JP3134710B2 - 光学フィルム - Google Patents
光学フィルムInfo
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Description
られる新規な光学フィルムに関する。
表示装置は、軽量、薄型、低消費電力などの特徴から携
帯用テレビ、ノート型パーソナルコンピュータなどに利
用が進んでいる。現在、主に採用されているのはアクテ
ィブ・マトリックス駆動のTN型液晶表示装置(以下、
AM−TN−LCDと称す)、単純マトリックス駆動の
FTN型液晶表示装置(以下、SM−FTN−LCDと
称す)である。AM−TN−LCD、SM−FTN−L
CDともにこれまでの技術改良により正面から見た場合
にはCRTを越える画質が得られるようになってきてい
る反面、斜め方向から見た場合のコントラストの低下や
色相の変化といった視野角特性はCRTと比較して十分
ではないため、この改良が強く望まれている。
Dなどの液晶表示装置の視野角特性は主として液晶セル
の複屈折性の角度依存性に起因しているため、特開昭5
8−14118号公報や特開平5−281537号公報
などに開示されているように位相差フィルムを用いてこ
の複屈折性、すなわちレターデーションの角度依存性を
補償することで視野角特性を改良する方法が多数検討さ
れている。また、特開平6−235919号公報に開示
されているようにAM−TN−LCDの場合、1画素内
に液晶の2種以上の配向領域を形成する配向分割方式な
どによる視野角特性の改良が検討されている。更に、光
制御板を用いた視野角の改良に関する技術が特開平7−
64069号に示されている。しかしながら、これらの
フィルムなどでは視野角特性の改良は必ずしも十分では
ない。
めに鋭意検討した結果、少なくとも1枚の光制御板、少
なくとも1枚のレターデーション値が50nm〜300
nmであり、(面内のレターデーション値)/(厚み方
向のレターデーション値)の比が0.5〜1.8である
位相差フィルム及び偏光フィルムを積層することによっ
て、視野角特性の改良に有効な新規な光学フィルムを開
発することに成功し、本発明を完成するに至った。
異なる2種類以上の光重合可能なモノマー及び/又はオ
リゴマーを含有する組成物を膜状に形成した後に紫外線
を照射して得られる少なくとも1枚の光制御板、(b)
熱可塑性樹脂からなり、面内のレターデーション値が5
0nm〜300nmであり、(面内のレターデーション値)/
(厚み方向のレターデーション値)の比が0.5〜1.8
である少なくとも1枚の位相差フィルムおよび(c)偏
光フィルムを積層してなる光学フィルムを提供するもの
である。
が異なる少なくとも2種類の光重合可能なモノマー及び
/又はオリゴマーを用いて形成される。
ーの例としては、特開平7−64069号に例示されて
いるような、2,4,6−トリブロムフェニルアクリレ
ート、トリブロムフェノキシエチルアクリレート、2−
ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート、テ
トラヒドロフルフリルアクリレート、エチルカルビトー
ルアクリレート、ペンテニルオキシエチルアクリレー
ト、フェニルカルビトールアクリレートやポリオールポ
リアクリレート、イソシアヌル酸骨格のポリアクリレー
ト、メラミンアクリレート、ヒダントイン骨格のポリア
クリレート、ウレタンアクリレートなどが挙げられる。
ーは、相互に屈折率が異なる2種以上が使用される。そ
の組合せは、例えばモノマーから選ばれる2種、モノマ
ー1種とオリゴマー1種、オリゴマーから選ばれる2種
の組合せ、あるいはこれらの組合せにさらに1種以上の
モノマー又はオリゴマーを加えたものが挙げられる。こ
れらの組合せにおいて、その少なくとも2種は屈折率差
が0.01以上であることが必要な光散乱能を得る上で
好ましい。
化性を向上させるために、光重合開始剤を使用すること
が好ましい。光重合開始剤としては、特開平7−640
69号に例示されているような、ベンゾフェノン、2−
ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、ベンジル、
ミヒラーズケトン、2−クロロチオキサントンなどが例
示される。
能なモノマーやオリゴマーと屈折率が異なり、光重合性
がない化合物を含有することができ、かかる光重合性が
ない化合物としては、ポリスチレン等のスチレン系樹
脂、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系樹脂、ポリ
エチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリビニル
アルコール等の樹脂、有機ハロゲン化合物、有機ケイ素
化合物、可塑剤、安定剤等のプラスチック添加剤などが
挙げられる。これらは上記の光制御板用樹脂組成物中
に、高屈折率成分又は低屈折率成分として配合すること
もできる。光重合可能なモノマー又はオリゴマーの少な
くとも1種と光重合性がない化合物の屈折率の差は、
0.01以上が好ましい。
〜20μmの充填材を0.01〜5重量部配合すること
や、紫外線吸収剤を添加することも可能である。
例示され、本発明の実施例で用いた図1及び図2に示す
ような光硬化装置で硬化させることにより、特定の角度
をなす入射光を選択的に散乱する光制御板を得ることが
できる。また、性能発現に支障のない範囲で熱硬化機構
を併用してもよい。なお、硬化に際してはこれらの組成
物を例えば基板上に塗布するか、又はセル中に封入して
膜状に製膜した後に特定の方向から紫外線を照射して硬
化させる方法が好ましい。この方法により所望の角度を
なす入射光を選択的に散乱する光制御板を得ることがで
きる。
与する紫外線を発するものであれば特に限定されない。
光源の形状は、本発明の光学フィルムに必要とされる光
制御機能により適宜選択する。特願平6−3236号
(=特開平7−209637号公報)に例示されている
ように、光制御板の光散乱能を全方位に等しくしたい場
合には、太陽光のような平行光線を用いるのが最も好ま
しいが、球状又は箱状、ランプの長軸方向の長さと短軸
方向の長さの比が2:1以下であるような棒状光源であ
れば同等の性能を発現することができる。上下方向又は
左右方向など、一方向についてのみ散乱特性を持たせる
場合には、線状又は棒状の光源が好ましく用いられる。
能は、光制御板の光線入射角に対する曇価により規定さ
れる。本発明で用いられる光制御板は、光線入射角によ
り曇価が変化する特性を持ち、曇価が30%以上の光線
散乱能を示す光線入射角度域(散乱角度域)と、それ以
外の曇価が30%未満の光線散乱能を示さない光線入射
角度域を併せ持つものが好ましい。散乱角度域の最大曇
価が30%〜85%であることが表示の鮮明さなどの点
から好ましい。
現のために10μm 以上が必要であり、10μm 以上の
厚みで必要な光線散乱能が得られるように、適宜決めら
れるが、50μm 〜300μm の厚みが好ましく用いら
れる。
願平6−3236号(=特開平7−209637号公
報)に示されているように、特定の光重合可能なモノマ
ー及び/又はオリゴマーを含有する組成物に紫外線を照
射すると、相分離を起こしながら光重合硬化する性質を
利用して作製するものであり、この方法によれば、紫外
線照射の際マスクを用いずともドメイン間隔が1μm〜
20μmの平滑なる屈折率変調型の光制御板を作製でき
る。この相分離は界面が連続的であるため、得られる光
制御板に光を透過させると界面で反射が起きず光の透過
率を落とさない。また、この光制御板は位相格子と異な
り規則性のある構造を持たないため、モアレ縞は生じな
い。さらに、この光制御板はマスクを用いずに膜状組成
物に紫外線を照射する工程のみで製造できるため、製造
法が簡便であり量産性に優れている。
リカーボネート系樹脂フィルム、メタアクリル樹脂シー
ト、ポリエチレンテレフタートフィルムなどを用いるこ
とができる。
内のレターデーション値が50nm〜300nmであり、
(面内のレターデーション値)/(厚み方向のレターデ
ーション値)の比が0.5〜1.8である位相差フィル
ムを作製する方法としては、例えば特願平7−3693
3号(=特開平8−62422号公報)に記載されてい
る以下のような方法を用いることができる。
であれば特に限定されず、透明性に優れた熱可塑性樹脂
フィルムを延伸して位相差フィルムとされる。熱可塑性
樹脂としては例えば、ポリカーボネート系樹脂、ポリサ
ルフォン、ポリアリレート、2酢酸セルロースなどが挙
げられるが、中でもポリカーボネート系樹脂、ポリサル
フォンが好ましい。
キャスト法を用いて製造されたものが均一性の点で好ま
しく用いられる。熱可塑性樹脂フィルムの厚みは、例え
ば50μm〜300μmであり、好ましくは100μm
〜200μmである。
樹脂フィルムは、予熱部、延伸部、熱処理部が連続した
テンター内において、予熱、横一軸延伸及び熱処理が連
続して施される。まず、予熱とは、次の延伸処理におい
て良好に延伸できるよう予め熱可塑性樹脂フィルムを加
熱により軟化させておく処理を言う。装置内に導入され
た熱可塑性樹脂フィルムは、Tg<Tp≦(Tg+10
0℃)(但し、Tgは熱可塑性樹脂のガラス転移温度を
示し、Tpは予熱温度を示す。)で予熱されるが、予熱
時間は樹脂を必要なだけ軟化させ、かつ必要以上の変形
を抑制するために通常は0.1分間〜1分間が好まし
い。
入され、Tg<Ts≦(Tg+100℃)(但し、Ts
は延伸温度を示す。)で、延伸軸と直交する方向の収縮
を起こさないようにした状態で、変形速度150%/分
〜1000%/分、延伸倍率2〜3倍でフィルムの進行
方向と直交する方向へ横一軸延伸される。ここで、延伸
温度、変形速度、延伸倍率は、原反として用いる熱可塑
性樹脂フィルムの種類、厚み、および必要とされる位相
差フィルムの面内のレターデーション値、(面内のレタ
ーデーション値)/(厚み方向のレターデーション値)
の比の値、厚みなどにより適宜選択される。例えば、ポ
リカーボネートフィルムを用いる場合には、延伸温度は
190℃〜220℃、変形速度は150%/分〜600
%/分、延伸倍率は2倍〜3倍とするのが好ましい。一
般的には延伸温度を低下させるか、変形速度を上昇させ
るか、あるいは延伸倍率を増加させると面内のレターデ
ーション値は増加する傾向があり、また、延伸倍率を増
加させることにより(面内のレターデーション値)/
(厚み方向のレターデーション値)の比の値は大きくな
る傾向がある。
部に導入され、フィルムの配向を固定するなどの目的
で、延伸後のチャック幅(延伸軸方向の幅)を保った状
態で、(Ts−50℃)≦Ths≦Ts(但し、Ths
は熱処理温度を示す。)で0.1分〜1分間保温され
る。この保温を通常、熱処理と称する。この時、必要な
場合にはフィルムを延伸軸方向に0%〜10%の範囲で
収縮させてもよい。収縮させるには、例えば、チャック
幅を所要の収縮率となるように狭めればよい。上記のよ
うなテンターによる予熱、一軸延伸及び熱処理の連続処
理方法以外の方法もとり得るが、工業的な製造において
はテンターを用いる方法が好ましい。
面内のレターデーション値は50nm〜300nmであ
り、(面内のレターデーション値)/(厚み方向のレタ
ーデーション値)の比は0.5〜1.8である。面内の
レターデーション値及び(面内のレターデーション値)
/(厚み方向のレターデーション値)の比の値は、位相
差フィルムの用途により適宜選択される。面内のレター
デーション値は、好ましくは80nm〜200nmであ
り、厚み方向のレターデーション値は、好ましくは45
nm〜400nmである。位相差フィルムの厚みは、ハ
ンドリング性の点から好ましくは50μm〜150μm
である。
特性は、前出の特願平7−36933号(=特開平8−
62422号公報)に記載されている方法で求められ
る。面内のレターデーション値は、セナルモン・コンペ
ンセータを装備した偏光顕微鏡を用いて、フィルム面と
光学系が垂直となるようにして求める。また、厚み方向
のレターデーション値は、以下の式に従って求める。 厚み方向のレターデーション値:〔(nX+nY)/2−n
Z〕×d (但し、nX はフィルム面内の最大屈折率、nY はフィ
ルム面内でnX の垂直方向の屈折率、nZ はフィルム厚
み方向の屈折率、dはフィルム厚みを示す。)
に、前出の特願平7−36933号(=特開平8−62
422号公報)に記載されているように、無機層状化合
物層からなる位相差フィルムを積層し、(面内のレター
デーション値)/(厚み方向のレターデーション値)の
比を調整して用いてもよい。
れない。延伸したポリビニルアルコールフィルムにヨウ
素や二色性染料を染色し、両面に透明なフィルムを保護
フィルムとして貼合したものが用いられる。耐久性の要
求が厳しくない場合は、高い偏光性能を有するヨウ素を
染色したヨウ素系偏光フィルムが、耐久性の要求が厳し
い場合は、偏光性能が若干低いが耐久性に優れる二色性
染料を染色した染料系偏光フィルムが用いられる。
板、位相差フィルム及び偏光フィルムを積層することで
得ることができる。積層の順序は必要とされる光学特性
により適宜決定されるが、偏光フィルム/光制御板/位
相差フィルム、光制御板/偏光フィルム/位相差フィル
ム、偏光フィルム/位相差フィルム/光制御板などの構
造が例示できる。また、一方向について散乱特性を持っ
た光制御板を複数枚用いて特定の複数の方向に散乱特性
を持たせる場合は、偏光フィルム/光制御板/光制御板
/位相差フィルム、光制御板/偏光フィルム/光制御板
/位相差フィルムなどの構造をとることもできる。
例えば光制御板、位相差フィルム、偏光フィルムのそれ
ぞれを単独で作製してアクリル系などの粘着剤または接
着剤を用いて積層する方法、光制御板を作製する場合の
基板として偏光フィルムを用いて直接、光制御板/偏光
フィルムの積層構造としたものを粘着剤または接着剤を
用いて位相差フィルムと積層する方法などを用いること
ができる。
面に配置して用いる場合、光学フィルムの表面に付加機
能を付与することもできる。例えば、最表面となるフィ
ルムの表面に傷付き防止のための透明な保護フィルムを
貼合したり、傷付き防止のためのハードコート層を設け
ることができる。また、外光の反射を防止するために表
面に微細な凹凸を形成し外光を乱反射させるアンチグレ
ア層や、誘電体薄膜の多層膜からなる反射防止層を形成
することもできる。さらに、反射防止層を形成した透明
な保護フィルムを貼合したり、ハードコート層上に反射
防止層を形成したりすることもできる。
内のレターデーション値が50nm〜300nmであ
り、(面内のレターデーション値)/(厚み方向のレタ
ーデーション値)の比が0.5〜1.8である位相差フ
ィルム及び偏光フィルムの機能を持ち、液晶表示装置等
の視野角特性の改良に有効である。
が、本発明はこれに限定されるものではない。
ネート及び2−ヒドロキシエチルアクリレートの反応に
より得られた平均分子量約6000のポリエーテルウレ
タンアクリレート(屈折率1.460)40部に対し
て、2,4,6−トリブロムフェニルアクリレート(屈
折率1.576)30部、2−ヒドロキシ−3−フェノ
キシプロピルアクリレート30部(屈折率1.52
6)、及び光重合開始剤として2−ヒドロキシ−2−メ
チルプロピオフェノン1.5部、充填材としてポリメチ
ルメタクリレート微粒子(MP−300、総研化学
(株)製:平均粒径0.1μm)0.01部を添加、混
合して光重合性組成物を調製した。この組成物を188
μm厚みのポリエチレンテレフタレートフィルムに塗布
し、図1及び図2に示される装置により紫外線を照射角
25度で照射した後に、ポリエチレンテレフタートフィ
ルムから剥離することにより光制御板を作製した。図
中、1は80W/cmの棒状高圧水銀ランプ、2は遮光
板、3はコンベアー、4は光制御板用組成物を塗布した
188μmポリエチレンテレフタレートフィルム、5は
本実施例における紫外線照射角度を示している。この光
制御板の厚みは162μm、ドメイン間隔は3μmであ
り、最大曇価は82%、曇価30%以上で定義される散
乱角度域は4度〜47度であった。
(Tg:148℃)の連続フィルム(厚さ140μm)
を作製した。このフィルムを予熱部が3m、延伸部が6
m、熱処理部が3mであるテンター内に導入し、予熱
(温度220℃、20秒間)、横一軸延伸(変形速度2
00%/分、延伸温度207℃、延伸倍率2.2倍)及
び熱処理(温度180℃、20秒間、延伸軸方向の収縮
率0%)を連続して施した。この位相差フィルムの厚み
は58μm、面内のレターデーション値は101nm、
厚み方向のレターデーション値は143nmであり、
(面内のレターデーション値)/(厚み方向のレターデ
ーション値)の比は0.706であった。
ロイHG、住友化学工業(株)製)の表面に無機誘電体
薄膜の多層膜からなる反射防止層を形成し、これを粘着
剤を介して光制御板に貼合し、また粘着剤を介してヨウ
素系偏光フィルム(スミカランSK−1842AP7、
住友化学工業(株)製)と貼合し、さらに偏光フィルム
の粘着剤を介して位相差フィルムを偏光フィルムの吸収
軸と位相差フィルムの遅相軸が平行となるように貼合し
て光学フィルム(構成:反射防止層/アクリルシート/
光制御板/偏光フィルム/位相差フィルム〔平行〕)を
得た。この光学フィルムは、光制御板、面内のレターデ
ーション値が50nm〜300nmであり、(面内のレ
ターデーション値)/(厚み方向のレターデーション
値)の比が0.5〜1.8である位相差フィルム及び偏
光フィルムの機能を持ち、液晶表示装置の視野角特性の
改良に有効である。
チレンテレフタレートフィルムに塗布し、図1及び図2
に示される装置により紫外線を照射角35度で照射した
後に、ポリエチレンテレフタートフィルムから剥離する
ことにより光制御板を作製した。この光制御板の厚みは
164μm、ドメイン間隔は3μmであり、最大曇価は
82%、曇価30%以上で定義される散乱角度域は13
度〜47度であった。
(Tg:148℃)の連続フィルム(厚さ140μm)
を作製した。このフィルムを実施例1で用いたのと同様
のテンター内に導入し、予熱(温度220℃、10秒
間)、横一軸延伸(変形速度467%/分、延伸温度2
08℃、延伸倍率2.4倍)及び熱処理(温度200
℃、10秒間、延伸軸方向の収縮率0%)を連続して施
した。この位相差フィルムの厚みは70μm、面内のレ
ターデーション値は119nm、厚み方向のレターデー
ション値は143nmであり、(面内のレターデーショ
ン値)/(厚み方向のレターデーション値)の比は0.
832であった。
偏光フィルム(SK−1842AP7−AG1、住友化
学工業(株)製)を粘着剤を介して光制御板に貼合し
た。次に粘着剤を介して位相差フィルムを偏光フィルム
の吸収軸と位相差フィルムの遅相軸が平行となるように
貼合し、さらに粘着剤を介して同一の位相差フィルムを
偏光フィルムの吸収軸と位相差フィルムの遅相軸が直交
となるように貼合して光学フィルム(構成:アンチグレ
ア層/偏光フィルム/光制御板/位相差フィルム〔平
行〕/位相差フィルム〔直交〕)を得た。この光学フィ
ルムは、光制御板、面内のレターデーション値が50n
m〜300nmであり、(面内のレターデーション値)
/(厚み方向のレターデーション値)の比が0.5〜
1.8である位相差フィルム及び偏光フィルムの機能を
持ち、液晶表示装置の視野角特性の改良に有効である。
である。
である。
レートフィルム 5 照射角
Claims (8)
- 【請求項1】 (a)相互に屈折率が異なる2種類以上
の光重合可能なモノマー及び/又はオリゴマーを含有す
る組成物を膜状に形成した後に紫外線を照射して得ら
れ、ドメイン間隔が1μm〜20μmである少なくとも1
枚の光制御板、(b)熱可塑性樹脂からなり、面内のレ
ターデーション値が50nm〜300nmであり、(面内の
レターデーション値)/(厚み方向のレターデーション
値)の比が0.5〜1.8である少なくとも1枚の位相
差フィルムおよび(c)偏光フィルムを積層してなる光
学フィルム。 - 【請求項2】 光重合可能なモノマー及び/又はオリゴ
マーの少なくとも2種の屈折率差が0.01以上である
請求項1記載の光学フィルム。 - 【請求項3】 光制御板用の組成物中に、光重合可能な
モノマー又はオリゴマーと屈折率が異なり、光重合性が
ない化合物を含有する請求項1又は請求項2記載の光学
フィルム。 - 【請求項4】 光制御板用の組成物中に、平均粒径が
0.05〜20μm である充填材を含有し、該充填材が
ポリメチルメタクリレート微粒子である請求項1〜3の
いずれかに記載の光学フィルム。 - 【請求項5】 光制御板が、曇価30%以上の光線散乱
能を示す光線入射角度域と曇価30%未満の光線散乱能
を示さない光線入射角度域を有する光制御板である請求
項1記載の光学フィルム。 - 【請求項6】 光線散乱能を示す光線入射角度域の最大
曇価が30%〜85%である請求項5記載の光学フィル
ム。 - 【請求項7】 位相差フィルムが、溶剤キャスト法によ
り製膜した熱可塑性樹脂フィルムを延伸して得られる位
相差フィルムである請求項1記載の光学フィルム。 - 【請求項8】 位相差フィルムが、ポリカーボネートフ
ィルム又はポリサルフォンフィルムを延伸して得られる
位相差フィルムである請求項1記載の光学フィルム。
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JP07098355A JP3134710B2 (ja) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 光学フィルム |
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- 1995-04-24 JP JP07098355A patent/JP3134710B2/ja not_active Expired - Fee Related
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