JPS60107020A - 液晶デイスプレイ - Google Patents
液晶デイスプレイInfo
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- JPS60107020A JPS60107020A JP59143176A JP14317684A JPS60107020A JP S60107020 A JPS60107020 A JP S60107020A JP 59143176 A JP59143176 A JP 59143176A JP 14317684 A JP14317684 A JP 14317684A JP S60107020 A JPS60107020 A JP S60107020A
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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
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
- G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
- G02F1/1396—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the liquid crystal being selectively controlled between a twisted state and a non-twisted state, e.g. TN-LC cell
- G02F1/1397—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the liquid crystal being selectively controlled between a twisted state and a non-twisted state, e.g. TN-LC cell the twist being substantially higher than 90°, e.g. STN-, SBE-, OMI-LC cells
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この発明は、特許請求の範囲第1項の導入部分に記載し
たような液晶ディスプレイに関する。このようなディス
プレイは、例えばJ、 Appl、 Phys、。
たような液晶ディスプレイに関する。このようなディス
プレイは、例えばJ、 Appl、 Phys、。
Vol、 33. A /:l (19g−年/−月)
、ざ!99〜11.θ6頁によって周知である。
、ざ!99〜11.θ6頁によって周知である。
(従来技術)
上記文献に記載されている液晶ディスプレイは双安定効
果に従って機能し、セルの縁部でスペーサによって分離
され且つλつの側面だけで一体に結合された2枚の面平
行なガラス板を含むセルから成る。ガラス板の間の距離
は約73μmである。
果に従って機能し、セルの縁部でスペーサによって分離
され且つλつの側面だけで一体に結合された2枚の面平
行なガラス板を含むセルから成る。ガラス板の間の距離
は約73μmである。
こうしたディスプレイでは、セル中のダスト粒子とガラ
ス板表面上の妨害が望ましく々いことが強調されている
。これらの現象は表示される情報の消失を促進し、この
点は上記の駆動方法において避けられない。従って、デ
ィスプレイは絶えずリフレッシュされなけれはならない
。ディスプレイセルは2個の交差した偏光子の間に位置
される。
ス板表面上の妨害が望ましく々いことが強調されている
。これらの現象は表示される情報の消失を促進し、この
点は上記の駆動方法において避けられない。従って、デ
ィスプレイは絶えずリフレッシュされなけれはならない
。ディスプレイセルは2個の交差した偏光子の間に位置
される。
電極層及びその上の配向層が、ガラス板の内面上に設け
られる。配向層は、ガラス板の平面に対し5oの角度を
成すSlOの斜め真空蒸着によって形成される。この結
果、隣接する液晶分子は垂直な板に対する傾斜角度!3
°で整列される。配向層の配向方向は、各偏光子の透過
軸に対して平行か又は垂直である。セル中には、対掌性
(キラル)添加物コレストリル・ノナノエートとのシア
ノピフェニル混合物E7が液晶として充填される。液晶
の内部捩り角度は3 A 00. 層厚とピッチ間の比
は0.9g3である。この比については、0.9!〜i
、io の範囲が適当と見なされている。 0.9!?
以下だと、スイッチング時間が非常に長くなるので、
この範囲は上記のようなディスプレイで除かれるべきで
ある。又、ディスプレイの欠陥のな−安定な作用を目的
とする上で、層厚とピッチははソ同じとすべきヤある。
られる。配向層は、ガラス板の平面に対し5oの角度を
成すSlOの斜め真空蒸着によって形成される。この結
果、隣接する液晶分子は垂直な板に対する傾斜角度!3
°で整列される。配向層の配向方向は、各偏光子の透過
軸に対して平行か又は垂直である。セル中には、対掌性
(キラル)添加物コレストリル・ノナノエートとのシア
ノピフェニル混合物E7が液晶として充填される。液晶
の内部捩り角度は3 A 00. 層厚とピッチ間の比
は0.9g3である。この比については、0.9!〜i
、io の範囲が適当と見なされている。 0.9!?
以下だと、スイッチング時間が非常に長くなるので、
この範囲は上記のようなディスプレイで除かれるべきで
ある。又、ディスプレイの欠陥のな−安定な作用を目的
とする上で、層厚とピッチははソ同じとすべきヤある。
ディスプレイは、3:/のアドレシングスキーム又はコ
ニlのアドレシングスキームに従って駆動され、いずれ
の駆動でも書込みは一度に1行づつ行われる。ディスプ
レイは絶えすリフレッシュされねばならないので、わず
か数行しか書込めない。これは多重度が低く、上記の方
式では多数のラインによるドツトマトリックス表示を達
成できないことを意味する。
ニlのアドレシングスキームに従って駆動され、いずれ
の駆動でも書込みは一度に1行づつ行われる。ディスプ
レイは絶えすリフレッシュされねばならないので、わず
か数行しか書込めない。これは多重度が低く、上記の方
式では多数のラインによるドツトマトリックス表示を達
成できないことを意味する。
(発明の目的及び構成)
本発明は、請求の範囲に記載の特徴により、リフレッシ
ュせずに安定な表示を可能とし、通常の多重化技術によ
って高い多重度で駆動でき、更に広範囲の高コントラス
トな視界角度を持つような、双安定効果に基〈液晶ディ
スプレイを得る目的を達成するものである。
ュせずに安定な表示を可能とし、通常の多重化技術によ
って高い多重度で駆動でき、更に広範囲の高コントラス
トな視界角度を持つような、双安定効果に基〈液晶ディ
スプレイを得る目的を達成するものである。
本発明は、双安定型のディスプレイで双安定挙動が生じ
る電圧範囲は層内の合計捩れ角及び液晶の層厚とピッチ
の比を同時に減少することによって狭められる、という
知見に基いている。事実その電圧範囲は、同範囲外に属
する駆動電圧による通常の多重化技術を用いて高度な多
重化を達成できる程度に狭めることができる。このため
、ディスプレイセル内液晶の合計捩れ角の大きさはig
o 。
る電圧範囲は層内の合計捩れ角及び液晶の層厚とピッチ
の比を同時に減少することによって狭められる、という
知見に基いている。事実その電圧範囲は、同範囲外に属
する駆動電圧による通常の多重化技術を用いて高度な多
重化を達成できる程度に狭めることができる。このため
、ディスプレイセル内液晶の合計捩れ角の大きさはig
o 。
と3600の間とすべきである。更に、一枚の支持板の
間の分離は70μm以下とすべきで、これによって特に
スイッチング時間を大巾に短縮できる。
間の分離は70μm以下とすべきで、これによって特に
スイッチング時間を大巾に短縮できる。
本発明によれば、特に大型のドツトマトリックスディス
プレイに適し、迅速なスイッチング時間を示し、且つ非
常に広範囲なハイコントラストの視界角度を有する、双
安定効果に基〈液晶ディスプレイが可能となる。本発明
の更に別の利点は、図面を参照して詳しく説明する以下
の実施例から明らかになるであろう。
プレイに適し、迅速なスイッチング時間を示し、且つ非
常に広範囲なハイコントラストの視界角度を有する、双
安定効果に基〈液晶ディスプレイが可能となる。本発明
の更に別の利点は、図面を参照して詳しく説明する以下
の実施例から明らかになるであろう。
(発明の実施例)
第1図に示した液晶ディスプレイは、縁部3を含むセル
を形成する2枚のガラス支持板1.2から成る。通常の
通υ、縁部3はガラスファイバ製スペーサ4を含むエポ
キシセメントから成る。ディスプレイの全視界領域にわ
たって支持板1.2間に、追加のスペーサ4がランダム
に分布される。
を形成する2枚のガラス支持板1.2から成る。通常の
通υ、縁部3はガラスファイバ製スペーサ4を含むエポ
キシセメントから成る。ディスプレイの全視界領域にわ
たって支持板1.2間に、追加のスペーサ4がランダム
に分布される。
対掌性添力「物を含む正の誘電異方性のネマチック液晶
5が、セル内に充填される。各支持板1,2の内面はI
n 205電極層6,7の平行細片を有し、一方の支
持板1上の各細片の方向は別の支持板2上の各細片の方
向に対し垂直である。このようKして、ドツトマトリッ
クス表示が形成される。しかし、例えばクセグメント構
成等、その他の電極形状も勿論可能である。配向層8,
9が、電極層6.7及びこれら電極層間のスペース上に
施される。リニアなシート形の直線偏光子1oが前方支
持板1の外側に接合される。透過動作のため、直線偏光
子11が後方支持板2の外側に接合される。
5が、セル内に充填される。各支持板1,2の内面はI
n 205電極層6,7の平行細片を有し、一方の支
持板1上の各細片の方向は別の支持板2上の各細片の方
向に対し垂直である。このようKして、ドツトマトリッ
クス表示が形成される。しかし、例えばクセグメント構
成等、その他の電極形状も勿論可能である。配向層8,
9が、電極層6.7及びこれら電極層間のスペース上に
施される。リニアなシート形の直線偏光子1oが前方支
持板1の外側に接合される。透過動作のため、直線偏光
子11が後方支持板2の外側に接合される。
又反射動作のため、拡散散乱させるメタル製外側反射器
12が偏光子11の後方に配置される(第1図中破線で
示しである)。こうした反射器は、例えばCH−B−1
,7101gとして周知である。
12が偏光子11の後方に配置される(第1図中破線で
示しである)。こうした反射器は、例えばCH−B−1
,7101gとして周知である。
第1a図には、外側反射器120代シに、例えばEP−
B−Oル03ざ0として周知な内側反射器13を用いた
例が示しである。同断面図が示すように、この反射器は
電極層7と配向層9間に配置される。
B−Oル03ざ0として周知な内側反射器13を用いた
例が示しである。同断面図が示すように、この反射器は
電極層7と配向層9間に配置される。
その他、偏光子11を除けば、第1図と同じ要素が存在
する。
する。
第一図は代表的な液晶について、層中間における液晶の
局部的な光学軸(すなわち導波器)の傾斜角0と印加動
作電圧Uの間の理論的関係を表わしている。角度θは支
持板に対して測定された。
局部的な光学軸(すなわち導波器)の傾斜角0と印加動
作電圧Uの間の理論的関係を表わしている。角度θは支
持板に対して測定された。
両方の場合における支持板状の液晶の傾斜角度は−g0
である。ディスルレイセル内の液晶の合計捩れ角である
ノ母うメータφは、角度コ100(曲線I)、xpO’
(曲線U)、2700(曲線III)。
である。ディスルレイセル内の液晶の合計捩れ角である
ノ母うメータφは、角度コ100(曲線I)、xpO’
(曲線U)、2700(曲線III)。
3ooo(曲線IV)、、?、?oO(曲線■)及び3
60° (曲線■)をとる。液晶の特定層厚dにおいて
、ピッチPはd/P比が以下の式で記述されるように選
ばれる: d/P=φ/ 、31.00 これは、液晶層の捩れ状態が安定で、追加の±1g0O
分捩れず、ディスプレイに光学的な妨害が生じないこと
を保証する。従って、コ/θ0゜24t00.2700
. JOOo、 330o及(J 3600(D6値は
、ツレぞtt O”、!rg、 0.1,7.0.’R
,0,g、3.0.9/ 及ヒ1.0のd/P比に対応
する。ピッチPは通常の使用に従い、対掌性添加物を加
えることによって乱されないネマチック液晶中で生じる
自然捩れの特有量として定義される。ピッチは、右手捩
れの場合系中で正、左手捩れの場合系中で負と見なされ
ろ。
60° (曲線■)をとる。液晶の特定層厚dにおいて
、ピッチPはd/P比が以下の式で記述されるように選
ばれる: d/P=φ/ 、31.00 これは、液晶層の捩れ状態が安定で、追加の±1g0O
分捩れず、ディスプレイに光学的な妨害が生じないこと
を保証する。従って、コ/θ0゜24t00.2700
. JOOo、 330o及(J 3600(D6値は
、ツレぞtt O”、!rg、 0.1,7.0.’R
,0,g、3.0.9/ 及ヒ1.0のd/P比に対応
する。ピッチPは通常の使用に従い、対掌性添加物を加
えることによって乱されないネマチック液晶中で生じる
自然捩れの特有量として定義される。ピッチは、右手捩
れの場合系中で正、左手捩れの場合系中で負と見なされ
ろ。
本発明において、液晶のピッチPに対する層厚dの比の
大きざはθ、so −o、qりの範囲、好ましくは0.
A!;と00g夕の間であることが重要である。ピッチ
Pは、ネマチック液晶に対する対掌性添加物の比重i%
を変えることによって調整できる。この重量%は、液晶
と対掌性添加物の種類及びNJ厚dに依存する。更に、
配向層8,9の少くとも一方は3°以上の傾斜角度、好
ましくは約10Q〜りOo で隣接する液晶分子を整列
させることが重要である。こ\で、配向層8,9による
整列は対掌性添加物のドープされた液晶5の自然の回転
状態と一致することに注意のこと。更に、層厚dは10
μm以下で、ディスフロ L/イセル中の合計捩れ角φ
は/10 o〜36θ0の間、好ましくはコダO0〜3
θO0の間とすべきである。この結果、ディスプレイの
転送特性すなわち印加動作電圧を関数とした伝送曲線は
充分急勾配となり、双安定挙動の配向はこの範囲外の動
作電圧で通常の多重化技術(例えば、IEEE Tra
n@、 El、 Dev、、 Vol。
大きざはθ、so −o、qりの範囲、好ましくは0.
A!;と00g夕の間であることが重要である。ピッチ
Pは、ネマチック液晶に対する対掌性添加物の比重i%
を変えることによって調整できる。この重量%は、液晶
と対掌性添加物の種類及びNJ厚dに依存する。更に、
配向層8,9の少くとも一方は3°以上の傾斜角度、好
ましくは約10Q〜りOo で隣接する液晶分子を整列
させることが重要である。こ\で、配向層8,9による
整列は対掌性添加物のドープされた液晶5の自然の回転
状態と一致することに注意のこと。更に、層厚dは10
μm以下で、ディスフロ L/イセル中の合計捩れ角φ
は/10 o〜36θ0の間、好ましくはコダO0〜3
θO0の間とすべきである。この結果、ディスプレイの
転送特性すなわち印加動作電圧を関数とした伝送曲線は
充分急勾配となり、双安定挙動の配向はこの範囲外の動
作電圧で通常の多重化技術(例えば、IEEE Tra
n@、 El、 Dev、、 Vol。
ED−コへ/162./9クグ年コ月、/i〜/S3頁
)によってアrレシングが生じ得るように狭められる。
)によってアrレシングが生じ得るように狭められる。
上記範囲内におけるスイッチング時間は、その範囲外に
おけるものより少くとも100倍長いことが見い出され
た。ディスプレイの転送特性は、曲線の負の勾配に\で
は曲線■〜■)が双安定領域(ヒステリシスループ)で
交換されるべき点を除き、第二図の各曲線と同様の形状
を有する。
おけるものより少くとも100倍長いことが見い出され
た。ディスプレイの転送特性は、曲線の負の勾配に\で
は曲線■〜■)が双安定領域(ヒステリシスループ)で
交換されるべき点を除き、第二図の各曲線と同様の形状
を有する。
別の重要な点は、液晶の層厚dと複屈折度△nの積が0
.6μm〜ムダμmの範囲、好ましくは01gμm と
/、コμmの間に位置することである。
.6μm〜ムダμmの範囲、好ましくは01gμm と
/、コμmの間に位置することである。
この発明による液晶ディスプレイの透過における動作を
次に説明する:直線偏光子10によって直線偏光された
光が支持板1を透過し、配向層8上に整列された液晶に
角度を成して衝突する。液晶の合計捩・れφと複屈折性
のため、最初直線偏光していた光は印加動作電圧に応じ
、さまざまに楕円偏光される。配向層9の配向方向と後
方直線偏光子11の振動方向も、一定の角度を形成する
。
次に説明する:直線偏光子10によって直線偏光された
光が支持板1を透過し、配向層8上に整列された液晶に
角度を成して衝突する。液晶の合計捩・れφと複屈折性
のため、最初直線偏光していた光は印加動作電圧に応じ
、さまざまに楕円偏光される。配向層9の配向方向と後
方直線偏光子11の振動方向も、一定の角度を形成する
。
こ\で用いる配向方向という語は、配向層に直近した液
晶の局部的光学軸の方向の配向層面に対する投影と理解
されるべきである。又偏光子の振動方向は、偏光の電場
ベクトルの振動方向を表わすものと理解される。液晶を
出た楕円偏光は、その楕円偏光の主軸が偏光子11の振
動方向に垂直か又は平行かに応じ、後方の偏光子11内
で完全に吸収されるかあるいはほとんど吸収されない。
晶の局部的光学軸の方向の配向層面に対する投影と理解
されるべきである。又偏光子の振動方向は、偏光の電場
ベクトルの振動方向を表わすものと理解される。液晶を
出た楕円偏光は、その楕円偏光の主軸が偏光子11の振
動方向に垂直か又は平行かに応じ、後方の偏光子11内
で完全に吸収されるかあるいはほとんど吸収されない。
最適のコントラストは、配向層8.9と偏光子1o。
11間の上記角度を適当に選ぶことによって達成される
。この角度は、時計方向又は反時計方向回りで、200
〜700の間、好’! I、、< ハa oo−60゜
の間の大きさを有する。時計方向回りは光の入射方向に
対して決められ、角度は配向層の配向方向を基準として
測られる。
。この角度は、時計方向又は反時計方向回りで、200
〜700の間、好’! I、、< ハa oo−60゜
の間の大きさを有する。時計方向回りは光の入射方向に
対して決められ、角度は配向層の配向方向を基準として
測られる。
反射モードの動作も、動作原理は透過モードの場合と実
質上同じである。すなわち、偏光子10が1個だけ有す
る系における最適コントラストは、前方直線偏光子10
の振動方向と第1配向層8の配向方向間の角度を適当に
選択することによってめられる。
質上同じである。すなわち、偏光子10が1個だけ有す
る系における最適コントラストは、前方直線偏光子10
の振動方向と第1配向層8の配向方向間の角度を適当に
選択することによってめられる。
偏光子10.11の振動方向と配向層8,9の配向方向
間の上記角度は最適コントラスト比CRを得る上で重要
な役割を果すため、この角度を測る方法を第グ、S図の
概略構成を参照して更に詳しく説明する。
間の上記角度は最適コントラスト比CRを得る上で重要
な役割を果すため、この角度を測る方法を第グ、S図の
概略構成を参照して更に詳しく説明する。
第ダ、S図は、偏光子10,11、配向層8゜9及びこ
れら層間に位置した液晶層5の構成を分解斜視図の形で
示している。層中における液晶の合計角度φは、小さい
長方形で概略的に表わした一連の液晶分子によって明ら
かにしである。図面を見易くするため、支持板、縁部及
び用い得る反射器は省いた。
れら層間に位置した液晶層5の構成を分解斜視図の形で
示している。層中における液晶の合計角度φは、小さい
長方形で概略的に表わした一連の液晶分子によって明ら
かにしである。図面を見易くするため、支持板、縁部及
び用い得る反射器は省いた。
セルの各要素は、入射光の伝播方向を向いた軸に沿って
配置される。偏光子10.11の振動方向と配向層8,
9の配向方向は、セルの上記軸に対して直角°な対応面
内に位置する矢印で示しである。
配置される。偏光子10.11の振動方向と配向層8,
9の配向方向は、セルの上記軸に対して直角°な対応面
内に位置する矢印で示しである。
上記軸(光の入射方向)が、時計回りで正、反時計回り
で負として角度が測られる右手座標系を限定する。従っ
て、第ダ、S図の場合における液晶分子の例は、前方配
向層8から出るとき−2りθ0の捩れ角φを持つ左ネジ
を形成讐る。
で負として角度が測られる右手座標系を限定する。従っ
て、第ダ、S図の場合における液晶分子の例は、前方配
向層8から出るとき−2りθ0の捩れ角φを持つ左ネジ
を形成讐る。
偏光子10.11の振動方向は、各偏光子面内の破線で
表わした配向層8,9の配向方向からそれぞれ角度β、
Iだけ回転されている。第4図の構成において、角度β
、rは共に正である。第3図の構成ではβだけが正で、
Iは負である。以下、角度の表示は常に第ダ、S図に示
した規定に従う。
表わした配向層8,9の配向方向からそれぞれ角度β、
Iだけ回転されている。第4図の構成において、角度β
、rは共に正である。第3図の構成ではβだけが正で、
Iは負である。以下、角度の表示は常に第ダ、S図に示
した規定に従う。
本発明は特に、層厚dが7.A tun で液晶の捩れ
角φが一コクθ0の反射形ディスプレイセルで有用なこ
とが実証された。この場合のd/p比は−0,75であ
る。第1の配向層8は・板平面に対し5゜の角度でSi
Oを斜め蒸着することによって形成され、液晶の配向層
における局部的な光軸とこの光軸の板平面に対する投影
つまり配向方向間の傾斜角度が、2g0と成るように隣
接する液晶分子を整列させる。前方偏光子10の振動方
向と配向層8の配向方向は、約300の角度を成す。第
コの配向層9は研磨されたポリマー層で、10の傾斜角
度を与える。但し、第1配向層と同様の配向層も可能で
ある。液晶5は西ドイツのMerck社製ネマチック混
合物Z L I−/g’lθから成り、S、OS 重1
1%の対掌性添加物コレステリル・ノナノエートが含ま
れている。この液晶は、+ /、2.J の正の誘電異
方性と、θ、/Sの複屈折度を有する。温度範囲は2!
tgK 〜363に、粘性はコア、?KT/、/g X
/θ−’ m2/ s %293 Kで3.1 x
/ 0−3m′/sである。
角φが一コクθ0の反射形ディスプレイセルで有用なこ
とが実証された。この場合のd/p比は−0,75であ
る。第1の配向層8は・板平面に対し5゜の角度でSi
Oを斜め蒸着することによって形成され、液晶の配向層
における局部的な光軸とこの光軸の板平面に対する投影
つまり配向方向間の傾斜角度が、2g0と成るように隣
接する液晶分子を整列させる。前方偏光子10の振動方
向と配向層8の配向方向は、約300の角度を成す。第
コの配向層9は研磨されたポリマー層で、10の傾斜角
度を与える。但し、第1配向層と同様の配向層も可能で
ある。液晶5は西ドイツのMerck社製ネマチック混
合物Z L I−/g’lθから成り、S、OS 重1
1%の対掌性添加物コレステリル・ノナノエートが含ま
れている。この液晶は、+ /、2.J の正の誘電異
方性と、θ、/Sの複屈折度を有する。温度範囲は2!
tgK 〜363に、粘性はコア、?KT/、/g X
/θ−’ m2/ s %293 Kで3.1 x
/ 0−3m′/sである。
上記のディスプレイセルによれば、通常の多重化技術を
使って96本のラインがアドレスできる。
使って96本のラインがアドレスできる。
動作電圧は、非選択状態(暗)で/、9θV、選択状態
(明)で2./θVである。明状態でディスプレイは完
全に無彩色となり、暗状態では暗青色となる。更に、λ
/ダ板等の光学的遅延板を前方直線偏光子10と前方支
持板10間に用いると、ディスプレイの色はそれに対応
して変化する。照射方向に関係なく、良好な範囲の視界
角度が得られる。
(明)で2./θVである。明状態でディスプレイは完
全に無彩色となり、暗状態では暗青色となる。更に、λ
/ダ板等の光学的遅延板を前方直線偏光子10と前方支
持板10間に用いると、ディスプレイの色はそれに対応
して変化する。照射方向に関係なく、良好な範囲の視界
角度が得られる。
ディスプレイのオン/オフスイッチング時間は、296
KにおいてO0弘秒である。
KにおいてO0弘秒である。
本発明の別の特に好ましい実施例は、0.7m厚の支持
板1と0.!; m厚の支持板2を備えた反射形ディス
プレイセルから成る。層厚は6.3μm、、ディスプレ
イセルは前方偏光子10、後方偏光子11及び外側反射
器12を有する。配向層8.9は共に、板平面に対しS
oの角龍でStOを斜め蒸着して形成される。これらの
層は、液晶の光軸が板平面に対して、2t0の傾斜角を
成すように隣接する液晶分子を配向させる。配向層8.
9は、合計捩れ角φが−15−00の左方旋回を与える
ように配置される。液晶5としては、コ、!r6 重量
%の対掌性添加物コンスチリル・ノナノエートを含むネ
マチック混合物Z L I −/g’lθ がセル中に
満たされる。Z L I −/IIIθ の複屈折度Δ
nはθ、/3 なので、積はΔnXd−θ、97sとな
る。前方直線偏光子10の振動方向と対応する配向層8
の配向方向間の角度β及び後方直線偏光子11の振動方
向と対応する配向層9の配向方向間の角度γは士ダ5゜
である。両方の角度が+ダS0又は−弘s0の場合(曲
線A)と一方の角度が十弘S0で他方の角度が一ダS0
あるいはその逆の場合(曲線B)におけるコントラスト
曲線が、第3図に示してめる。
板1と0.!; m厚の支持板2を備えた反射形ディス
プレイセルから成る。層厚は6.3μm、、ディスプレ
イセルは前方偏光子10、後方偏光子11及び外側反射
器12を有する。配向層8.9は共に、板平面に対しS
oの角龍でStOを斜め蒸着して形成される。これらの
層は、液晶の光軸が板平面に対して、2t0の傾斜角を
成すように隣接する液晶分子を配向させる。配向層8.
9は、合計捩れ角φが−15−00の左方旋回を与える
ように配置される。液晶5としては、コ、!r6 重量
%の対掌性添加物コンスチリル・ノナノエートを含むネ
マチック混合物Z L I −/g’lθ がセル中に
満たされる。Z L I −/IIIθ の複屈折度Δ
nはθ、/3 なので、積はΔnXd−θ、97sとな
る。前方直線偏光子10の振動方向と対応する配向層8
の配向方向間の角度β及び後方直線偏光子11の振動方
向と対応する配向層9の配向方向間の角度γは士ダ5゜
である。両方の角度が+ダS0又は−弘s0の場合(曲
線A)と一方の角度が十弘S0で他方の角度が一ダS0
あるいはその逆の場合(曲線B)におけるコントラスト
曲線が、第3図に示してめる。
横軸は印加電圧Uをデルトで、縦軸は明るさを任意単位
でそれぞれ示す。第1のケース(曲線A)では、非選択
状態で明るい黄色の表示、選択状態で黒の表示が得られ
る。このケースは、両方ノ角度β、γが正又は負の同符
となるように選ばれた第7図の構成に対応する(イエロ
ーモード)。第コのケース(曲線B)では、非選択状態
で深い紫色の表示、選択状態で明るい表示が得られる。
でそれぞれ示す。第1のケース(曲線A)では、非選択
状態で明るい黄色の表示、選択状態で黒の表示が得られ
る。このケースは、両方ノ角度β、γが正又は負の同符
となるように選ばれた第7図の構成に対応する(イエロ
ーモード)。第コのケース(曲線B)では、非選択状態
で深い紫色の表示、選択状態で明るい表示が得られる。
このケースは、角度β、rが反対の符号を持つように選
ばれた第5図の構成に対応する(ブルーモード)。測定
はテクトロニクス製モデルJ l、!;:13 の光度
計を用い、垂直な入射光について行った。この光度計は
、人間の眼のスペクトル感度機能を考慮したものである
。電圧は、? OmV/ sの速度で掃引された。多重
化率ioo+iにおける測定コントラスト比は次の通り
: 曲線A Vs = /JgOV コントラスト比=/9
−gvns = /、1I29 V 曲線Bvs = /、609 V コy)ラス)比=/
/、fvn8 =/滓5A V 電圧vs、vn8は、前出のIEEE Trans、
El、 Dev、に掲載された論文で与えられているよ
うな通常の選択及び非選択用アドレシング電圧である。
ばれた第5図の構成に対応する(ブルーモード)。測定
はテクトロニクス製モデルJ l、!;:13 の光度
計を用い、垂直な入射光について行った。この光度計は
、人間の眼のスペクトル感度機能を考慮したものである
。電圧は、? OmV/ sの速度で掃引された。多重
化率ioo+iにおける測定コントラスト比は次の通り
: 曲線A Vs = /JgOV コントラスト比=/9
−gvns = /、1I29 V 曲線Bvs = /、609 V コy)ラス)比=/
/、fvn8 =/滓5A V 電圧vs、vn8は、前出のIEEE Trans、
El、 Dev、に掲載された論文で与えられているよ
うな通常の選択及び非選択用アドレシング電圧である。
従って、多重化率10θ:lの場合、Vs/ Vns比
は/、 101゜となる。
は/、 101゜となる。
第+、!図のように配向方向に対しそれぞれ角度β、r
を有する一個の偏光子を用いる場合、最適なコントラス
ト比を得るために満たされるべき一つの一般的条件が見
い出された。これらの条件は次のように表わせる; (2) β+r;±90° (第ダ図)又は (3) β+rご00 (第S図) 角度の範囲はどちらの場合にも5.200≦1β1≦7
00及び200≦lrl≦700が成り立つように制限
される。条件(2)が満たされれば(例えばβ−γ=±
lIsつ、非選択状態(イエローモード)で明るい黄色
の表示が得られる(第3図の曲線A)。一方条件(3)
が満たされれば、非選択状態(ブルーモード)で深い紫
色の表示が得られる(第3図の曲線B)。
を有する一個の偏光子を用いる場合、最適なコントラス
ト比を得るために満たされるべき一つの一般的条件が見
い出された。これらの条件は次のように表わせる; (2) β+r;±90° (第ダ図)又は (3) β+rご00 (第S図) 角度の範囲はどちらの場合にも5.200≦1β1≦7
00及び200≦lrl≦700が成り立つように制限
される。条件(2)が満たされれば(例えばβ−γ=±
lIsつ、非選択状態(イエローモード)で明るい黄色
の表示が得られる(第3図の曲線A)。一方条件(3)
が満たされれば、非選択状態(ブルーモード)で深い紫
色の表示が得られる(第3図の曲線B)。
しかし、条件(2)と(3)は最適なコントラスト比を
得る上で充分な条件でないことが、第6.7図の曲線か
ら見てとれよう。これらの曲線は、一個の曲線偏光子を
有するセルの透過モード動作について、条件(2)又は
(3)下の測定コントラスト比CRを角度βを関数とし
て示したものである。
得る上で充分な条件でないことが、第6.7図の曲線か
ら見てとれよう。これらの曲線は、一個の曲線偏光子を
有するセルの透過モード動作について、条件(2)又は
(3)下の測定コントラスト比CRを角度βを関数とし
て示したものである。
上記の測定では、95.6 重量%のZLI−,23デ
コ(Merck製)、S、S 重量%のS g / /
(Merc’に製)及びへ9重量%のCB/、t(B
DH製)が使われた。合計の層捩れ角は一λ700C5
表面の傾斜角度は、21I’、層厚はA、311m、g
屈折度は0./!; であった。
コ(Merck製)、S、S 重量%のS g / /
(Merc’に製)及びへ9重量%のCB/、t(B
DH製)が使われた。合計の層捩れ角は一λ700C5
表面の傾斜角度は、21I’、層厚はA、311m、g
屈折度は0./!; であった。
第6図に示した結果はイエローモード
(β+γ≧±qO0)に対応し、第7図の結果はブルー
モード(β+r a 00)に対応している。イエロー
モードの場合的j、2+/の最適コントラスト比を生ず
る角変βは約3コ0で、θ0から明らかに外れているの
が認められる。
モード(β+r a 00)に対応している。イエロー
モードの場合的j、2+/の最適コントラスト比を生ず
る角変βは約3コ0で、θ0から明らかに外れているの
が認められる。
ブルーモード(第7図)の場合、最大コントラスト比C
Rは約4.!; : /で明らかに低い。こ\でβも約
3g0と、予期しなかった角度範囲に属する。
Rは約4.!; : /で明らかに低い。こ\でβも約
3g0と、予期しなかった角度範囲に属する。
最適なコントラスト比CRに関連した角度βについての
驚くべき値が、次の理論的計算によって確認された。こ
れらの結果は、層厚dと複屈折度Δnの積及び角度βを
関数とした一定コントラストのラインとして第g〜IO
図に示しである。
驚くべき値が、次の理論的計算によって確認された。こ
れらの結果は、層厚dと複屈折度Δnの積及び角度βを
関数とした一定コントラストのラインとして第g〜IO
図に示しである。
上記計算のため、多重化比100:/、層厚d=6.−
μm、正常屈折率n。= /、&、液晶の弾性足数比に
53/に22〒コ、!; + kg/に11 = /、
5 、誘電定数の比(ε1l−61)/e1 =26り
、捩れ角−コ7θ0゜ピッチ対層厚の比d/p = −
0,73と仮定した。
μm、正常屈折率n。= /、&、液晶の弾性足数比に
53/に22〒コ、!; + kg/に11 = /、
5 、誘電定数の比(ε1l−61)/e1 =26り
、捩れ角−コ7θ0゜ピッチ対層厚の比d/p = −
0,73と仮定した。
第5図によれば、7個の偏光子を含み反射モードで動作
するセルの場合、角度βが約−θ°でΔnxdが約/、
/3timのときのみ約3.6 + /の最大コントラ
スト比CRが得られることが明らかである。この場合、
表面傾斜角度はコg0と仮定した。
するセルの場合、角度βが約−θ°でΔnxdが約/、
/3timのときのみ約3.6 + /の最大コントラ
スト比CRが得られることが明らかである。この場合、
表面傾斜角度はコg0と仮定した。
一個の偏光子を含みブルーモードの反射動作時における
ディスプレイセル(第9図)では、β≧4’5’、Δn
Xd≧0.7gμmで対応する値が得られる。
ディスプレイセル(第9図)では、β≧4’5’、Δn
Xd≧0.7gμmで対応する値が得られる。
同様のイエローモード(第1O図)では、最大コントラ
スト比がβ≧3コ、S0.ΔnXd主O0gダμmにお
ける値にまで達する。上記した後の2例では、表面傾斜
角度を20°と仮定しである。
スト比がβ≧3コ、S0.ΔnXd主O0gダμmにお
ける値にまで達する。上記した後の2例では、表面傾斜
角度を20°と仮定しである。
理論的に計算されたコントラスト比30及びISOは、
測定値よりも明らかに高い。これは、偏光子の一重使用
のため、透過モードより優れたコントラスト比を与える
反射モードでの動作を計算では仮定したからである。
測定値よりも明らかに高い。これは、偏光子の一重使用
のため、透過モードより優れたコントラスト比を与える
反射モードでの動作を計算では仮定したからである。
(発明の効果)
全体としてこの発明は、広い範囲の視界角度を持ち、高
多重化、高コントラスト、高速の液晶ディスプレイで、
しかも従来のTN(捩れネマチック)ディスプレイセル
で実証された技術を用いて製造できる液晶ディスプレイ
を可能とするものである。
多重化、高コントラスト、高速の液晶ディスプレイで、
しかも従来のTN(捩れネマチック)ディスプレイセル
で実証された技術を用いて製造できる液晶ディスプレイ
を可能とするものである。
第1図は本発明によるディスプレイの断面図;第1a図
は内側反射器を備えた液晶ディスプレイの断面図; 第一図は動作電圧U及び層中間の捩れ角θを変数とし、
更に液晶の合計捩れ角φをパラメータとした名曲線を示
すグラフ; 第3図はコ個の偏光子を備えた反射形液晶セルのコント
ラスト曲線を示すグラフ; 第を図は第1図の液晶ディスプレイにおける偏光子の概
略構成図で、第1モード動作(イエローモード)の場合
を示す図; 第S図は第1モード動作(ブルーモード)の場合におけ
る第9図と対応した構成図; 第6図は第9図による構成で偏光子の配向を関数として
測置コントラスト比CRを示すダラフ;第7図は第S図
による構成の場合の第6図と対応した結果を示すグラフ
; 第5図は偏光子7個及び反射器1個の構成について、偏
光子の配向と積△nXdを関数とした一定コントラスト
比の計算曲線を示すグラフ;第9図は第5図による構成
の場合の第5図に対応17た曲線を示すグラフ;及び 第7θ図は第ダ図による構成の場合の第5図に対応した
曲線を示すグラフである。 l、凸・・・・・・・・・支持板、 3・・・・・・・
・・縁部、4・・・・・・・・・スペーサー、 5・・
・・・・・・・ネマチック液晶、 6,7・・・・・・
・・・電極層、8.9・・・・・・・・・配向層、 1
0・・・・・・・・・前方直線偏光子、 11・・・・
・・・・・後方直線偏光子、12・・・・・・・・・外
側反射器、 13・・・・・・・・・内側反射器、 φ
・・・・・・・・・ディスプレイセル内の液晶の合計捩
れ角、θ・・・・・・・・・層中間における液晶の傾斜
角、 U・・・・曲・印加動作電圧、d・・・・・・・
・・液晶の特定層厚、 P・・・・・・・・・液晶層の
ピッチ、 β・叩・・・・第1角度、r・・・・・・・
・・第2角度。 Fig、1a Fig、 2 FIG、6 FIG、7 FIG、8 しノ −−× く 第1頁の続き 優先権主張 [相]198カ目0月28日[相]スイス
(CH)(i@発明者 マイノルフ カラツマ スイス
[ン セ 11 0発 明 者 テリー ジエイ シエ スイス[ファー り 5835/83−3
は内側反射器を備えた液晶ディスプレイの断面図; 第一図は動作電圧U及び層中間の捩れ角θを変数とし、
更に液晶の合計捩れ角φをパラメータとした名曲線を示
すグラフ; 第3図はコ個の偏光子を備えた反射形液晶セルのコント
ラスト曲線を示すグラフ; 第を図は第1図の液晶ディスプレイにおける偏光子の概
略構成図で、第1モード動作(イエローモード)の場合
を示す図; 第S図は第1モード動作(ブルーモード)の場合におけ
る第9図と対応した構成図; 第6図は第9図による構成で偏光子の配向を関数として
測置コントラスト比CRを示すダラフ;第7図は第S図
による構成の場合の第6図と対応した結果を示すグラフ
; 第5図は偏光子7個及び反射器1個の構成について、偏
光子の配向と積△nXdを関数とした一定コントラスト
比の計算曲線を示すグラフ;第9図は第5図による構成
の場合の第5図に対応17た曲線を示すグラフ;及び 第7θ図は第ダ図による構成の場合の第5図に対応した
曲線を示すグラフである。 l、凸・・・・・・・・・支持板、 3・・・・・・・
・・縁部、4・・・・・・・・・スペーサー、 5・・
・・・・・・・ネマチック液晶、 6,7・・・・・・
・・・電極層、8.9・・・・・・・・・配向層、 1
0・・・・・・・・・前方直線偏光子、 11・・・・
・・・・・後方直線偏光子、12・・・・・・・・・外
側反射器、 13・・・・・・・・・内側反射器、 φ
・・・・・・・・・ディスプレイセル内の液晶の合計捩
れ角、θ・・・・・・・・・層中間における液晶の傾斜
角、 U・・・・曲・印加動作電圧、d・・・・・・・
・・液晶の特定層厚、 P・・・・・・・・・液晶層の
ピッチ、 β・叩・・・・第1角度、r・・・・・・・
・・第2角度。 Fig、1a Fig、 2 FIG、6 FIG、7 FIG、8 しノ −−× く 第1頁の続き 優先権主張 [相]198カ目0月28日[相]スイス
(CH)(i@発明者 マイノルフ カラツマ スイス
[ン セ 11 0発 明 者 テリー ジエイ シエ スイス[ファー り 5835/83−3
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 縁部(3〕を備えたセルを形成する2枚の面平行
な支持板(1,2) ; 正の誘電異方性と対掌性添刀U物を有し、セル内に満た
され喪ネマチック液晶(5) j支持板(1、2)の内
面上の電極層(6、7) ;電極層上に位置する配向層
(8,9)で、そのうち少くとも一方が、該配向層上に
おける液晶の局部的元軸が板平面に対しjOよす大きい
傾斜角度を有するように、隣接する液晶分子を整列させ
る配向層; 元がディスプレイへの入射及び出射時に少くとも7個の
偏光子をλ度通過するように構成された少くとも7個の
偏光子(10)Jを備えた多重化可能な液晶ディスプレ
イにおいて; 両支持板(1,2)間の距離が702mよシ小さくセル
中における液晶(5)の合計捩れ角φの大きさが/ r
O” より大きいかそれに等しくて37.0’よシ小
さく; 液晶(5〕の層厚(d)とピッチ(p)の比の大きさが
0.60よシ大きいかそれに尋しく、Olりjより小さ
いか等しい;ことを特徴とする液晶ディスプレイ・ 2、複屈折匿(△n)と層厚(d)の積が0.60μm
とi、itoμmの間、好ましくは0.10μmと/、
20μmO間にある特許請求の範囲第1項の液晶ディス
プレイ。 3、 セル中における液晶(5〕の捩れ角の大きさが、
2≠09 と3θθ0の間にあシ、好ましくは約、27
0’である特許請求の範囲第2項の液晶ディスプレイ。 4、液晶(5)の誘電異方性がjよル大きいかそれに等
しい特許請求の範囲第3項の液晶ディスプレイ。 5、他方の配向層上における傾斜角がJ” よシ小さい
特許請求の範囲第1項の液晶ディスプレイ。 6、前方偏光子(10)7個だけと後方支持板(2)背
後のメタル製拡散反射用反射器(12,13)が設けら
れ、前方偏光子(10)の振動方向が前方配向層(8)
の配向方向と、−〇〇とりθ0の間の大きさ、好ましく
はJOOと600の間の大きさの角度を成す特許請求の
範囲第1項の液晶ディスプレイ。 7、 前方偏光子(10)と後方偏光子(11)が設け
られ、前方偏光子(10)の振動方向が前方配向層(8
)の配向方向と第7角度(β)を成し、後方偏光子(1
1)の振動方向が後方配向層(9)の配向方向と第一の
角度(7)を成し、内角度(β、y)の大きさが共にコ
O0と700の間、好ましくは300と60°の間にあ
る特許請求の範囲第1項の液晶ディスプレイ。 8、 メタル製の拡散反射用反射器(12)が後方偏光
子(11)の背後に設けられた特許請求の範囲第7項の
0液晶デイスプレイ。 9、第1角度(β)と第一角度(y)の会計が士りθ0
又はOo にはソ等しく、こ\で角度状入射光の方向に
沿って時計回り方向を正とした特許請求の範囲第7項の
液晶ディスプレイ。 10、スペーサ(4)がディスプレイの視界領域にわた
って分布された特許請求の範囲第1項の液晶ディスプレ
イ。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH3819/83-6 | 1983-07-12 | ||
CH381983A CH664027A5 (de) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | Fluessigkristallanzeige. |
CH5835/83-3 | 1983-10-28 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60107020A true JPS60107020A (ja) | 1985-06-12 |
JPH041330B2 JPH041330B2 (ja) | 1992-01-10 |
Family
ID=4264145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59143176A Granted JPS60107020A (ja) | 1983-07-12 | 1984-07-10 | 液晶デイスプレイ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60107020A (ja) |
CH (1) | CH664027A5 (ja) |
Cited By (53)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPS62144134A (ja) * | 1985-12-18 | 1987-06-27 | Seiko Epson Corp | 液晶表示素子 |
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JPS62153832A (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-08 | Stanley Electric Co Ltd | 液晶表示装置 |
JPS62174725A (ja) * | 1985-09-27 | 1987-07-31 | Sanyo Electric Co Ltd | 液晶表示器 |
JPS62182715A (ja) * | 1986-02-06 | 1987-08-11 | Seiko Epson Corp | 液晶表示体 |
JPS62218930A (ja) * | 1986-03-20 | 1987-09-26 | Asahi Glass Co Ltd | 液晶表示素子 |
JPS62229229A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-08 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 液晶表示素子 |
JPS62247329A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-10-28 | Seiko Epson Corp | 液晶表示素子 |
JPS62260886A (ja) * | 1986-05-07 | 1987-11-13 | Hitachi Ltd | 液晶表示素子 |
JPS62265620A (ja) * | 1986-05-13 | 1987-11-18 | Toshiba Corp | 液晶表示器 |
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JPS636420U (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-16 | ||
JPS6370223A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-03-30 | Konica Corp | 液晶表示装置 |
JPS6374030A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-04-04 | エフ ホフマン―ラ ロシュ アーゲー | 液晶ディスプレイ |
JPS63104016A (ja) * | 1986-10-21 | 1988-05-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 投射型カラ−表示装置 |
US4759612A (en) * | 1985-08-02 | 1988-07-26 | Hitachi, Ltd. | Twisted nematic type liquid crystal display device having a color polarizer to provide an achromatic or colorless background |
US4779958A (en) * | 1986-06-28 | 1988-10-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Liquid crystal device having different natural and induced twists |
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