JP5407204B2 - 粘着剤、両面粘着シート、光学フィルター、及びディスプレイ - Google Patents
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Description
透視性を備えながら電磁遮蔽性を持たせるため、従来、透明基材フィルムの一方に金属メッシュ層を有する電磁遮蔽フィルムを、他の光学機能層等と一体化した光学フィルターが用いられている。
また、粘着剤を柔らかい性状のものにすると、初期リワーク性が低下しやすい。すなわち、誤って貼合したときに剥離がし難く、張り直しが困難となりやすい。
例えば、特許文献1では、主としてメッシュ封止性の向上を目的として、貯蔵弾性率を特定範囲とした発明が開示されている。また、特許文献2には、貯蔵弾性率及び損失弾性率が相違する2種の粘着剤層を積層する発明が記載されている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、単一の粘着剤層で、実用上充分な耐デント性及び初期リワーク性を有すると共に、メッシュ封止性も満足する粘着剤と両面粘着シート、及びこれを用いた光学フィルター、並びにディスプレイを提供することを課題とする。
[1]基材の一方の面に金属メッシュ層を有する第1の光学シートと、第2の光学シートとを、前記金属メッシュ層を内側として貼合することにより光学フィルターを得るための粘着剤であって、
下記ポリマー(A)を主成分とする主剤を、下記架橋剤(B)により架橋させる2液架橋型粘着剤であることを特徴とする粘着剤。
ポリマー(A):アクリル酸メチルに基づく構成単位(a1)、アクリル酸ブチルに基づく構成単位(a2)、並びにイソシアネート基と反応する官能基を有する構成単位(a3)を有し、構成単位(a2)に対する構成単位(a1)のモル組成比が60/40〜40/60であり、かつGPCで測定したポリスチレン換算の重量平均分子量Mwが35万〜55万の範囲にあると共に、該ポリスチレン換算の重量平均分子量Mwの数平均分子量Mnに対する比率が6以下である。
架橋剤(B):ヘキサメチレンジイソシアネートの、アダクト体または/およびビウレット体。
[2]一対の剥離シートの間に[1]に記載の粘着剤の層が設けられたことを特徴とする両面粘着シート。
[3]基材の一方の面に金属メッシュ層を有する第1の光学シートと、第2の光学シートとが、前記金属メッシュ層を内側として、[1]に記載の粘着剤により貼合されていることを特徴とする光学フィルター。
[4][3]に記載の光学フィルターを備えることを特徴とするディスプレイ。
本発明の粘着剤は、後述の光学フィルターを得るために使用されるものである。本発明の粘着剤は、ポリマー(A)を主成分とする主剤を、架橋剤(B)により架橋させる2液架橋型粘着剤である。
ポリマー(A)は、アクリル酸メチルに基づく構成単位(a1)、アクリル酸ブチルに基づく構成単位(a2)、並びにイソシアネート基と反応する官能基を有する構成単位(a3)を有している。
ポリマー(A)は、構成単位(a1)を有することにより、粘着力に影響を与える因子であるガラス転移温度や極性の度合いなどが、適度なものに調整される。
構成単位(a2)は、アクリル酸ブチル重合することにより得られる構成単位である。構成単位(a2)を与えるモノマーは、粘着力に影響を与える因子である、ガラス転移温度や極性の度合いなどの理由から、アクリル酸n−ブチルが好ましい。
構成単位(a3)を与えるモノマーは、イソシアネート基と反応する官能基を有すると共に、アクリル酸メチル及びアクリル酸ブチルと、共重合可能なモノマーである。構成単位(a3)を与えるモノマーとしては、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸4−ヒドロキシブチルなどの(メタ)アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル;アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチルアクリルアミド、N−メチルメタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなどのアクリルアミド類;(メタ)アクリル酸モノメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸モノエチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸モノメチルアミノプロピル、(メタ)アクリル酸モノエチルアミノプロピルなどの(メタ)アクリル酸モノアルキルアミノアルキル;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸、シトラコン酸などのエチレン性不飽和カルボン酸などが挙げられる。
中でも、金属メッシュの腐食を抑制しやすいことから、酸成分を含まないものが好ましい。アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチルなどのアクリル酸ヒドロキシアルキルエステル類や、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミドなどのアクリルアミド類が特に好ましい。
構成単位(a1)のモル比率が高いほど、ポリマー(A)は固くなり、凝集力が高まる傾向にある。一方、構成単位(a2)のモル比率が高いほど、ポリマー(A)は柔らかくなり、ぬれ性が高まる傾向にある。
本発明者らは、構成単位(a2)に対する構成単位(a1)のモル組成比が上記範囲であれば、ポリマー(A)の凝集力とぬれ性のバランスが良好となることを見いだした。
両者のモル比率の合計が80モル%以上であれば、耐デント性や初期リワーク性などの構成単位(a1)及び構成単位(a2)由来の物性を損なわないため好ましい。一方、両者のモル比率の合計が99モル%以下であれば、所望する架橋密度を得るためのイソシアネート基と反応させる官能基を必要量導入するための構成単位(a3)を導入することが可能となるので好ましい。
ポリマー(A)全体における構成単位(a3)のモル比率の合計は、0.5〜20モル%であることが好ましく、1〜7モル%であることがより好ましい。両者のモル比率の合計が0.5モル%以上であれば、所望する架橋密度を得るためのイソシアネート基と反応させる官能基を必要量導入することが可能になるため好ましい。一方、両者のモル比率の合計が20モル%以下であれば、構成単位(a3)がポリマー(A)の物性に与える影響が小さいので、耐デント性や初期リワーク性などの物性を損なわないため好ましい。
他の構成単位(a4)としては、アクリル酸メチルおよびアクリル酸ブチル以外のアクリル酸アルキルエステル類が挙げられる。
ポリマー(A)全体における構成単位(a4)のモル比率は、10モル%以下であることが好ましく、5モル%以下であることがより好ましい。
ポリマー(A)における各構成単位のモル比率は、各構成単位を与えるモノマーの仕込み量のモル比率にほぼ等しくなる。
なお、通常の光学フィルム用の粘着剤の重量平均分子量Mwは60万〜80万である。通常は、重量平均分子量Mwが60万未満となると、分子量10万未満の低分子成分を多く含有することになり充分な凝集力が得られなくなるからである。
本発明において重量平均分子量Mwを55万以下としながら粘着性を確保できるのは、架橋剤として、3官能の架橋剤(B)を用いることにより架橋密度が高くなるためと、後述で記載する分子量分布をコントロールし、上記の分子量10万未満の低分子成分を極力排除するためであると考えられる。
また、重合終了後低分子量成分を取り除くことによっても、Mw/Mnを小さくすることができる。低分子量成分を取り除く方法としては、
ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて機械的に低分子成分を除去する、再沈殿法により低分子成分を溶出させて除去する等の方法が挙げられる。
ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂、クマロンインデン系樹脂、スチレン系樹脂、キシレン系樹脂、フェノール系樹脂、石油樹脂等の粘着付与剤、充填剤等が挙げられる。
主剤中の全ポリマーにおける他のポリマーの割合は、5質量%以下であることが好ましく、2質量%以下であることがより好ましい。主剤中のポリマーはポリマー(A)のみであることが、特に好ましい。
架橋剤(B)は3官能のイソシアネート化合物であり、ポリマー(A)と反応すると高い架橋密度が得られる。そのため、ポリマー(A)の重量平均分子量Mwが小さくても、充分な凝集力および粘着力が得られると考えられる。
また、架橋剤(B)を用いると各架橋点間に炭素数6の炭化水素基か介在することになり、架橋間を長くすることができる。このため、架橋密度が高くてもスポンジのように弾力性のある構造となり、良好なメッシュ封止性を有しながら、耐デント性が確保できるものと考えられる。
なお、ヘキサメチレンジイソシアネート以外のアダクト体であっても、長鎖の炭化水素基を有していれば、使用できる可能性がある。
架橋剤(B)には、2液架橋型粘着剤の架橋剤に用いられる公知の添加剤を添加することができる。添加剤としては、スズ系の硬化促進剤や、アセチルアセトンと言ったスズ系の促進剤を用いた時のポットライフを短くすることを防ぐ硬化遅延剤等、が挙げられる。
本発明の両面粘着シートは、一対の剥離シートの間に本発明の粘着剤の層が設けられたものである。剥離シートとしては公知のものが採用できる。剥離シートの材質としては、紙、フィルムなどが挙げられる。剥離シートは、片面に剥離層を有する片面剥離シートであることが好ましい。
また、一方の剥離シートの粘着剤層に対する剥離力と他方の剥離シートの粘着剤層に対する剥離力とは、異なることが好ましい。これにより、一方の剥離シートだけを先に剥離することが容易となる。
本発明の光学フィルターは、基材の一方の面に金属メッシュ層を有する第1の光学シートと、第2の光学シートとが、前記金属メッシュ層を内側として、本発明の粘着剤により貼合されたものである。
金属メッシュ層における開口率(第1の光学シートの全面積に対する金属層のない部分の面積の割合)は、85〜98%であることが好ましく、90〜95%であることがより好ましい。開口率が85%未満であると、光の透過率が低下するばかりでなく、粘着剤を充分に充填することが困難となる。一方、98%を超えると、充分な電磁遮蔽性を得ることが困難となる。
また、フィルムや基体は、透明でも、光学フィルターに必要な何らかの光学的機能を付与されたものであってもよい。
その後両面粘着シートの他方の剥離シート(剥離力の重い方の剥離シート)を剥離し、粘着剤層の他方の面を露出させる。次いで露出した粘着剤層の他方の面に第2または第1の光学シートに貼着することにより、第1の光学シートと第2の光学シートが貼合され、本発明の光学フィルターが得られる。
同様に、第2の光学シートが積層体である場合、その一部(金属メッシュ層と貼合される側)と第1の光学シートとを貼合したものに、残部(金属メッシュ層から離間して配置される側)を貼合して第2の光学シートを完成させてもよい。
本発明のディスプレイは、本発明の光学フィルターを備えるものである。本発明のディスプレイとしては、プラズマディスプレイ等、電磁遮蔽の必要のあるディスプレイが挙げられる。
攪拌機、温度計、還流冷却器、滴下装置、窒素導入管を備えた反応装置に、窒素ガスを封入後、溶媒であるアセトン105質量部を添加した。次いで、反応装置内に、単量体成分としてのアクリル酸メチルとアクリル酸n−ブチルとが、モル組成比で55/45になるように調整したアクリル酸メチルとアクリル酸n−ブチルとの混合体100質量部、続いて、アクリル酸2−ヒドロキシエチル5.0質量部、開始剤としてのアゾビスイソブチロニトリル(以下AIBNと表記する)0.6質量部とをモノマー濃度が凡そ50質量%となるようにアセトン中に添加し、攪拌しながら窒素ガス気流中、50℃で8時間攪拌した後、氷水浴にて急冷することにより重合反応を停止させた。
この共重合体溶液の固形分100質量部に対し、架橋剤としてのヘキサメチレンジイソシアネート系3官能性アダクト体〔旭日化成(株)製:P301−75E〕0.4質量部を加え、酢酸エチルにて濃度25質量%の溶液となるように希釈し、粘着剤溶液とした。
重合開始剤AIBNの使用量を0.4質量部に変更した以外は実施例1と同様にして、固形分30%で、重量平均分子量Mw54万、Mw/Mn=5.6のアクリル酸エステル共重合体を得た。この共重合体溶液の固形分100質量部に対し、架橋剤としてのヘキサメチレンジイソシアナート系3官能性アダクト体〔旭日化成(株)製:P301−75E〕0.4質量部を加え、酢酸エチルにて濃度25質量%の溶液となるように希釈し、粘着剤溶液とし、実施例1と同様にしてコアレスの両面粘着シートを得た。
アクリル酸メチルとアクリル酸n−ブチルをモル組成比で45/55となるように変更した以外は実施例1と同様にして、固形分30%で、重量平均分子量Mw37万、Mw/Mn=3.2のアクリル酸エステル共重合体を得た。この共重合体溶液の固形分100質量部に対し、架橋剤としてのヘキサメチレンジイソシアナート系3官能性アダクト体〔旭日化成(株)製:P301−75E〕0.4質量部を加え、酢酸エチルにて濃度25質量%の溶液となるように希釈し、粘着剤溶液とし、実施例1と同様にしてコアレスの両面粘着シートを得た。
アクリル酸メチルとアクリル酸n−ブチルをモル組成比で45/55となるように変更した以外は実施例2と同様にして、固形分30%で、重量平均分子量Mw54万、Mw/Mn=5.8のアクリル酸エステル共重合体を得た。この共重合体溶液の固形分100質量部に対し、架橋剤としてのヘキサメチレンジイソシアナート系3官能性アダクト体〔旭日化成(株)製:P301−75E〕0.4質量部を加え、酢酸エチルにて濃度25質量%の溶液となるように希釈し、粘着剤溶液とし、実施例1と同様にしてコアレスの両面粘着シートを得た。
重合溶媒をアセトンから酢酸エチルに変更し、モノマー濃度を30質量%、反応温度を77〜80℃(溶媒の還流温度)に変更し、再沈殿工程を行わなかった以外は、実施例1と同様にして、固形分30%で、重量平均分子量Mw36万、Mw/Mn=7.6のアクリル酸エステル共重合体を得た。この共重合体溶液の固形分100質量部に対し、架橋剤としてのヘキサメチレンジイソシアナート系3官能性アダクト体〔旭日化成(株)製:P301−75E〕0.4質量部を加え、酢酸エチルにて濃度25質量%の溶液となるように希釈し、粘着剤溶液とし、実施例1と同様にしてコアレスの両面粘着シートを得た。
重合溶媒をアセトンから酢酸エチルに変更し、モノマー濃度を30質量%、反応温度を77〜80℃(溶媒の還流温度)に変更し、再沈殿工程を行わなかった以外は、実施例2と同様にして、固形分32%で、重量平均分子量Mw53万、Mw/Mn=8.2のアクリル酸エステル共重合体を得た。この共重合体溶液の固形分100質量部に対し、架橋剤としてのヘキサメチレンジイソシアナート系3官能性アダクト体〔旭日化成(株)製:P301−75E〕0.4質量部を加え、酢酸エチルにて濃度25質量%の溶液となるように希釈し、粘着剤溶液とし、実施例1と同様にしてコアレスの両面粘着シートを得た。
反応温度を77℃にし、再沈殿工程を行わなかった以外は、実施例3と同様にして、固形分32%で、重量平均分子量Mw36万、Mw/Mn=7.8のアクリル酸エステル共重合体を得た。この共重合体溶液の固形分100質量部に対し、架橋剤としてのヘキサメチレンジイソシアナート系3官能性アダクト体〔旭日化成(株)製:P301−75E〕0.4質量部を加え、酢酸エチルにて濃度25質量%の溶液となるように希釈し、粘着剤溶液とし、実施例1と同様にしてコアレスの両面粘着シートを得た。
反応温度を77℃にし、再沈殿工程を行わなかった以外は、実施例4と同様にして、固形分32%で、重量平均分子量Mw52万、Mw/Mn=8.6のアクリル酸エステル共重合体を得た。この共重合体溶液の固形分100質量部に対し、架橋剤としてのヘキサメチレンジイソシアナート系3官能性アダクト体〔旭日化成(株)製:P301−75E〕0.4質量部を加え、酢酸エチルにて濃度25質量%の溶液となるように希釈し、粘着剤溶液とし、実施例1と同様にしてコアレスの両面粘着シートを得た。
重合開始剤AIBNの使用量を0.3質量部に変更した以外は実施例1と同様にして、固形分32%で、重量平均分子量Mw65万、Mw/Mn=5.8のアクリル酸エステル共重合体を得た。この共重合体溶液の固形分100質量部に対し、架橋剤としてのヘキサメチレンジイソシアナート系3官能性アダクト体〔旭日化成(株)製:〕0.4質量部を加え、酢酸エチルにて濃度25質量%の溶液となるように希釈し、粘着剤溶液とし、実施例1と同様にしてコアレスの両面粘着シートを得た。
重合開始剤AIBNの使用量を0.7部に変更した以外は実施例2と同様にして、固形分32%で、重量平均分子量Mw28万、Mw/Mn=4.5のアクリル酸エステル共重合体を得た。この共重合体溶液の固形分100質量部に対し、架橋剤としてのヘキサメチレンジイソシアナート系3官能性アダクト体〔旭日化成(株)製:P301−75E〕0.4質量部を加え、酢酸エチルにて濃度25質量%の溶液となるように希釈し、粘着剤溶液とし、実施例1と同様にしてコアレスの両面粘着シートを得た。
重合開始剤AIBNの使用量を0.3部に変更した以外は実施例3と同様にして、固形分32%で、重量平均分子量Mw65万、Mw/Mn=5.5のアクリル酸エステル共重合体を得た。この共重合体溶液の固形分100質量部に対し、架橋剤としてのヘキサメチレンジイソシアナート系3官能性アダクト体〔旭日化成(株)製:〕0.4質量部を加え、酢酸エチルにて濃度25質量%の溶液となるように希釈し、粘着剤溶液とし、実施例1と同様にしてコアレスの両面粘着シートを得た。
重合開始剤AIBNの使用量を0.7部に変更した以外は実施例3と同様にして、固形分32%で、重量平均分子量Mw28万、Mw/Mn=4.1のアクリル酸エステル共重合体を得た。この共重合体溶液の固形分100質量部に対し、架橋剤としてのヘキサメチレンジイソシアナート系3官能性アダクト体〔旭日化成(株)製:P301−75E〕0.4質量部を加え、酢酸エチルにて濃度25質量%の溶液となるように希釈し、粘着剤溶液とし、実施例1と同様にしてコアレスの両面粘着シートを得た。
アクリル酸メチルとアクリル酸n−ブチルをモル組成比で65/35となるように変更した以外は実施例1と同様にして、固形分32%で、重量平均分子量Mw37万、Mw/Mn=3.8のアクリル酸エステル共重合体を得た。この共重合体溶液の固形分100質量部に対し、架橋剤としてのヘキサメチレンジイソシアナート系3官能性アダクト体〔旭日化成(株)製:P301−75E〕0.4質量部を加え、酢酸エチルにて濃度25質量%の溶液となるように希釈し、粘着剤溶液とし、実施例1と同様にしてコアレスの両面粘着シートを得た。
アクリル酸メチルとアクリル酸n−ブチルをモル組成比で35/65となるように変更した以外は実施例2と同様にして、固形分32%で、重量平均分子量Mw54万、Mw/Mn=5.2のアクリル酸エステル共重合体を得た。この共重合体溶液の固形分100質量部に対し、架橋剤としてのヘキサメチレンジイソシアナート系3官能性アダクト体〔旭日化成(株)製:P301−75E〕0.4質量部を加え、酢酸エチルにて濃度25質量%の溶液となるように希釈し、粘着剤溶液とし、実施例1と同様にしてコアレスの両面粘着シートを得た。
実施例および比較例で作成した各両面粘着シートの剥離力の軽い剥離フィルム〔王子特殊紙(株)製、38μRL−07(L)〕を剥がした。これを厚さ100μmのPETフィルム(東洋紡(株)製:コスモシャインA4300)にハンドローラーを用いて貼合して、各実施例および比較例の試験シートを作成した。
各試験シートを100mm×100mmの大きさに切り出し、剥離力の重い剥離フィルム〔王子特殊紙(株)製、50μRL−07(2)〕〕を剥がした。これを、厚さ100μmのPET基材の片面に、ピッチ250μm、線幅および線深さ10μmの格子状の銅メッシュが貼合された電磁波遮蔽フィルム(日本フイルコン(株)製)にハンドローラーを用いて仮貼合した。その後、手剥がしにより、電磁波遮蔽フィルムから試験シートを剥がし、目視で、銅メッシュ上の糊残りの有無を確認して、下記基準により評価した。結果を表1に示す。
◎:素早く剥がしても銅メッシュ上の糊残りが全く存在しない。
○:ゆっくり剥がすと銅メッシュ上に糊残りが全く存在していないが、素早く剥がした場合、メッシュ上に糊残りが僅かに存在する場合がある。
△:ゆっくり剥がすと銅メッシュ上に糊残りが僅かに存在し、素早く剥がした場合、メッシュ上に糊残りが多量に存在する。
×:ゆっくり剥がしても銅メッシュ上に糊残りが多量に存在する。
各試験シートを100mm×100mmの大きさに切り出し、剥離力の重い剥離フィルム〔王子特殊紙(株)製、50μRL−07(2)〕〕を剥がした。これを、厚さ100μmのPET基材の片面に、ピッチ250μm、線幅および線深さ10μmの格子状の銅メッシュが貼合された電磁波遮蔽フィルム(日本フイルコン(株)製)にハンドローラーを用いて仮貼合した。次いで、加圧脱泡装置(栗原製作所(製))にて0.5MPa、50℃、10分処理を行い本貼合した。その後目視でメッシュの封止状態を確認するとともに、顕微鏡観察で細かな気泡が残っていないか確認して、下記基準により評価した。結果を表1に示す。
◎:100mm×100mmの面積で封止が不完全な部分や気泡の残存が確認ができない。
○:100mm×100mmの面積でメッシュと糊の界面に極微小な泡が1,2個存在する。
△:100mm×100mmの面積でメッシュと糊の界面に微小な泡が多数存在する。
×:100mm×100mmの面積全体で封止が不完全な部分、または大きな気泡の残存が確認できる。
各試験シートを100mm×100mmの大きさに切り出したものを水平におかれた平坦なガラス板の上に、剥離シート側を下側として載置した。載置した試験シートの4隅に直径5mmφのスチールボールを乗せてさらにその上に100mm×100mmで厚みが3mmのガラス板およびガラス板の上に500gの錘を乗せた。30秒経過後、錘、ガラス板、スチールボールを撤去し、スチールボールが乗っていたところに押し跡、型付きが生じていないか目視で確認して、下記基準により評価した。結果を表1に示す。
◎:目視で押し跡、型付きが確認ができない。
○:目視で押し跡、型付きが確認ができるが、30秒以内に確認できなくなる。
△:目視で押し跡、型付きが確認ができるが、30秒以内では消えず、1日放置後観察すると確認できなくなる。
×:目視で押し跡、型付きが確認ができ、1日以上放置しても消えない。
Claims (4)
- 基材の一方の面に金属メッシュ層を有する第1の光学シートと、第2の光学シートとを、前記金属メッシュ層を内側として貼合することにより光学フィルターを得るための粘着剤であって、
下記ポリマー(A)を主成分とする主剤を、下記架橋剤(B)により架橋させる2液架橋型粘着剤であることを特徴とする粘着剤。
ポリマー(A):アクリル酸メチルに基づく構成単位(a1)、アクリル酸ブチルに基づく構成単位(a2)、イソシアネート基と反応する官能基を有する構成単位(a3)、並びに、アクリル酸メチルおよびアクリル酸ブチル以外のアクリル酸アルキルエステルに基づく構成単位(a4)からなり、ポリマー(A)全体における構成単位(a3)のモル比率は0.5〜20モル%、ポリマー(A)全体における構成単位(a4)のモル比率は10モル%以下、構成単位(a2)に対する構成単位(a1)のモル組成比が60/40〜40/60であり、かつGPCで測定したポリスチレン換算の重量平均分子量Mwが35万〜55万の範囲にあると共に、該ポリスチレン換算の重量平均分子量Mwの数平均分子量Mnに対する比率が6以下である。
架橋剤(B):ヘキサメチレンジイソシアネートの、アダクト体または/およびビウレット体。 - 一対の剥離シートの間に請求項1に記載の粘着剤の層が設けられたことを特徴とする両面粘着シート。
- 基材の一方の面に金属メッシュ層を有する第1の光学シートと、第2の光学シートとが、前記金属メッシュ層を内側として、請求項1に記載の粘着剤により貼合されていることを特徴とする光学フィルター。
- 請求項3に記載の光学フィルターを備えることを特徴とするディスプレイ。
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