JP6291558B2 - 光学用フィルム、並びにディスプレイ装置 - Google Patents
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Description
また、HC層を形成するための材料には、表面を平滑にする目的や塗工性を向上させる目的で、シリコーン系やフッ素系等のレベリング剤が配合される場合がある。通常、レベリング剤として使用されるシリコーン系やフッ素系等を配合すると、得られるHC層表面は低極性になるため、印刷材料との親和性が低くなり、印刷材料との密着性が更に低下するという問題がある。
例えば、特許文献1には、傷つき防止性能及び印刷適正を有するHC層を有するHCフィルムを提供することを目的として、光重合開始剤、(メタ)アクリレートモノマーとアルキルアミド基を有する(メタ)アクリルモノマー及び/又はリン酸塩(メタ)アクリレートとを特定の質量比で含有するHC層を有するHCフィルムが開示されている。
また、特許文献2には、熱転写プリンタを使用した熱転写印刷法によりHC層に直接印刷が可能なHCフィルムを提供することを目的として、基材の少なくとも一方の面に、表面張力が特定値以上のHC層を設けたHCフィルムが開示されている。
また、特許文献2では、HC層面の表面張力を特定値以上とするための具体的な手段についての開示がない。
しかしながら、HC層の印刷材料との密着性が低いことと同じ理由により、HC層の表面は、粘着剤との接着性も悪いため、粘着剤との接着性を向上させることも求められている。
〔1〕少なくとも基材の一方の面上に、硬化性樹脂組成物の硬化物を含む樹脂層が設けられた、光学用フィルムであって、
前記硬化性樹脂組成物が、一分子中に2個以上の下記式(1)で表される基を有し、且つ、該基を除いた残りの構造中にアルキレンオキサイド単位を含まない重合性化合物(A)、一分子中に3個以上の下記一般式(2)で表される基を有する重合性化合物(B)、及び重合開始剤(C)を含有し、(A)成分と(B)成分との質量比〔(A)/(B)〕が15/85〜85/15である、光学用フィルム。
〔上記式(1)中、Rは、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を示し、*は結合部分を示す。〕
〔上記式(2)中、R1は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を示し、Aは、それぞれ独立に炭素数1〜5のアルキレン基を示す。nは、それぞれ独立に1以上の整数である。*は結合部分を示す。〕
〔2〕重合性化合物(B)の一分子における、前記一般式(2)中のnの合計値が4〜20である、上記〔1〕に記載の光学用フィルム。
〔3〕前記一般式(2)中のAが、それぞれ独立にエチレン基又はプロピレン基である、上記〔1〕又は〔2〕に記載の光学用フィルム。
〔4〕前記硬化性樹脂組成物が、さらにレベリング剤(D)を含有する、上記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の光学用フィルム。
〔5〕前記樹脂層の表面張力が、30mN/m以上である、上記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の光学用フィルム。
〔6〕前記基材の両面に、前記硬化性樹脂組成物の硬化物を含む樹脂層が設けられた、上記〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の光学用フィルム。
〔7〕前記基材の樹脂層が設けられた面と反対側及び/又は同じ側の面上に、粘着剤からなる粘着剤層を有する、上記〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の光学用フィルム。
〔8〕上記〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の光学用フィルムを用いた、ディスプレイ装置。
本発明の光学用フィルムは、少なくとも基材の一方の面上に、硬化性樹脂組成物の硬化物を含む樹脂層が設けられたものである。本発明の光学用フィルムは、図1に示すような、基材11の一方の面上に樹脂層12が設けられた光学用フィルム1に限らず、図2に示すような、基材11の両面の面上に樹脂層12a、12bが設けられた光学用フィルム2も含まれる。
粘着剤層の位置は、基材の樹脂層が設けられた面と反対側の面上に設けてもよく、同じ側の面上に設けてもよく、反対側及び同じ側の面上に設けてもよい。
図3には、粘着剤層を有する本発明の光学用フィルムの構成の一例を示している。図3(a)の光学用フィルム1aは、基材11の樹脂層12が設けられた面と反対側の面上に粘着剤層13を有する光学用フィルムである。また、図3(b)の光学用フィルム1bは、基材11の樹脂層12が設けられた面と同じ側の面上に粘着剤層13を有する光学用フィルムであり、樹脂層12上に粘着剤層13を有する。加えて、図3(c)の光学用フィルム1cは、基材11の樹脂層12が設けられた面と同じ側及び反対側の面上に、粘着剤層13a、13bを有する光学用フィルムであり、樹脂層12上に粘着剤層13aを有する。
なお、粘着剤層が表出する場合には、さらに粘着剤層上に剥離材を積層してもよい。
〔基材〕
本発明で用いる基材は、光学用フィルムとして用いることができるものであれば、特に限定されない。このような基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアラミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルフィド、ポリ(4−メチルペンテン−1)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体、ポリウレタン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン(メタ)アクリル酸共重合体、ポリスチレン、ポリカーボネート、フッ素樹脂、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、トリアセチルセルロース等の樹脂フィルム等が挙げられる。これらの中でも、加工性、透明性等の光学特性、汎用性、及びコスト面の観点から、ポリエチレンテレフタレートが好ましい。
なお、これらの基材の表面には、プライマー処理やコロナ処理等の易接着処理が施されていてもよい。
基材の厚さは、用途に応じて適宜選択されるが、好ましくは5〜300μm、より好ましくは10〜100μmである。
本発明の光学用フィルムを構成する樹脂層は、硬化性樹脂組成物(以下、単に「樹脂組成物」ともいう)の硬化物を含む層である。
当該樹脂層における、硬化性樹脂組成物の硬化物の含有量は、樹脂層の全質量に対して、好ましくは70〜100質量%、より好ましくは80〜100質量%、更に好ましくは90〜100質量%である。
また、当該樹脂組成物は、さらにレベリング剤(D)やその他の添加剤を含有してもよい。
本発明で用いる樹脂組成物は、重合性化合物(A)と共に重合性化合物(B)を含有することで、得られる樹脂層の表面硬度を高め、耐久性を向上させると共に、樹脂層の印刷材料との密着性及び粘着剤との接着性を良好なものとすることができる。
本発明で用いる樹脂組成物は、一分子中に2個以上の下記一般式(1)で表される基を有し、且つ、該基を除いた残りの構造中にアルキレンオキサイド単位を含まない重合性化合物(A)を含有する。重合性化合物(A)を含有することで、得られる樹脂層の表面硬度を高めることができる。また、樹脂層の耐久性を向上させることもできる。
〔上記式(1)中、Rは、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を示し、*は結合部分を示す。〕
当該基の数が2個未満であると、十分な架橋構造が形成されず、得られる樹脂層の表面硬度が低下するため好ましくない。一方、16個以下であれば、架橋密度が高くなり過ぎることによる、得られる樹脂層の印刷特性や密着性の低下を抑えることができるため好ましい。また、硬化収縮によるカールの発生も抑制することもできる。
なお、これらの(A)成分は、単独で又は2種以上組み合わせて用いてもよい。
本発明で用いる樹脂組成物は、一分子中に3個以上の下記一般式(2)で表される基を有する重合性化合物(B)を含有する。
一般式(2)で表されるような(メタ)アクリロイル基とアルキレンオキサイド鎖とが直接結合した基を一分子中に3個以上有する重合性化合物(B)を、(A)成分と共に含有することで、得られる樹脂層の架橋密度を適度に低下させることができるため、ある程度の表面硬度を保ちながら、樹脂層に極性を付与し、印刷材料との密着性や粘着剤との接着性を向上させることができると考えられる。
Aは、それぞれ独立に、炭素数1〜5のアルキレン基を示すが、エチレン基又はプロピレン基が好ましく、エチレン基がより好ましい。Aが当該アルキレン基であることで、得られる樹脂層の架橋密度を適度に低下させ、印刷材料との密着性や粘着剤との接着性を向上させることができる。
また、重合性化合物(B)の一分子における、上記一般式(2)中のnの合計値(重合性化合物(B)の一分子中のアルキレンオキサイド単位の合計数)は、3以上であるが、好ましくは4〜20、より好ましくは6〜16、更に好ましくは8〜14である。
当該合計値が4以上であれば、得られる樹脂層の架橋密度を適度に低下させ、印刷材料との密着性や粘着剤との接着性を向上させることができる。
一方、当該合計値が20以下であれば、架橋密度を過度に低下させることがないため、ある程度の表面硬度を保つことができるので好ましい。
当該基の数が3個未満であると、得られる樹脂層の架橋密度が低下することになり、表面硬度が低下するため好ましくない。加えて、樹脂層の耐久性が低下する。
一方、16個以下であれば、架橋密度が高くなり過ぎることによる印刷特性や密着性の低下を抑えることができるため好ましい。
なお、これらの(B)成分は、単独で又は2種以上組み合わせて用いてもよい。
当該質量比が15/85未満であると、(B)成分の量が多すぎるため、得られる樹脂層の表面硬度が低下するため好ましくない。加えて、樹脂層の耐久性が低下する。
一方、当該質量比が85/15を超えると、(A)成分の量が多すぎるため、得られる樹脂層の印刷材料との密着性及び粘着剤との接着性が劣る。
本発明で用いる重合開始剤(C)としては、(A)成分及び(B)成分の重合性化合物の重合反応を促進させるものであれば、特に限定されず、光重合開始剤、もしくは熱重合開始剤のいずれも使用することができ、これらを併用してもよい。
これらの光重合開始剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
これらの熱重合開始剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
重合開始剤(C)の配合量は、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、好ましくは0.1〜30質量部、より好ましくは1〜20質量部、更に好ましくは3〜15質量部である。
本発明で用いる樹脂組成物には、得られるHC層の平滑性、並びに塗工性を向上させる観点から、さらにレベリング剤(D)を配合することが好ましい。
レベリング剤(D)としては、例えば、アクリル系、シリコーン系、フッ素系、アクリル系、ビニル系レベリング剤、及びシロキサン変性アクリル系レベリング剤等が挙げられる。
また、シロキサン変性アクリル系レベリング剤の市販品としては、BYK−3550(商品名、ビックケミー・ジャパン株式会社製)等が挙げられる。
これらの中でも、得られるHC層の平滑性、並びに塗工性を向上させる観点から、アクリル系レベリング剤又はシロキサン変性アクリル系レベリング剤が好ましく、シロキサン変性アクリル系レベリング剤がより好ましい。
レベリング剤(D)の配合量は、(A)成分及び(B)成分の総量100質量部に対して、好ましくは0.01〜10質量部、より好ましくは0.03〜5質量部、更に好ましくは0.06〜3質量部である。
本発明で用いる樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、上記以外の添加剤を配合してもよい。
そのような添加剤としては、例えば、消泡剤、増粘剤、界面活性剤、有機系潤滑剤、有機系微粒子、無機系微粒子、酸化防止剤、紫外線吸収剤、発泡剤、染料、顔料、帯電防止剤等が挙げられる。
本発明で用いる樹脂組成物には、基材に塗工し易くし、作業性を向上させるために、更に有機溶媒で希釈して、樹脂層形成用塗工液を調製してもよい。
有機溶媒としては、メチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、シクロヘキサン、n−ヘキサン、トルエン、キシレン、n−プロパノール、イソプロパノール、プロピレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。
樹脂層形成用塗工液の固形分濃度としては、好ましくは10〜60質量%、より好ましくは10〜45質量%、更に好ましくは15〜30質量%である。10質量%以上であれば、溶剤の使用量としては十分であり、60質量%以下であれば、適度な粘度となり、塗布作業が容易となる。
なお、該塗工液を塗工し塗工膜を形成させた後、溶媒や低沸点成分の残留を防ぐ観点から、形成された塗工膜に対して、80℃〜150℃程度の温度で、30秒〜5分間程度乾燥させることが好ましい。
硬化させる方法としては、(C)成分として光重合開始剤を用いる場合は、活性エネルギー線の照射により、また(C)成分として熱重合開始剤を用いる場合は、加熱することにより、進行させることができ、これらを併用することもできる。
活性エネルギー線としては、紫外線、電子線、α線、β線等が挙げられ、紫外線が好ましい。例えば、紫外線の照射により硬化反応を進行させる場合、紫外線の積算光量は、好ましくは100mJ/cm2〜2000mJ/cm2、より好ましくは150mJ/cm2〜1000mJ/cm2ある。
樹脂層の表面張力は、インキ等の印刷材料のはじきを抑制する観点から、好ましくは30mN/m以上、より好ましくは33mN/m以上、更に好ましくは35mN/m以上である。なお、上記の表面張力は、「JIS K6768:1999」のぬれ張力試験方法に準拠して測定された値であり、具体的には実施例の記載に基づいて測定された値である。
本発明の光学用フィルムに設けられる粘着剤層は粘着剤からなる。用いる粘着剤は、特に制限はなく、慣用されているものの中から、任意のものを適宜選択して用いることができる。このような粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤、ポリウレタン系粘着剤、ポリエステル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコーン系粘着剤等が挙げられる。また、粘着剤は、エマルション型、溶剤型、無溶剤型のいずれでもよく、架橋タイプ又は非架橋タイプのいずれであってもよい。
粘着剤の厚さは、用途に応じて適宜選択されるが、好ましくは3〜100μm、より好ましくは5〜80μmである。
以上の構成を有する本発明の光学用フィルムは、印刷材料との密着性及び粘着剤との接着性に優れると共に、表面硬度が高いため良好な傷つき防止性能を有し、優れた耐久性を有する。このような特徴を有する光学用フィルムの用途としては、画像表示部分の保護部材として当該光学用フィルムを用いた液晶ディスプレイ等のディスプレイ装置等が挙げられる。
当該ディスプレイ装置は、画像表示部分の保護部材として、本発明の光学用フィルムが用いられているため、画像表示部分の傷つき防止性能が良好であり、優れた耐久性を有する。
表1及び2に示す配合量(いずれも質量部(固形分比))で、(A)〜(D)成分を混合して、硬化性樹脂組成物を調製した後、プロピレングリコールモノメチルエーテルで希釈して、固形分濃度30質量%の樹脂層形成用塗工液を得た。
そして、基材として用いた、両面に易接着処理が施された易接着層付きのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(商品名「ルミラーU48」、東レ(株)製、膜厚100μm)の一方の面上に、マイヤーバーを用いて、乾燥後の膜厚が3μmとなるように、調製した樹脂層形成用塗工液を塗布し、塗工膜を形成した。その後、塗工膜を80℃で1分間乾燥後、高圧水銀ランプを用いて、紫外線を300mJ/cm2(積算光量)照射して、塗工膜を硬化させて、膜厚3μmの樹脂層を有する光学用フィルムを作製した。
〔(A)成分〕
・A−TMN−3L:ペンタエリスリトールトリアクリレート(新中村化学工業(株)製、商品名、上記一般式(1)で表される基(R:水素原子)を2個有するアクリレート)。
・A−DPH:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(新中村化学工業(株)製、商品名、上記一般式(1)で表される基(R:水素原子)を6個有するアクリレート)。
〔(B)成分〕
・A−DPH−12E:エチレンオキサイド変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(新中村化学工業(株)製、商品名、上記一般式(2)で表される基(R1:水素原子、A:エチレン基)を6個有するアクリレート(一分子における、上記一般式(2)中のnの合計値は12である))。
・A−GLY−9E:エチレンオキサイド変性グリセリントリアクリレート(新中村化学工業(株)製、商品名、上記一般式(2)で表される基(R1:水素原子、A:エチレン基)を3個有するアクリレート(一分子における、上記一般式(2)中のnの合計値は9である))。
〔その他の重合性化合物〕
・DMAA:ジメチルアクリルアミド。
・A−200:ポリエチレングリコールジアクリレート(新中村化学工業(株)製、商品名、上記一般式(2)で表される基(R1:水素原子、A:エチレン基)を2個有するアクリレート(一分子における、上記一般式(2)中のnの合計値は4である))。
・A−BPE−6:エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート(新中村化学工業(株)製、商品名、上記一般式(2)で表される基(R1:水素原子、A:エチレン基)を2個有するアクリレート(一分子における、上記一般式(2)中のnの合計値は6である))。
〔(C)成分〕
・イルガキュア184:1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(BASF社製、商品名)。
〔(D)成分〕
・BYK−3550:シロキサン変性アクリルポリマーのレベリング剤(ビックケミー・ジャパン株式会社製、商品名)。
<表面張力>
「JIS K6768:1999」のぬれ張力試験方法に準拠して、樹脂層の表面張力(mN/m)を測定した。
光学用フィルムの樹脂層の表面に、紫外線硬化型インキ(商品名「UVPAL911墨」、帝国インキ(株)社製)を塗布し、紫外線照射してインキを硬化させ、膜厚1μmの印刷層を形成した光学用フィルムを得た。
そして、印刷層の表面に碁盤目状に1mm幅のクロスカットを施し、その碁盤目状にクロスカットされた印刷層の表面に、粘着テープ(ニチバン社製、商品名「セロテープ(登録商標)」)を貼り、「JIS K5600−5−6」の碁盤目テープ法(クロスカット法)に準拠して、粘着テープの剥離試験を行い、下記の基準で樹脂層の印刷材料との密着性を評価した。
AA:塗膜が、カットの縁が完全に滑らかで、どの格子の目にも剥がれが無い。
A:塗膜が、カットの交差点において小さな剥がれがある。クロスカット部分で明確に影響を受けていると判断される部分の割合が、全体の5%以下である。
B:塗膜が、カットの縁に沿って及び/又は交差点において剥がれている。クロスカット部分で明確に影響を受けていると判断される部分の割合が、全体の5%超15%以下である。
C:塗膜が、カットの縁に沿って部分的又は全面的に大剥がれを生じており、及び/又は、数ヶ所の目が部分的又は全面的に剥がれている。クロスカット部分で明確に影響を受けていると判断される部分の割合が、全体の15%超35%以下である。
D:塗膜が、カットの縁に沿って部分的又は全面的に大剥がれを生じており、及び/又は、数ヶ所の目が部分的又は全面的に剥がれている。クロスカット部分で明確に影響を受けていると判断される部分の割合が、全体の35%超65%以下である。
E:クロスカット部分で明確に影響を受けていると判断される部分の割合が、全体の65%超である。
樹脂層の表面に、紫外線硬化型インキ(製品名「UVPAL911墨」、帝国インキ株式会社製)を塗布した際のインキのはじきを目視にて確認し、以下の基準にて評価した。
A:はじきが見られない。
B:端部にのみはじきが見られる(それ以外の部分には、はじきが見られない)。
C:全面にはじきが見られる。
実施例及び比較例で得られた光学用フィルムを、両面テープ(リンテック社製、製品名「TL−85S−12」)を用いて、ガラス板(エヌ・エス・ジー・プレシジョン社製、製品名「コーニングガラス イーグルXG」、サイズ:70mm×150mm×0.3mm)に貼付し、樹脂層が表出した被着体を準備した。
そして、粘着力評価用の粘着シート(リンテック社製、製品名「PET25(A)P1069111LL」)を25mm×250mmのサイズに切り出し、粘着シートの剥離材を剥がした後、上記被着体の樹脂層の面上に貼付した。
その後、23℃、50%RH(相対湿度)の環境下で24時間放置し、同環境下で、引張試験機(オリエンテック社製、製品名「テンシロン」)を用いて、JIS Z0237に準じて剥離速度300mm/分、剥離角度180°の条件にて、粘着力(N/25mm)を測定した。
JIS K 5600−5−4に準じて、鉛筆引っかき硬度試験機(安田精機製作所社製、製品名「No.553−M」)を用いて、樹脂層表面の鉛筆硬度を測定した。引っかき速度は、1mm/秒とした。
上述の光学用フィルムの作製過程において、PETフィルムの面上に、調製したハードコート塗工液を塗布した際、はじきによるピンホールが発生したか否かを目視にて確認し、以下の基準にて評価した。
A:ピンホールの発生は見られなかった。
B:わずかにピンホールの発生が見られた。
C:ピンホールの発生が顕著に見られた。
本試験においては、上述の「印刷材料との密着性」での記載と同様の方法にて作製した、印刷層を形成した光学用フィルムを用いた。当該光学用フィルムを、60℃、90%RH(相対湿度)環境下にて、240時間促進した後に印刷層の表面に、10×10の合計100マスのマス目が形成されるように、碁盤目状に1mm幅の10×10の100マスのクロスカットを施し、その碁盤目状にクロスカットされた印刷層の表面に粘着テープ(ニチバン社製、商品名「セロテープ(登録商標)」)を貼った。そして、JIS K5600−5−6(クロスカット法)の碁盤目テープ法に準拠し該粘着テープを剥離して、剥離試験を行い、樹脂層の耐久性を評価した。表1及び2には、マス目の総数100マスの内、剥離試験後に、印刷層が剥離せずに残ったマス目の数を記載している。
11 基材
12、12a、12b 樹脂層
13、13a、13b 粘着剤層
Claims (10)
- 少なくとも基材の一方の面上に、硬化性樹脂組成物の硬化物を含む樹脂層が設けられた、光学用フィルムであって、
前記硬化性樹脂組成物が、一分子中に2個以上の下記式(1)で表される基を有し、且つ、該基を除いた残りの構造中にアルキレンオキサイド単位を含まない重合性化合物(A)(ただし、イソシアヌル酸環含有のポリイソシアネートとヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートとの反応により得られるウレタン(メタ)アクリレートを除く)、一分子中に5個以上の下記一般式(2)で表される基を有する重合性化合物(B)、及び重合開始剤(C)を含有し、(A)成分と(B)成分との質量比〔(A)/(B)〕が15/85〜59/41であり、前記重合性化合物(B)の一分子における、下記一般式(2)中のnの合計値が6〜20である、光学用フィルム。
〔上記式(1)中、Rは、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を示し、*は結合部分を示す。〕
〔上記式(2)中、R1は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を示し、Aは、それぞれ独立に炭素数1〜5のアルキレン基を示す。nは、それぞれ独立に1以上の整数である。*は結合部分を示す。〕 - 重合性化合物(B)の一分子における、前記一般式(2)中のnの合計値が8〜20である、請求項1に記載の光学用フィルム。
- 前記一般式(2)中のAが、それぞれ独立にエチレン基又はプロピレン基である、請求項1又は2に記載の光学用フィルム。
- 前記硬化性樹脂組成物が、さらにレベリング剤(D)を含有する、請求項1〜3のいずれかに記載の光学用フィルム。
- 前記樹脂層のぬれ張力が、30mN/m以上である、請求項1〜4のいずれかに記載の光学用フィルム。
- 前記基材の両面に、前記硬化性樹脂組成物の硬化物を含む樹脂層が設けられた、請求項1〜5のいずれかに記載の光学用フィルム。
- 前記樹脂層が、粘着剤からなる粘着剤層又は印刷材料からなる印刷層と積層されるために使用される、請求項1〜6のいずれかに記載の光学用フィルム
- 粘着剤層又は印刷層を少なくとも有する、請求項1〜7のいずれかに記載の光学用フィルム。
- 前記基材の樹脂層が設けられた面と反対側及び/又は同じ側の面上に、粘着剤からなる粘着剤層を有する、請求項1〜8のいずれかに記載の光学用フィルム。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の光学用フィルムを用いた、ディスプレイ装置。
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