得た。得られた防眩性積層体における防眩性ハードコート層(B)、および防眩性積層体の特性を表1に示す。
[実施例5]
粒子(C)として平均粒径4μmの架橋アクリル粒子、粒子(D)として平均粒径40nmのシリカ粒子を用い、乾燥・硬化後の塗膜の厚さが6.5μmとなるように塗工した以外は実施例4と同様にして防眩性積層体を得た。得られた防眩性積層体における防眩性ハードコート層(B)、および防眩性積層体の特性を表1に示す。
[実施例6]
粒子(C)として平均粒径5μmの架橋アクリル粒子、粒子(D)として平均粒径10nmのシリカ粒子を用い、粒子(C)の分散溶液(固形分濃度10重量%)の添加量を5.1質量部、粒子(D)の分散溶液(固形分濃度10重量%)の添加量を1.5質量部、乾燥・硬化後の塗膜の厚さが4.0μmとなるように塗工した以外は実施例1と同様にして防眩性積層体を得た。得られた防眩性積層体における防眩性ハードコート層(B)、および防眩性積層体の特性を表1に示す。
[実施例7]
粒子(C)として平均粒径2μmの架橋アクリル粒子、粒子(D)として平均粒径50nmのシリカ粒子を用い、粒子(C)の分散溶液(固形分濃度10重量%)の添加量を16.5質量部、粒子(D)の分散溶液(固形分濃度10重量%)の添加量を33.0質量部とした以外は実施例1と同様にして防眩性積層体を得た。得られた防眩性積層体における防眩性ハードコート層(B)、および防眩性積層体の特性を表1に示す。
[実施例8]
粒子(C)として平均粒径2μmの架橋アクリル粒子を用い、粒子(C)の分散溶液(固形分濃度10重量%)の添加量を27.2質量部、粒子(D)の分散溶液(固形分濃度10重量%)の添加量を16.3質量部、乾燥・硬化後の塗膜の厚さが5.0μmとなるように塗工した以外は実施例1と同様にして防眩性積層体を得た。得られた防眩性積層体における防眩性ハードコート層(B)、および防眩性積層体の特性を表1に示す。
[比較例1]
粒子(D)として平均粒径4nmのシリカ粒子を用い、粒子(C)の分散溶液(固形分濃度10重量%)の添加量を5.1質量部、粒子(D)の分散溶液(固形分濃度10重量%)の添加量を1.0質量部とし、塗液を調製後に放置せず、すぐに塗工した以外は実施例1と同様にして防眩性積層体を得た。得られた防眩性積層体における防眩性ハードコート層(B)、および防眩性積層体の特性を表1に示す。
[比較例2]
塗液を調製後に放置せず、すぐに塗工した以外は実施例2と同様にして防眩性積層体を得た。得られた防眩性積層体における防眩性ハードコート層(B)、および防眩性積層体の特性を表1に示す。
[比較例3]
粒子(D)として平均粒径70nmのシリカ粒子を用い、粒子(C)の分散溶液(固形分濃度10重量%)の添加量を5.4質量部、粒子(D)の分散溶液(固形分濃度10重量%)の添加量を38.0質量部とした以外は実施例1と同様にして防眩性積層体を得た。得られた防眩性積層体における防眩性ハードコート層(B)、および防眩性積層体の特性を表1に示す。
実施例1〜8で得られた防眩性積層体は、突起分布の半値幅の値が適正であり、すなわち優れた表面形状を有しており、透明性が高く、光沢度も適正なものであった。
比較例1、2で得られた防眩性積層体は、粒子(D)が凝集していないためか、突起分布の半値幅が不適切であり、すなわち表面形状の劣るものであり、透明性は高いものの、光沢度が高すぎ、防眩性に劣るものであった。
比較例3で得られた防眩性積層体は、粒子(D)の添加量が多すぎたためか、突起分布の半値幅が不適切であり、すなわち表面形状の劣るものであり、防眩性は優れるものの、透明性および光沢度に劣るものであった。
[実施例9]
(硬化性樹脂溶液の調製)
溶剤として酢酸エチル500質量部、ヘキサフロロプロピレン(HFP)120質量部、パーフロロプロピルビニルエーテル(FPVE)53.2質量部、エチルビニルエーテル(EVE)48.7質量部、ヒドロキシブチルビニルエーテル(HBVE)26.4質量部、重合開始剤として過酸化ラウロイル(LPO)1.0質量部を仕込み、オートクレーブにて60℃で20時間反応を行い、水酸基を含むフッ素含有オレフィン樹脂溶液を得た。得られたフッ素含有オレフィン樹脂溶液から、メタノールを用いてポリマーを析出させ、真空乾燥によりフッ素含有オレフィン樹脂を得た。
次いで、攪拌機を備えたガラス製セパラブルフラスコに、溶媒としてメチルエチルケトン(MEK)1620質量部、上記で得られたフッ素含有オレフィン樹脂100質量部、熱架橋性樹脂として架橋性化合物のメトキシ化メチルメラミン(三井サイテック株式会社製:商品名サイメル303)30質量部、紫外線架橋性樹脂としてジペンタエリスリトールペンタアクリレート(DPPA)(サートマー社製)60質量部、光重合開始剤として2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製:商品名イルガキュア907)2質量部、熱酸触媒としてp−トルエンスルホン酸2質量部を仕込み、23℃で1時間攪拌し、硬化性樹脂溶液を得た。得られた硬化性樹脂溶液は、固形分濃度が10重量%、粘度が30cpsであった。
実施例2で得られた防眩性積層体の防眩性ハードコート層(B)の上に、上記で調製した硬化性樹脂溶液を、乾燥後の厚みが100nmになるようにマイヤーバーで塗布し、140℃で2分間熱硬化処理を行い、次いで紫外線照射装置(FusionUV Systems Japan(株)製:商品名フュージョンHバルブ)を用いて、光量150mJ/cmの条件で紫外線を照射し、乾燥塗膜を硬化して反射防止層(E)を有する防眩性積層体を得た。
実施例9で得られた反射防止層(E)を備える防眩性積層体は、反射防止層(E)により防眩性が向上し、太陽光や蛍光灯等の映り込みが減少した。さらに、透明性が向上したため、視認性が向上した。
また、実施例1〜9で得られた防眩性積層体を、粘着剤を介して市販のプルスペックハイビジョンのプラズマパネルディスプレイに貼り付けたところ、視認性に優れ、画面の黒さが十分であり、さらに光沢感があるために画像の高級感に優れるものであった。

Claims (7)

  1. 基材(A)の少なくとも片面に防眩性ハードコート層(B)を積層した防眩性積層体であって、該防眩性ハードコート層(B)の表面において、突起高さに対する突起頻度をプロットした突起分布の半値幅が500nm以上1500nm以下である防眩性積層体。
  2. ハードコート層(B)の表面における60度光沢度が100以上150以下である請求項1に記載の防眩性積層体。
  3. ヘーズが0.5%以上3.5%以下である請求項1または2に記載の防眩性積層体。
  4. 防眩性ハードコート層(B)が、平均粒径が1μm以上5μm以下の粒子(C)を0.5重量%以上5.0重量%以下と、平均粒径が5nm以上60nm以下の粒子(D)を0.3重量%以上6.0重量%以下とを含有し、該粒子(D)が防眩性ハードコート層(B)中で凝集している請求項1〜3のいずれか1項に記載の防眩性積層体。
  5. 防眩性ハードコート層(B)の厚みTと、粒子(C)の平均粒径d(C)との比T/d(C)が、0.5以上3.0以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載の防眩性積層体。
  6. 防眩性ハードコート層(B)上に、反射防止層(E)が設けられてなる請求項1〜5のいずれか1項に記載の防眩性積層体。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の防眩性積層体を全面に用いた表示装置。
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