JP3289385B2 - カラー液晶表示装置 - Google Patents
カラー液晶表示装置Info
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- JP3289385B2 JP3289385B2 JP08475993A JP8475993A JP3289385B2 JP 3289385 B2 JP3289385 B2 JP 3289385B2 JP 08475993 A JP08475993 A JP 08475993A JP 8475993 A JP8475993 A JP 8475993A JP 3289385 B2 JP3289385 B2 JP 3289385B2
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/34—Colour display without the use of colour mosaic filters
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はカラー液晶表示装置に関
するものである。
するものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置として、着色した表示が得
られるカラー液晶表示装置がある。図４は従来のカラー
液晶表示装置の断面図であり、この液晶表示装置は、カ
ラーフィルタを備えた液晶セル１０と、この液晶セル１
０をはさんで配置された一対の偏光板２１，２２とから
なっている。
られるカラー液晶表示装置がある。図４は従来のカラー
液晶表示装置の断面図であり、この液晶表示装置は、カ
ラーフィルタを備えた液晶セル１０と、この液晶セル１
０をはさんで配置された一対の偏光板２１，２２とから
なっている。
【０００３】上記液晶セル１０は、透明電極１３，１４
を形成しその上に配向膜１５，１６を形成した上下一対
の透明基板１１，１２を枠状のシール材１８を介して接
合し、この両基板１１，１２間の前記シール材１８で囲
まれた領域に液晶１９を封入したもので、この液晶セル
１０の一方の基板、例えば図において下基板１２には、
透過光を着色するためのカラーフィルタ１７が設けられ
ている。
を形成しその上に配向膜１５，１６を形成した上下一対
の透明基板１１，１２を枠状のシール材１８を介して接
合し、この両基板１１，１２間の前記シール材１８で囲
まれた領域に液晶１９を封入したもので、この液晶セル
１０の一方の基板、例えば図において下基板１２には、
透過光を着色するためのカラーフィルタ１７が設けられ
ている。
【０００４】なお、上記カラーフィルタ１７は基板１２
上に形成されており、この基板１２側の透明電極１４は
前記カラーフィルタ１７を覆う保護膜（図示せず）の上
に形成されている。また、上記液晶セル１０としては、
一般に、液晶１９の分子１９ａを両基板１１，１２間に
おいてほぼ９０°のツイスト角でツイスト配向させたＴ
Ｎ（ツイステッド・ネマティック）型のものが用いられ
ている。
上に形成されており、この基板１２側の透明電極１４は
前記カラーフィルタ１７を覆う保護膜（図示せず）の上
に形成されている。また、上記液晶セル１０としては、
一般に、液晶１９の分子１９ａを両基板１１，１２間に
おいてほぼ９０°のツイスト角でツイスト配向させたＴ
Ｎ（ツイステッド・ネマティック）型のものが用いられ
ている。
【０００５】また、上記一対の偏光板２１，２２は、そ
の透過軸を互いにほぼ平行にして配置されており、これ
ら偏光板２１，２２の透過軸は、液晶セル１０の一方の
基板側の液晶分子配向方向とほぼ平行な方向にある。
の透過軸を互いにほぼ平行にして配置されており、これ
ら偏光板２１，２２の透過軸は、液晶セル１０の一方の
基板側の液晶分子配向方向とほぼ平行な方向にある。
【０００６】なお、液晶表示装置には、透過型のもの
と、裏面に反射板を配置した反射型のものとがあるが、
カラーフィルタを備えたカラー液晶表示装置は一般に、
図４に示したような透過型のものとされている。
と、裏面に反射板を配置した反射型のものとがあるが、
カラーフィルタを備えたカラー液晶表示装置は一般に、
図４に示したような透過型のものとされている。
【０００７】上記カラー液晶表示装置は、その裏面側に
光源（図示せず）を配置し、液晶セル１０の両基板１
１，１２の電極１３，１４間に電圧を印加して表示駆動
されるもので、光源からの光は、入射側（図４では下
側）の偏光板２２により直線偏光されて液晶セル１０に
入射する。
光源（図示せず）を配置し、液晶セル１０の両基板１
１，１２の電極１３，１４間に電圧を印加して表示駆動
されるもので、光源からの光は、入射側（図４では下
側）の偏光板２２により直線偏光されて液晶セル１０に
入射する。
【０００８】そして、液晶セル１０に入射した直線偏光
は、カラーフィルタ１７と液晶層とを通って液晶セル１
０を出射するが、その場合、カラーフィルタ１７の色に
対応する波長帯域以外の波長光がカラーフィルタ１７で
吸収されるため、液晶セル１０を出射する光がカラーフ
ィルタ１７の色に着色された光となる。
は、カラーフィルタ１７と液晶層とを通って液晶セル１
０を出射するが、その場合、カラーフィルタ１７の色に
対応する波長帯域以外の波長光がカラーフィルタ１７で
吸収されるため、液晶セル１０を出射する光がカラーフ
ィルタ１７の色に着色された光となる。
【０００９】また、液晶セル１０の電極１３，１４間に
電圧を印加していない状態、つまり液晶分子１９ａがツ
イスト配向している状態では、液晶セル１０を通る光が
液晶１９による偏光作用を受け、液晶層を通過し終った
ときに液晶セル１０に入射した直線偏光とほぼ直交する
方向の直線偏光になるため、このときは液晶セル１０を
出射した直線偏光が出射側（図４では上側）の偏光板２
１で吸収され、表示が暗（黒）状態になる。
電圧を印加していない状態、つまり液晶分子１９ａがツ
イスト配向している状態では、液晶セル１０を通る光が
液晶１９による偏光作用を受け、液晶層を通過し終った
ときに液晶セル１０に入射した直線偏光とほぼ直交する
方向の直線偏光になるため、このときは液晶セル１０を
出射した直線偏光が出射側（図４では上側）の偏光板２
１で吸収され、表示が暗（黒）状態になる。
【００１０】一方、液晶セル１０の電極１３，１４間に
電圧を印加すると、液晶分子１９ａが基板１１，１２面
に対してほぼ垂直に立上り配向し、液晶１９による偏光
作用はほとんどなくなるため、液晶セル１０に入射した
直線偏光がそのまま液晶セル１０を出射する。そして、
このときは、液晶セル１０を出射した直線偏光が出射側
偏光板２１を透過し、表示が、カラーフィルタ１７によ
り着色された色の明表示になる。
電圧を印加すると、液晶分子１９ａが基板１１，１２面
に対してほぼ垂直に立上り配向し、液晶１９による偏光
作用はほとんどなくなるため、液晶セル１０に入射した
直線偏光がそのまま液晶セル１０を出射する。そして、
このときは、液晶セル１０を出射した直線偏光が出射側
偏光板２１を透過し、表示が、カラーフィルタ１７によ
り着色された色の明表示になる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のカラー液晶表示装置は、カラーフィルタ１７を用い
て透過光を着色するものであるため、光の透過率が低
く、したがって表示が暗いという問題をもっている。
来のカラー液晶表示装置は、カラーフィルタ１７を用い
て透過光を着色するものであるため、光の透過率が低
く、したがって表示が暗いという問題をもっている。
【００１２】これは、カラーフィルタ１７での光の吸収
によるものであり、カラーフィルタ１７は、その色に対
応する波長帯域の光もかなり高い吸収率で吸収するた
め、カラーフィルタ１７を通った着色光が、カラーフィ
ルタ１７に入射する前の前記波長帯域の光に比べて大幅
に光量を減じた光になり、表示が暗くなってしまう。
によるものであり、カラーフィルタ１７は、その色に対
応する波長帯域の光もかなり高い吸収率で吸収するた
め、カラーフィルタ１７を通った着色光が、カラーフィ
ルタ１７に入射する前の前記波長帯域の光に比べて大幅
に光量を減じた光になり、表示が暗くなってしまう。
【００１３】なお、図４に示したカラー液晶表示装置は
透過型のものであるが、このカラー液晶表示装置の裏面
に反射板を配置して反射型装置とすると、装置の表面側
から入射し、裏面の反射板で反射されて表面側に出射す
る光がカラーフィルタ１７を２度通って二重に光量を減
じるため、表示がかなり暗くなって、表示装置としては
ほとんど使用できなくなる。
透過型のものであるが、このカラー液晶表示装置の裏面
に反射板を配置して反射型装置とすると、装置の表面側
から入射し、裏面の反射板で反射されて表面側に出射す
る光がカラーフィルタ１７を２度通って二重に光量を減
じるため、表示がかなり暗くなって、表示装置としては
ほとんど使用できなくなる。
【００１４】本発明は、カラーフィルタを用いずに透過
光を着色して光の透過率を高くし、表示の明るさを十分
高くすることができるカラー液晶表示装置を提供するこ
とを目的としたものである。
光を着色して光の透過率を高くし、表示の明るさを十分
高くすることができるカラー液晶表示装置を提供するこ
とを目的としたものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明のカラー液晶表示
装置は、透明電極を形成した一対の透明基板間に液晶を
封入しその分子をホモジニアス配向させた液晶セルと、
前記液晶セルを挟んで配置された一対の偏光板と、遅相
軸を前記液晶セルの液晶分子配向方向に対し互いにほぼ
平行、あるいはほぼ直交させて前記液晶セルと一方の偏
光板との間に配置され、且つ前記液晶セルのリタデーシ
ョンとは異なる均一なリタデーションの値を有する位相
板とを有し、前記一対の偏光板は、前記偏光板を出射し
た直線偏光を前記位相板と前記液晶セルとにより楕円偏
光にし、この楕円偏光のうち前記液晶セルの偏光作用に
応じた波長帯域の着色光を透過させるために、前記一対
の偏光板の透過軸を前記位相板の遅相軸に対し所定角度
斜めにずらして配置されていることを特徴とするもので
ある。
装置は、透明電極を形成した一対の透明基板間に液晶を
封入しその分子をホモジニアス配向させた液晶セルと、
前記液晶セルを挟んで配置された一対の偏光板と、遅相
軸を前記液晶セルの液晶分子配向方向に対し互いにほぼ
平行、あるいはほぼ直交させて前記液晶セルと一方の偏
光板との間に配置され、且つ前記液晶セルのリタデーシ
ョンとは異なる均一なリタデーションの値を有する位相
板とを有し、前記一対の偏光板は、前記偏光板を出射し
た直線偏光を前記位相板と前記液晶セルとにより楕円偏
光にし、この楕円偏光のうち前記液晶セルの偏光作用に
応じた波長帯域の着色光を透過させるために、前記一対
の偏光板の透過軸を前記位相板の遅相軸に対し所定角度
斜めにずらして配置されていることを特徴とするもので
ある。
【００１６】
【作用】このカラー液晶表示装置は、位相板の偏光作用
によって透過光を着色するとともに、この位相板の偏光
作用と、液晶分子をホモジニアス配向させている液晶セ
ルの偏光作用とによって透過光を他の色に着色するもの
であり、一方の偏光板を通って位相板に入射した直線偏
光は、この位相板を通る過程で位相板の偏光作用により
楕円偏光となるため、この楕円偏光のうち、他方の偏光
板を透過する偏光成分の波長光だけがこの偏光板を透過
して着色光になる。
によって透過光を着色するとともに、この位相板の偏光
作用と、液晶分子をホモジニアス配向させている液晶セ
ルの偏光作用とによって透過光を他の色に着色するもの
であり、一方の偏光板を通って位相板に入射した直線偏
光は、この位相板を通る過程で位相板の偏光作用により
楕円偏光となるため、この楕円偏光のうち、他方の偏光
板を透過する偏光成分の波長光だけがこの偏光板を透過
して着色光になる。
【００１７】また、上記液晶セルは液晶分子をホモジニ
アス配向させたものであるため、この液晶セルは電圧無
印加状態ではホモジニアス配向している液晶分子の長軸
方向に遅相軸がある位相板と考えてよく、また、そのリ
タデーションは上記位相板のリタデーションとは異なっ
ているため、この液晶セルは透過光に対して、上記位相
板とは異なる偏光作用をもつ。
アス配向させたものであるため、この液晶セルは電圧無
印加状態ではホモジニアス配向している液晶分子の長軸
方向に遅相軸がある位相板と考えてよく、また、そのリ
タデーションは上記位相板のリタデーションとは異なっ
ているため、この液晶セルは透過光に対して、上記位相
板とは異なる偏光作用をもつ。
【００１８】そして、上記液晶表示装置においては、一
方の偏光板を通って入射した光が、位相板と上記液晶セ
ルとを通るため、液晶セルの電極間に電圧を印加してい
ない状態、つまり液晶セルの液晶の分子がホモジニアス
配向している状態では、透過光が液晶セルによる偏光作
用も受け、他方の偏光板を透過した光が、位相板の偏光
作用による着色光とは異なった色の光になる。
方の偏光板を通って入射した光が、位相板と上記液晶セ
ルとを通るため、液晶セルの電極間に電圧を印加してい
ない状態、つまり液晶セルの液晶の分子がホモジニアス
配向している状態では、透過光が液晶セルによる偏光作
用も受け、他方の偏光板を透過した光が、位相板の偏光
作用による着色光とは異なった色の光になる。
【００１９】また、上記液晶セルの電極間に電圧を印加
すると、液晶分子の配向状態の変化に対応して液晶セル
での偏光作用が変化するため、位相板と液晶セルとの両
方の偏光作用による着色光の色が変化し、さらに液晶分
子が基板面に対してほぼ垂直に立上がると、液晶セルに
よる偏光作用がほとんど無くなって、他方の偏光板を透
過した光が、上述した位相板の偏光作用のみによる着色
光になる。
すると、液晶分子の配向状態の変化に対応して液晶セル
での偏光作用が変化するため、位相板と液晶セルとの両
方の偏光作用による着色光の色が変化し、さらに液晶分
子が基板面に対してほぼ垂直に立上がると、液晶セルに
よる偏光作用がほとんど無くなって、他方の偏光板を透
過した光が、上述した位相板の偏光作用のみによる着色
光になる。
【００２０】したがって、本発明のカラー液晶表示装置
によれば、従来の液晶表示装置のようにカラーフィルタ
を用いずに透過光を着色することができ、したがって着
色光の光量は、表示装置に入射する光のうちの前記着色
光となる波長帯域の光の量とほとんど変わらないから、
光の透過率を高くして、表示の明るさを十分高くするこ
とができる。
によれば、従来の液晶表示装置のようにカラーフィルタ
を用いずに透過光を着色することができ、したがって着
色光の光量は、表示装置に入射する光のうちの前記着色
光となる波長帯域の光の量とほとんど変わらないから、
光の透過率を高くして、表示の明るさを十分高くするこ
とができる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の第１の実施例を図１および図
２を参照して説明する。図１はカラー液晶表示装置の断
面図である。このカラー液晶表示装置は、液晶セル３０
をはさんで一対の偏光板４１、４２を配置するととも
に、前記液晶セル３０と一方の偏光板（この実施例では
上偏光板）４１との間に、位相板４０を配置して構成さ
れている。なお、この実施例の液晶表示装置は反射型の
ものであり、その裏面（下偏光板４２の下面）には反射
板４３が配置されている。
２を参照して説明する。図１はカラー液晶表示装置の断
面図である。このカラー液晶表示装置は、液晶セル３０
をはさんで一対の偏光板４１、４２を配置するととも
に、前記液晶セル３０と一方の偏光板（この実施例では
上偏光板）４１との間に、位相板４０を配置して構成さ
れている。なお、この実施例の液晶表示装置は反射型の
ものであり、その裏面（下偏光板４２の下面）には反射
板４３が配置されている。
【００２２】上記液晶セル３０は、透明電極３３，３４
を形成しその上に水平配向膜３５，３６を形成した上下
一対の透明基板３１，３２を枠状のシール材３７を介し
て接合し、この両基板３１，３２間の前記シール材３７
で囲まれた領域に液晶３８を封入したもので、両基板３
１，３２上の水平配向膜３５，３６は互いに平行な方向
に配向処理されており、液晶３８の分子３８ａは、一方
向にホモジニアス配向されている。
を形成しその上に水平配向膜３５，３６を形成した上下
一対の透明基板３１，３２を枠状のシール材３７を介し
て接合し、この両基板３１，３２間の前記シール材３７
で囲まれた領域に液晶３８を封入したもので、両基板３
１，３２上の水平配向膜３５，３６は互いに平行な方向
に配向処理されており、液晶３８の分子３８ａは、一方
向にホモジニアス配向されている。
【００２３】そして、上記位相板４０は、その遅相軸を
上記液晶セル３０の位相板隣接基板（上基板）３１側の
液晶分子配向方向に対し所定角度斜めにずらした状態で
配置されており、上記一対の偏光板４１，４２はそれぞ
れ、その透過軸を上記位相板４０の光学軸に対して所定
角度斜めにずらした状態で配置されている。
上記液晶セル３０の位相板隣接基板（上基板）３１側の
液晶分子配向方向に対し所定角度斜めにずらした状態で
配置されており、上記一対の偏光板４１，４２はそれぞ
れ、その透過軸を上記位相板４０の光学軸に対して所定
角度斜めにずらした状態で配置されている。
【００２４】一方、位相板４０は、上記液晶セル３０の
初期リタデーション（電圧無印加状態でのリタデーショ
ン）とは異なるリタデーションをもつものとされてお
り、この位相板は、その遅相軸を液晶セル３０の液晶分
子配向方向（ホモジニアス配向方向）とほぼ平行にして
配置されている。
初期リタデーション（電圧無印加状態でのリタデーショ
ン）とは異なるリタデーションをもつものとされてお
り、この位相板は、その遅相軸を液晶セル３０の液晶分
子配向方向（ホモジニアス配向方向）とほぼ平行にして
配置されている。
【００２５】また、上記一対の偏光板４１，４２は、そ
の透過軸を互いにほぼ直交させるとともに、これら偏光
板４１，４２の透過軸を上記位相板４０の遅相軸に対し
て所定角度斜めにずらして配置されている。
の透過軸を互いにほぼ直交させるとともに、これら偏光
板４１，４２の透過軸を上記位相板４０の遅相軸に対し
て所定角度斜めにずらして配置されている。
【００２６】図２は、上記液晶表示装置における液晶セ
ル３０の液晶分子配向方向と、位相板４０の遅相軸と、
一対の偏光板４１，４２の透過軸とを示す平面図であ
り、位相板４０の遅相軸４０ａは、液晶セル３０の液晶
分子配向方向３０ａとほぼ平行になっている。
ル３０の液晶分子配向方向と、位相板４０の遅相軸と、
一対の偏光板４１，４２の透過軸とを示す平面図であ
り、位相板４０の遅相軸４０ａは、液晶セル３０の液晶
分子配向方向３０ａとほぼ平行になっている。
【００２７】また、図２において、４０ａは位相板４０
の遅相軸、４１ａは上偏光板４１の透過軸、４２ａは下
偏光板２２の透過軸であり、この実施例では、両偏光板
４１，４２の透過軸４１ａ，４２ａを互いにほぼ直交さ
せるとともに、これら偏光板４１，４２の透過軸４１
ａ，４２ａを、上記位相板４０の遅相軸４０ａに対して
４５°斜め方向にずらしている。
の遅相軸、４１ａは上偏光板４１の透過軸、４２ａは下
偏光板２２の透過軸であり、この実施例では、両偏光板
４１，４２の透過軸４１ａ，４２ａを互いにほぼ直交さ
せるとともに、これら偏光板４１，４２の透過軸４１
ａ，４２ａを、上記位相板４０の遅相軸４０ａに対して
４５°斜め方向にずらしている。
【００２８】上記カラー液晶表示装置は、液晶セル３０
の両基板３１，３２の電極３３，３４間に電圧を印加し
て表示駆動されるもので、位相板４０の偏光作用によっ
て透過光を着色するとともに、この位相板４０の偏光作
用と、液晶分子３８ａをホモジニアス配向させている液
晶セル３０の偏光作用とによって透過光を他の色に着色
する。
の両基板３１，３２の電極３３，３４間に電圧を印加し
て表示駆動されるもので、位相板４０の偏光作用によっ
て透過光を着色するとともに、この位相板４０の偏光作
用と、液晶分子３８ａをホモジニアス配向させている液
晶セル３０の偏光作用とによって透過光を他の色に着色
する。
【００２９】まず、上記位相板４０による透過光の着色
について説明すると、外部からの光（自然光または照明
光源からの光）は、上偏光板４１により直線偏光されて
位相板４０に入射するが、前記上偏光板４１の透過軸４
１ａと、位相板４０の遅相軸４０ａとは４５°ずれてい
るため、位相板４０に入射した直線偏光は、この位相板
４０を通る過程で位相板４０の偏光作用により楕円偏光
となる。
について説明すると、外部からの光（自然光または照明
光源からの光）は、上偏光板４１により直線偏光されて
位相板４０に入射するが、前記上偏光板４１の透過軸４
１ａと、位相板４０の遅相軸４０ａとは４５°ずれてい
るため、位相板４０に入射した直線偏光は、この位相板
４０を通る過程で位相板４０の偏光作用により楕円偏光
となる。
【００３０】そして、位相板４０を出射した楕円偏光が
そのまま液晶セル３０を透過して下偏光板４２に入射す
ると、この楕円偏光のうち、下偏光板４２を透過する偏
光成分の波長光だけが下偏光板４２を透過するため、下
偏光板４２を通った光（直線偏光）が着色光になる。
そのまま液晶セル３０を透過して下偏光板４２に入射す
ると、この楕円偏光のうち、下偏光板４２を透過する偏
光成分の波長光だけが下偏光板４２を透過するため、下
偏光板４２を通った光（直線偏光）が着色光になる。
【００３１】次に、上記液晶セル３０による消色につい
て説明すると、この液晶セル３０は液晶分子３８ａをホ
モジニアス配向させたものであるため、ホモジニアス配
向している液晶分子３８ａの長軸方向に遅相軸がある位
相板と考えてよく、また、この液晶セル３０のリタデー
ションは上記位相板４０のリタデーションとは異なって
いるため、この液晶セル３０は透過光に対して、上記位
相板４０とは異なる偏光作用をもつ。
て説明すると、この液晶セル３０は液晶分子３８ａをホ
モジニアス配向させたものであるため、ホモジニアス配
向している液晶分子３８ａの長軸方向に遅相軸がある位
相板と考えてよく、また、この液晶セル３０のリタデー
ションは上記位相板４０のリタデーションとは異なって
いるため、この液晶セル３０は透過光に対して、上記位
相板４０とは異なる偏光作用をもつ。
【００３２】そして、このカラー液晶表示装置において
は、上偏光板４１を通って入射した光が、位相板４０と
液晶セル３０とを通るため、液晶セル３０の電極３３，
３４間に電圧を印加していない状態、つまり液晶セル３
０の液晶３８の分子３８ａがホモジニアス配向している
状態では、透過光が液晶セル３０による偏光作用も受
け、下偏光板を透過した光が、位相板４０の偏光作用に
よる着色光とは異なった色の光になる。
は、上偏光板４１を通って入射した光が、位相板４０と
液晶セル３０とを通るため、液晶セル３０の電極３３，
３４間に電圧を印加していない状態、つまり液晶セル３
０の液晶３８の分子３８ａがホモジニアス配向している
状態では、透過光が液晶セル３０による偏光作用も受
け、下偏光板を透過した光が、位相板４０の偏光作用に
よる着色光とは異なった色の光になる。
【００３３】また、液晶セル３０の電極３３，３４間に
電圧を印加すると、この液晶セル３０の液晶分子３８ａ
の配向状態が、ホモジニアス配向状態から基板３１，３
２面に対して立上り配向するように変化してゆき、それ
にともなって液晶セル３０のリタデーションが小さくな
って、液晶セル３０による偏光作用が変化する。
電圧を印加すると、この液晶セル３０の液晶分子３８ａ
の配向状態が、ホモジニアス配向状態から基板３１，３
２面に対して立上り配向するように変化してゆき、それ
にともなって液晶セル３０のリタデーションが小さくな
って、液晶セル３０による偏光作用が変化する。
【００３４】このため、液晶セル３０の電極３３，３４
間に電圧を印加すると、位相板４０と液晶セル３０との
両方の偏光作用による着色光の色が変化し、さらに液晶
分子３８ａが基板３１，３２面に対してほぼ垂直に立上
がると、液晶セル３０による偏光作用がほとんど無くな
る。
間に電圧を印加すると、位相板４０と液晶セル３０との
両方の偏光作用による着色光の色が変化し、さらに液晶
分子３８ａが基板３１，３２面に対してほぼ垂直に立上
がると、液晶セル３０による偏光作用がほとんど無くな
る。
【００３５】すなわち、位相板４０のリタデーションＲ
ｅ1 は、この位相板４０の位相板の屈折率異方性（Δｎ
1 ）とその板厚（ｄ1 ）との積（Δｎ1 ・ｄ1 ）によっ
て決まり、液晶分子３８ａをホモジニアス配向させた液
晶セル３０のリタデーションＲｅ2 は、液晶セル３８の
屈折率異方性（Δｎ2 ）と液晶層厚（ｄ2 ）との積（Δ
ｎ2 ・ｄ2 ）によって決まるが、液晶３８の屈折率異方
性Δｎ2 は、電圧の印加により液晶分子３８ａが立上り
配向するのにともなって小さくなり、液晶分子３８ａが
垂直に立上り配向したときに“０”となるため、液晶セ
ル３０のΔｎ2・ｄ2 は最終的に“０”となり、液晶セ
ル３０のリタデーションＲｅ2 が“０”となる。
ｅ1 は、この位相板４０の位相板の屈折率異方性（Δｎ
1 ）とその板厚（ｄ1 ）との積（Δｎ1 ・ｄ1 ）によっ
て決まり、液晶分子３８ａをホモジニアス配向させた液
晶セル３０のリタデーションＲｅ2 は、液晶セル３８の
屈折率異方性（Δｎ2 ）と液晶層厚（ｄ2 ）との積（Δ
ｎ2 ・ｄ2 ）によって決まるが、液晶３８の屈折率異方
性Δｎ2 は、電圧の印加により液晶分子３８ａが立上り
配向するのにともなって小さくなり、液晶分子３８ａが
垂直に立上り配向したときに“０”となるため、液晶セ
ル３０のΔｎ2・ｄ2 は最終的に“０”となり、液晶セ
ル３０のリタデーションＲｅ2 が“０”となる。
【００３６】そして、液晶セル３０のリタデーションＲ
ｅ2 が“０”となると、この液晶セル３０による偏光作
用が無くなるため、ねじれ位相板４０を出射した楕円偏
光がそのまま液晶セル３０を透過して下偏光板４２に入
射し、この下偏光板４２を透過した光が上述した着色光
になる。
ｅ2 が“０”となると、この液晶セル３０による偏光作
用が無くなるため、ねじれ位相板４０を出射した楕円偏
光がそのまま液晶セル３０を透過して下偏光板４２に入
射し、この下偏光板４２を透過した光が上述した着色光
になる。
【００３７】また、下偏光板４２を通った着色光は、反
射板４３で反射されて上述した光経路と逆の経路で表示
装置の上面側に出射し、この着色光により表示パターン
が表示される。
射板４３で反射されて上述した光経路と逆の経路で表示
装置の上面側に出射し、この着色光により表示パターン
が表示される。
【００３８】したがって、上記カラー液晶表示装置によ
れば、従来のカラー液晶表示装置のようにカラーフィル
タを用いずに透過光を着色することができ、したがって
着色光の光量は、表示装置に入射する光のうちの前着色
光となる波長帯域の光の量とほとんど変わらないから、
光の透過率を高くして、表示の明るさを十分高くするこ
とができる。
れば、従来のカラー液晶表示装置のようにカラーフィル
タを用いずに透過光を着色することができ、したがって
着色光の光量は、表示装置に入射する光のうちの前着色
光となる波長帯域の光の量とほとんど変わらないから、
光の透過率を高くして、表示の明るさを十分高くするこ
とができる。
【００３９】すなわち、従来のカラー液晶表示装置で
は、表示装置に入射する光のうちの着色光となる波長帯
域の光量に比べて、カラーフィルタを通った着色光の光
量がかなり減少するが、上記カラー液晶表示装置では、
このような光量の減少はほとんど生じない。このため、
上記実施例のカラー液晶表示装置は、反射型のものであ
っても、その表示の明るさは十分である。上記カラー液
晶表示装置における表示の明るさについて説明すると、
この表示装置を出射する光の強度Ｉは次の (1)式で表わ
される。
は、表示装置に入射する光のうちの着色光となる波長帯
域の光量に比べて、カラーフィルタを通った着色光の光
量がかなり減少するが、上記カラー液晶表示装置では、
このような光量の減少はほとんど生じない。このため、
上記実施例のカラー液晶表示装置は、反射型のものであ
っても、その表示の明るさは十分である。上記カラー液
晶表示装置における表示の明るさについて説明すると、
この表示装置を出射する光の強度Ｉは次の (1)式で表わ
される。
【００４０】
【数１】
【００４１】この (1)式で求められる光強度Ｉの値は、
液晶表示装置に入射する全ての波長光（可視光）の強度
のほぼ１／２（カラーフィルタを備えていない通常のＴ
Ｎ型液晶表示装置の明表示とほぼ同じ明るさ）である。
液晶表示装置に入射する全ての波長光（可視光）の強度
のほぼ１／２（カラーフィルタを備えていない通常のＴ
Ｎ型液晶表示装置の明表示とほぼ同じ明るさ）である。
【００４２】また、従来のカラー液晶表示装置では、そ
の表示色がカラーフィルタの色によって決まってしまう
が、上記実施例のカラー液晶表示装置では、位相板４０
の偏光作用による着色光と、位相板４０と液晶セル３０
との両方の偏光作用による着色光とが得られるととも
に、液晶セル３０への印加電圧を制御することによっ
て、位相板４０と液晶セル３０との両方の偏光作用によ
って得られる着色光を変化させることができる。
の表示色がカラーフィルタの色によって決まってしまう
が、上記実施例のカラー液晶表示装置では、位相板４０
の偏光作用による着色光と、位相板４０と液晶セル３０
との両方の偏光作用による着色光とが得られるととも
に、液晶セル３０への印加電圧を制御することによっ
て、位相板４０と液晶セル３０との両方の偏光作用によ
って得られる着色光を変化させることができる。
【００４３】次の［表１］は、上記実施例のカラー液晶
表示装置における液晶セル３０への印加電圧と表示色と
の関係を示しており、ここでは、位相板４０のリタデー
ションＲｅ1 を９３０ｎｍ、液晶セル３０のリタデーシ
ョンＲｅ2 （初期リタデーション）を１１００ｎｍとし
た例を示している。なお、［表１］において、印加電圧
値は実効値であり、表示色は、液晶表示装置の表示を垂
直方向から見たときの色である。
表示装置における液晶セル３０への印加電圧と表示色と
の関係を示しており、ここでは、位相板４０のリタデー
ションＲｅ1 を９３０ｎｍ、液晶セル３０のリタデーシ
ョンＲｅ2 （初期リタデーション）を１１００ｎｍとし
た例を示している。なお、［表１］において、印加電圧
値は実効値であり、表示色は、液晶表示装置の表示を垂
直方向から見たときの色である。
【００４４】
【表１】
【００４５】この［表１］のように、上記カラー液晶表
示装置は、液晶セル３０に印加する電圧を制御すること
により、白，緑，赤，緑，紫の表示色を得ることがで
き、したがって、これらの範囲で表示色を任意に変える
ことができる。
示装置は、液晶セル３０に印加する電圧を制御すること
により、白，緑，赤，緑，紫の表示色を得ることがで
き、したがって、これらの範囲で表示色を任意に変える
ことができる。
【００４６】なお、［表１］において、印加電圧０．９
Ｖ以下は、液晶セル３０の液晶分子３８ａがホモジニア
ス配向している状態であり、位相板４０の遅相軸４０ａ
と液晶セル３０の液晶分子配向方向３０ａとをほぼ平行
にしている上記実施例の液晶表示装置では、液晶セル３
０のリタデーションＲｅ2 の値が初期値（Ｒｅ2 ＝１１
００ｎｍ）であるとき、つまり位相板４０と液晶セル３
０とのトータルのリタデーション（Ｒｅ1 ＋Ｒｅ2 ）が
２０３０ｎｍのときに、表示色が“白”になる。
Ｖ以下は、液晶セル３０の液晶分子３８ａがホモジニア
ス配向している状態であり、位相板４０の遅相軸４０ａ
と液晶セル３０の液晶分子配向方向３０ａとをほぼ平行
にしている上記実施例の液晶表示装置では、液晶セル３
０のリタデーションＲｅ2 の値が初期値（Ｒｅ2 ＝１１
００ｎｍ）であるとき、つまり位相板４０と液晶セル３
０とのトータルのリタデーション（Ｒｅ1 ＋Ｒｅ2 ）が
２０３０ｎｍのときに、表示色が“白”になる。
【００４７】なお、上記第１の実施例では、位相板４０
の遅相軸４０ａと液晶セル３０の液晶分子配向方向とを
ほぼ平行にしているが、前記位相板４０は、その遅相軸
４０ａを液晶セル３０の液晶分子配向方向とほぼ直交さ
せて配置してもよく、その場合でも、上記実施例と同様
な効果が得られる。
の遅相軸４０ａと液晶セル３０の液晶分子配向方向とを
ほぼ平行にしているが、前記位相板４０は、その遅相軸
４０ａを液晶セル３０の液晶分子配向方向とほぼ直交さ
せて配置してもよく、その場合でも、上記実施例と同様
な効果が得られる。
【００４８】図３は本発明の第２の実施例による、液晶
セル３０の液晶分子配向方向と、位相板４０の遅相軸
と、一対の偏光板４１，４２の透過軸とを示す平面図で
あり、この実施例では、位相板４０の遅相軸４０ａを、
液晶セル３０の液晶分子配向方向３０ａに対してほぼ直
交させている。
セル３０の液晶分子配向方向と、位相板４０の遅相軸
と、一対の偏光板４１，４２の透過軸とを示す平面図で
あり、この実施例では、位相板４０の遅相軸４０ａを、
液晶セル３０の液晶分子配向方向３０ａに対してほぼ直
交させている。
【００４９】また、図３において、４０ａは位相板４０
の遅相軸、４１ａは上偏光板４１の透過軸、４２ａは下
偏光板２２の透過軸であり、この実施例では、両偏光板
４１，４２の透過軸４１ａ，４２ａを互いにほぼ直交さ
せるとともに、これら偏光板４１，４２の透過軸４１
ａ，４２ａを、上記位相板４０の遅相軸４０ａに対して
４５°斜め方向にずらしている。この第２の実施例のカ
ラー液晶表示装置における表示の明るさ、つまり表示装
置を出射する光の強度Ｉは次の (2)式で表わされる。
の遅相軸、４１ａは上偏光板４１の透過軸、４２ａは下
偏光板２２の透過軸であり、この実施例では、両偏光板
４１，４２の透過軸４１ａ，４２ａを互いにほぼ直交さ
せるとともに、これら偏光板４１，４２の透過軸４１
ａ，４２ａを、上記位相板４０の遅相軸４０ａに対して
４５°斜め方向にずらしている。この第２の実施例のカ
ラー液晶表示装置における表示の明るさ、つまり表示装
置を出射する光の強度Ｉは次の (2)式で表わされる。
【００５０】
【数２】
【００５１】この (2)式で求められる光強度Ｉの値も、
液晶表示装置に入射する全ての波長光（可視光）の強度
のほぼ１／２であり、したがって、表示の明るさは十分
である。
液晶表示装置に入射する全ての波長光（可視光）の強度
のほぼ１／２であり、したがって、表示の明るさは十分
である。
【００５２】また、次の［表２］は、上記第２の実施例
のカラー液晶表示装置における液晶セル３０への印加電
圧と表示色との関係を示しており、ここでは、位相板４
０のリタデーションＲｅ1 を９００ｎｍ、液晶セル３０
のリタデーションＲｅ2 （初期リタデーション）を２９
３０ｎｍとした例を示している。なお、［表２］におい
て、印加電圧値は実効値であり、表示色は、液晶表示装
置の表示を垂直方向から見たときの色である。
のカラー液晶表示装置における液晶セル３０への印加電
圧と表示色との関係を示しており、ここでは、位相板４
０のリタデーションＲｅ1 を９００ｎｍ、液晶セル３０
のリタデーションＲｅ2 （初期リタデーション）を２９
３０ｎｍとした例を示している。なお、［表２］におい
て、印加電圧値は実効値であり、表示色は、液晶表示装
置の表示を垂直方向から見たときの色である。
【００５３】
【表２】
【００５４】この［表２］のように、上記第２の実施例
のカラー液晶表示装置は、液晶セル３０に印加する電圧
を制御することにより、白，赤，緑，緑，赤，青の表示
色を得ることができ、したがって、これらの範囲で表示
色を任意に変えることができる。
のカラー液晶表示装置は、液晶セル３０に印加する電圧
を制御することにより、白，赤，緑，緑，赤，青の表示
色を得ることができ、したがって、これらの範囲で表示
色を任意に変えることができる。
【００５５】なお、［表２］において、印加電圧１．６
Ｖ以下は、液晶セル３０の液晶分子３８ａがホモジニア
ス配向している状態であり、位相板４０の遅相軸４０ａ
と液晶セル３０の液晶分子配向方向３０ａとをほぼ直交
させている上記実施例の液晶表示装置では、液晶セル３
０のリタデーションＲｅ2 の値が初期値（Ｒｅ2 ＝２９
３０ｎｍ）であるとき、つまり位相板４０と液晶セル３
０とのリタデーション差（Ｒｅ1 −Ｒｅ2 ）が２０３０
ｎｍのときに、表示色が“白”になる。
Ｖ以下は、液晶セル３０の液晶分子３８ａがホモジニア
ス配向している状態であり、位相板４０の遅相軸４０ａ
と液晶セル３０の液晶分子配向方向３０ａとをほぼ直交
させている上記実施例の液晶表示装置では、液晶セル３
０のリタデーションＲｅ2 の値が初期値（Ｒｅ2 ＝２９
３０ｎｍ）であるとき、つまり位相板４０と液晶セル３
０とのリタデーション差（Ｒｅ1 −Ｒｅ2 ）が２０３０
ｎｍのときに、表示色が“白”になる。
【００５６】したがって、上記第２の実施例において
も、光の透過率を高くして表示の明るさを十分高くする
ことができるし、また、液晶セル３０への印加電圧を制
御することによって、位相板４０と液晶セル３０との両
方の偏光作用によって得られる着色光を変化させること
ができる。
も、光の透過率を高くして表示の明るさを十分高くする
ことができるし、また、液晶セル３０への印加電圧を制
御することによって、位相板４０と液晶セル３０との両
方の偏光作用によって得られる着色光を変化させること
ができる。
【００５７】しかも、この第２の実施例のカラー液晶表
示装置では、上記 (2)式のように、出射光の強度Ｉが位
相板４０と液晶セル３０とのリタデーション差（Ｒｅ1
−Ｒｅ2 ）によって決まるため、温度の変化によって位
相板４０と液晶セル３０のリタデーションＲｅ1 ，Ｒｅ
2 の値が変化しても光強度Ｉの変化は小さく（位相板４
０と液晶セル３０との温度特性が同じであれば光強度Ｉ
は変化しない）、したがって、温度の変化による表示の
明るさおよび表示色の変化を小さくすることができる。
示装置では、上記 (2)式のように、出射光の強度Ｉが位
相板４０と液晶セル３０とのリタデーション差（Ｒｅ1
−Ｒｅ2 ）によって決まるため、温度の変化によって位
相板４０と液晶セル３０のリタデーションＲｅ1 ，Ｒｅ
2 の値が変化しても光強度Ｉの変化は小さく（位相板４
０と液晶セル３０との温度特性が同じであれば光強度Ｉ
は変化しない）、したがって、温度の変化による表示の
明るさおよび表示色の変化を小さくすることができる。
【００５８】なお、上記第１および第２の実施例では、
一対の偏光板４１，４２をその透過軸４１ａ，４２ａを
互いにほぼ直交させて配置しているが、この偏光板４
１，４２の透過軸４１ａ，４２ａは互いにほぼ平行にし
てもよいし、また、一対の偏光板４１，４２の透過軸４
１ａ，４２ａと、位相板４０の遅相軸４０ａとのずれ角
は、４５°に限らず、任意に選ぶことができる。ただ
し、位相板４０による着色効果を十分に得るには、前記
ずれ角を４５±５°とするのが望ましい。
一対の偏光板４１，４２をその透過軸４１ａ，４２ａを
互いにほぼ直交させて配置しているが、この偏光板４
１，４２の透過軸４１ａ，４２ａは互いにほぼ平行にし
てもよいし、また、一対の偏光板４１，４２の透過軸４
１ａ，４２ａと、位相板４０の遅相軸４０ａとのずれ角
は、４５°に限らず、任意に選ぶことができる。ただ
し、位相板４０による着色効果を十分に得るには、前記
ずれ角を４５±５°とするのが望ましい。
【００５９】さらに、上記実施例では、位相板４０を液
晶セル３０と上偏光板４１との間に配置したが、前記位
相板４０は液晶セル３０と下偏光板４２との間に配置し
てもよい。また、位相板は１枚に限らず、複数枚用いて
もよく、その場合は、複数枚の位相板のトータルのリタ
デーション値を、液晶セル３０の初期リタデーションと
異ならせればよい。なお、複数枚の位相板を用いる場合
は、これら位相板を液晶セル３０の上下に分配して配置
してもよい。また、本発明は、反射型に限らず、透過型
の液晶表示装置にも適用することができる。
晶セル３０と上偏光板４１との間に配置したが、前記位
相板４０は液晶セル３０と下偏光板４２との間に配置し
てもよい。また、位相板は１枚に限らず、複数枚用いて
もよく、その場合は、複数枚の位相板のトータルのリタ
デーション値を、液晶セル３０の初期リタデーションと
異ならせればよい。なお、複数枚の位相板を用いる場合
は、これら位相板を液晶セル３０の上下に分配して配置
してもよい。また、本発明は、反射型に限らず、透過型
の液晶表示装置にも適用することができる。
【００６０】
【発明の効果】本発明のカラー液晶表示装置は、透明電
極を形成した一対の透明基板間に液晶を封入しその分子
をホモジニアス配向させた液晶セルと、前記液晶セルを
挟んで配置された一対の偏光板と、遅相軸を前記液晶セ
ルの液晶分子配向方向に対し互いにほぼ平行、あるいは
ほぼ直交させて前記液晶セルと一方の偏光板との間に配
置され、且つ前記液晶セルのリタデーションとは異なる
均一なリタデーションの値を有する位相板とを有し、前
記一対の偏光板は、前記偏光板を出射した直線偏光を前
記位相板と前記液晶セルとにより楕円偏光にし、この楕
円偏光のうち前記液晶セルの偏光作用に応じた波長帯域
の着色光を透過させるために、前記一対の偏光板の透過
軸を前記位相板の遅相軸に対し所定角度斜めにずらして
配置されているものであるから、カラーフィルタを用い
ずに透過光を着色して光の透過率を高くし、表示の明る
さを十分高くすることができる。
極を形成した一対の透明基板間に液晶を封入しその分子
をホモジニアス配向させた液晶セルと、前記液晶セルを
挟んで配置された一対の偏光板と、遅相軸を前記液晶セ
ルの液晶分子配向方向に対し互いにほぼ平行、あるいは
ほぼ直交させて前記液晶セルと一方の偏光板との間に配
置され、且つ前記液晶セルのリタデーションとは異なる
均一なリタデーションの値を有する位相板とを有し、前
記一対の偏光板は、前記偏光板を出射した直線偏光を前
記位相板と前記液晶セルとにより楕円偏光にし、この楕
円偏光のうち前記液晶セルの偏光作用に応じた波長帯域
の着色光を透過させるために、前記一対の偏光板の透過
軸を前記位相板の遅相軸に対し所定角度斜めにずらして
配置されているものであるから、カラーフィルタを用い
ずに透過光を着色して光の透過率を高くし、表示の明る
さを十分高くすることができる。
【図１】本発明の第１の実施例によるカラー液晶表示装
置の断面図。
置の断面図。
【図２】本発明の第１の実施例による液晶セルの液晶分
子配向方向と位相板の遅相軸と一対の偏光板の透過軸と
を示す平面図。
子配向方向と位相板の遅相軸と一対の偏光板の透過軸と
を示す平面図。
【図３】本発明の第２の実施例による液晶セルの液晶分
子配向方向と位相板の遅相軸と一対の偏光板の透過軸と
を示す平面図。
子配向方向と位相板の遅相軸と一対の偏光板の透過軸と
を示す平面図。
【図４】従来のカラー液晶表示装置の断面図。
３０…液晶セル ３１，３２…透明基板 ３０ａ…液晶分子配向方向（ホモジニアス配向方向） ３３，３４…透明電極 ３５，３６…配向膜 ３８…液晶 ３８ａ…液晶分子 ４０…位相板 ４０ａ…遅相軸 ４１，４２…偏光板 ４１ａ，４２ａ…透過軸 ４３…反射板
Claims (2)
- 【請求項１】透明電極を形成した一対の透明基板間に液
晶を封入しその分子をホモジニアス配向させた液晶セル
と、 前記液晶セルを挟んで配置された一対の偏光板と、 遅相軸を前記液晶セルの液晶分子配向方向に対し互いに
ほぼ平行、あるいはほぼ直交させて前記液晶セルと一方
の偏光板との間に配置され、且つ前記液晶セルのリタデ
ーションとは異なる均一なリタデーションの値を有する
位相板とを有し、 前記一対の偏光板は、前記偏光板を出射した直線偏光を
前記位相板と前記液晶セルとにより楕円偏光にし、この
楕円偏光のうち前記液晶セルの偏光作用に応じた波長帯
域の着色光を透過させるために、前記一対の偏光板の透
過軸を前記位相板の遅相軸に対し所定角度斜めにずらし
て配置されている ことを特徴とするカラー液晶表示装
置。 - 【請求項２】一対の偏光板の透過軸と位相板の遅相軸と
のずれ角は４５±５°であることを特徴とする請求項１
に記載のカラー液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08475993A JP3289385B2 (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | カラー液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08475993A JP3289385B2 (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | カラー液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06301026A JPH06301026A (ja) | 1994-10-28 |
| JP3289385B2 true JP3289385B2 (ja) | 2002-06-04 |
Family
ID=13839617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08475993A Expired - Lifetime JP3289385B2 (ja) | 1993-04-12 | 1993-04-12 | カラー液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3289385B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7156184B2 (ja) | 2019-06-28 | 2022-10-19 | オムロン株式会社 | パラメータ調整方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5986732A (en) * | 1995-01-23 | 1999-11-16 | Asahi Glass Company Ltd. | Color liquid crystal display apparatus |
| KR100356836B1 (ko) * | 1999-12-22 | 2002-10-18 | 주식회사 현대 디스플레이 테크놀로지 | 수평 배향 모드 액정 표시 장치 |
| KR100734233B1 (ko) * | 2000-12-20 | 2007-07-02 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 컬러 액정표시장치 |
-
1993
- 1993-04-12 JP JP08475993A patent/JP3289385B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7156184B2 (ja) | 2019-06-28 | 2022-10-19 | オムロン株式会社 | パラメータ調整方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06301026A (ja) | 1994-10-28 |
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Legal Events
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