JP2003233064A - 液晶表示装置及びそのカラーフィルタ基板 - Google Patents
液晶表示装置及びそのカラーフィルタ基板Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】主に不均等なセルギャップによるムラ欠陥を実
質的に低減することができる液晶表示装置およびそのカ
ラーフィルタ基板を提供する。 【解決手段】ＬＣＤ装置用のカラーフィルター基板５０
は、実質的に、平坦な表面を有する透明基板５２と、ブ
ラックマトリックスと、カラーフィルタ部５４と、電極
５３と、複数のスペーサ５６と、配向膜５７とを有す
る。複数の着色層を有するカラーフィルタ部５４は透明
基板上に設けられている。複数のスペーサ５６は、それ
ぞれ、第１のスペーサ部材３２と第２のスペーサ部材３
３を有し、かつ、第１のスペーサ部材３２と第２のスペ
ーサ部材３３は、平行構造体の形状を有する異なる層に
よって形成されると共に、或る角度をなして重合かつ交
差されている。従って、それぞれのスペーサ５６は均一
な高さを有する。
質的に低減することができる液晶表示装置およびそのカ
ラーフィルタ基板を提供する。 【解決手段】ＬＣＤ装置用のカラーフィルター基板５０
は、実質的に、平坦な表面を有する透明基板５２と、ブ
ラックマトリックスと、カラーフィルタ部５４と、電極
５３と、複数のスペーサ５６と、配向膜５７とを有す
る。複数の着色層を有するカラーフィルタ部５４は透明
基板上に設けられている。複数のスペーサ５６は、それ
ぞれ、第１のスペーサ部材３２と第２のスペーサ部材３
３を有し、かつ、第１のスペーサ部材３２と第２のスペ
ーサ部材３３は、平行構造体の形状を有する異なる層に
よって形成されると共に、或る角度をなして重合かつ交
差されている。従って、それぞれのスペーサ５６は均一
な高さを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、液晶表示
装置、特に、液晶表示装置の２枚のガラス基板の間に均
一かつ正確なセルギャップを保持するため、均一な高さ
のスペーサを有する液晶表示装置に関する。
装置、特に、液晶表示装置の２枚のガラス基板の間に均
一かつ正確なセルギャップを保持するため、均一な高さ
のスペーサを有する液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は、一般に、相互に平行関
係を有しながら空間をあけて保持される一対の基板を有
する。基板間の空間は、通常、セルギャップと称され
る。基板間、即ち、セルギャップ内には、供給される電
気信号に応じて光学的特性を変える液晶材料が挿入され
ている。
係を有しながら空間をあけて保持される一対の基板を有
する。基板間の空間は、通常、セルギャップと称され
る。基板間、即ち、セルギャップ内には、供給される電
気信号に応じて光学的特性を変える液晶材料が挿入され
ている。
【０００３】所望の電気信号を液晶材料に制御しながら
印加するため、基板の内部表面上に複数の電極が配置さ
れている。いくつかのＬＣＤ装置は文字や記号の所定の
組を発生することができる電極配列を有し、他のＬＣＤ
装置は、非常に多数の独立してアクセシブルな画素であ
って、それぞれ選択的に活性化され、無限の種類の画像
を形成可能な画素からなる表示を形成する電極マトリッ
クスを有する。
印加するため、基板の内部表面上に複数の電極が配置さ
れている。いくつかのＬＣＤ装置は文字や記号の所定の
組を発生することができる電極配列を有し、他のＬＣＤ
装置は、非常に多数の独立してアクセシブルな画素であ
って、それぞれ選択的に活性化され、無限の種類の画像
を形成可能な画素からなる表示を形成する電極マトリッ
クスを有する。
【０００４】液晶材料に固有の電気―光学的特徴によっ
て、液晶材料の状態は、電気信号の供給の状態が変化す
ると変化する。例えば、いくつかの液晶材料は、電気信
号が供給されないと光反射状態となり、供給された電気
信号の影響を受けると光透過状態となる。また、いくつ
かの新規な液晶材料は多様な異なる階調をも発揮する。
て、液晶材料の状態は、電気信号の供給の状態が変化す
ると変化する。例えば、いくつかの液晶材料は、電気信
号が供給されないと光反射状態となり、供給された電気
信号の影響を受けると光透過状態となる。また、いくつ
かの新規な液晶材料は多様な異なる階調をも発揮する。
【０００５】液晶表示装置の適切な動作を確保するた
め、表示全体を通して、セルギャップが均一かつ正確に
保持されることが重要である。セルギャップのわずかな
ズレも表示の際に顕著な欠陥を生じる（いわゆる、ムラ
欠陥）。このことは、従来のＬＣＤ表示パネルの表面に
指先圧をかけることによって容易に確認することができ
る。圧力に応じて、影響をうけた領域のセルギャップが
わずかに減少し、表示された画像に、黒い点や、コント
ラストの劣化や、その他の望ましくない欠陥を生じる。
め、表示全体を通して、セルギャップが均一かつ正確に
保持されることが重要である。セルギャップのわずかな
ズレも表示の際に顕著な欠陥を生じる（いわゆる、ムラ
欠陥）。このことは、従来のＬＣＤ表示パネルの表面に
指先圧をかけることによって容易に確認することができ
る。圧力に応じて、影響をうけた領域のセルギャップが
わずかに減少し、表示された画像に、黒い点や、コント
ラストの劣化や、その他の望ましくない欠陥を生じる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来技術において、Ｌ
ＣＤ装置は、ＴＦＴ基板と、カラーフィルタ基板と、そ
の間に挿入される液晶材料とを有する。セルギャップ
は、基板間に複数のスペーサを設置することによって保
持される。スペーサは均一の高さを有し、スプレー技術
によって、セルギャップ内にランダムに配置される。そ
のため、一般に、スペーサの分布が不均一となる。適切
なセルギャップを保持するために、十分なスペーサ密度
を表示の全域に確実に配置するためには、過剰に多くの
スペーサを用いる必要がある。さらに、そのような従来
のスペーサ配置技術によると、スペーサは、表示の「イ
ンアクティブ」領域と「アクティブ」領域の両方に配置
される。「アクティブ」領域とは、液晶材料が基板上の
対向する電極間に位置づけられるため、選択的に活性化
される領域をいう。「インアクティブ」領域とは、基板
上に対向する電極がないため、液晶材料が選択的に活性
化されない領域をいう。
ＣＤ装置は、ＴＦＴ基板と、カラーフィルタ基板と、そ
の間に挿入される液晶材料とを有する。セルギャップ
は、基板間に複数のスペーサを設置することによって保
持される。スペーサは均一の高さを有し、スプレー技術
によって、セルギャップ内にランダムに配置される。そ
のため、一般に、スペーサの分布が不均一となる。適切
なセルギャップを保持するために、十分なスペーサ密度
を表示の全域に確実に配置するためには、過剰に多くの
スペーサを用いる必要がある。さらに、そのような従来
のスペーサ配置技術によると、スペーサは、表示の「イ
ンアクティブ」領域と「アクティブ」領域の両方に配置
される。「アクティブ」領域とは、液晶材料が基板上の
対向する電極間に位置づけられるため、選択的に活性化
される領域をいう。「インアクティブ」領域とは、基板
上に対向する電極がないため、液晶材料が選択的に活性
化されない領域をいう。
【０００７】このような従来のスペーサ技術は、液晶表
示パネルの構造と性能とに関して、本来的に望ましくな
い幾つかの欠点を有する。即ち、アクティブ表示領域に
配置されたスペーサ、特に、過剰に配置されたスペーサ
によって、コントラストの劣化や、スペーサの端部周辺
の望ましくない光の照射等の欠陥を生じる。
示パネルの構造と性能とに関して、本来的に望ましくな
い幾つかの欠点を有する。即ち、アクティブ表示領域に
配置されたスペーサ、特に、過剰に配置されたスペーサ
によって、コントラストの劣化や、スペーサの端部周辺
の望ましくない光の照射等の欠陥を生じる。
【０００８】従って、参照文献としてここに含まれるヨ
ーロッパ特許１０３０２１１ Ａ２は、スペーサを散乱
させる工程を省略して、不均一なスペーサの分布による
セル厚さの偏りを避けることができる液晶表示を開示し
ている。このＬＣＤ装置は、一般に、ＴＦＴ（薄膜トラ
ンジスタ）基板と、ＣＦ（カラーフィルタ）基板と、そ
の間に封入する液晶材料層とを有する。ＣＦ基板上に形
成された突起パターンは、セルギャップを均一に保持す
るため、約４．０μｍの高さを有する。しかし、突起パ
ターンの形成は、電極層上に設けたフォトレジストを塗
布し、露光し、現像するという余分の工程によって行な
う必要があり、これによりコストが実質的に増大する可
能性がある。
ーロッパ特許１０３０２１１ Ａ２は、スペーサを散乱
させる工程を省略して、不均一なスペーサの分布による
セル厚さの偏りを避けることができる液晶表示を開示し
ている。このＬＣＤ装置は、一般に、ＴＦＴ（薄膜トラ
ンジスタ）基板と、ＣＦ（カラーフィルタ）基板と、そ
の間に封入する液晶材料層とを有する。ＣＦ基板上に形
成された突起パターンは、セルギャップを均一に保持す
るため、約４．０μｍの高さを有する。しかし、突起パ
ターンの形成は、電極層上に設けたフォトレジストを塗
布し、露光し、現像するという余分の工程によって行な
う必要があり、これによりコストが実質的に増大する可
能性がある。
【０００９】また、参照文献としてここに含まれる、１
９９８年５月２６日にMiyazaki etalに付与され、発明
の名称を「積層着色層より形成される液晶表示装置スペ
ーサ」とする米国特許Ｎｏ.５,７５７,４５１は、セル
ギャップを保持するためのＬＣＤ装置の基板上に、複数
の異なるカラーフィルタ層を積層することによって配置
される柱状のスペーサを開示している。また、２０００
年１１月１４日にKurauchi et alに付与され、発明の名
称を「幾つかのスペーサはカラーフィルタ層と連続し他
のスペーサカラーフィルタ層と連続しない積層カラーフ
ィルタスペーサを有するＬＣＤ」とする米国特許Ｎｏ．
６,１４７,７２９は、ＬＣＤ装置のセルギャップを保持
するための別の積層カラーフィルタスペーサを開示して
いる。
９９８年５月２６日にMiyazaki etalに付与され、発明
の名称を「積層着色層より形成される液晶表示装置スペ
ーサ」とする米国特許Ｎｏ.５,７５７,４５１は、セル
ギャップを保持するためのＬＣＤ装置の基板上に、複数
の異なるカラーフィルタ層を積層することによって配置
される柱状のスペーサを開示している。また、２０００
年１１月１４日にKurauchi et alに付与され、発明の名
称を「幾つかのスペーサはカラーフィルタ層と連続し他
のスペーサカラーフィルタ層と連続しない積層カラーフ
ィルタスペーサを有するＬＣＤ」とする米国特許Ｎｏ．
６,１４７,７２９は、ＬＣＤ装置のセルギャップを保持
するための別の積層カラーフィルタスペーサを開示して
いる。
【００１０】しかし、上記したスペーサは、さらにいく
つかの問題点を有する。まず、図１に示すスペーサは、
スペーサ部の最上層１８ｃと画素領域の着色層１４ｃが
連続する状態に形成されており、空間１９ｃ内における
スペーサ部の幅Ｗと、高さｈを制御することが困難であ
る。幅Ｗが増大するとスペーサ部が画素領域に入りこむ
ため、開口率は低減され、スペーサの高さｈが変化する
ことによって、セルギャップが不均一となるおそれがあ
る。
つかの問題点を有する。まず、図１に示すスペーサは、
スペーサ部の最上層１８ｃと画素領域の着色層１４ｃが
連続する状態に形成されており、空間１９ｃ内における
スペーサ部の幅Ｗと、高さｈを制御することが困難であ
る。幅Ｗが増大するとスペーサ部が画素領域に入りこむ
ため、開口率は低減され、スペーサの高さｈが変化する
ことによって、セルギャップが不均一となるおそれがあ
る。
【００１１】さらに、図２と図４を参照すると、これら
の図は多様な積層カラーフィルタスペーサを表してい
る。積層カラーフィルタ２２、２３によって形成される
図２ａ、２ｂ及び図４ａ、４ｂに示すスペーサは、それ
ぞれ円柱と角柱の形状を有する。しかし、カラーフィル
タは、基板上に設けたカラーフィルタ樹脂を塗布し、露
光し、現像する工程によって、ＬＣＤ装置の基板上に形
成される。この際、上記の工程における不整合によっ
て、下層カラーフィルタ２３に対して最上層カラーフィ
ルタ２２が正確に配置されないおそれがあり、この場
合、高温下の次工程で最上層のカラーフィルタ２２が流
下し、図３ａ、３ｂと図５ａ、５ｂに示すように、スペ
ーサの高さが変化し、不均等なセルギャップとムラ欠陥
が生じる。
の図は多様な積層カラーフィルタスペーサを表してい
る。積層カラーフィルタ２２、２３によって形成される
図２ａ、２ｂ及び図４ａ、４ｂに示すスペーサは、それ
ぞれ円柱と角柱の形状を有する。しかし、カラーフィル
タは、基板上に設けたカラーフィルタ樹脂を塗布し、露
光し、現像する工程によって、ＬＣＤ装置の基板上に形
成される。この際、上記の工程における不整合によっ
て、下層カラーフィルタ２３に対して最上層カラーフィ
ルタ２２が正確に配置されないおそれがあり、この場
合、高温下の次工程で最上層のカラーフィルタ２２が流
下し、図３ａ、３ｂと図５ａ、５ｂに示すように、スペ
ーサの高さが変化し、不均等なセルギャップとムラ欠陥
が生じる。
【００１２】そのため、実質的にムラ欠陥を低減するた
めには、液晶表示装置の２枚のガラス基板間に、均一か
つ正確なセルギャップを保持するための均一な高さのス
ペーサを有する液晶表示装置を提供することが必要にな
る。
めには、液晶表示装置の２枚のガラス基板間に、均一か
つ正確なセルギャップを保持するための均一な高さのス
ペーサを有する液晶表示装置を提供することが必要にな
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の目的は、
ムラ欠陥を実質的に低減するために、液晶表示装置の２
枚のガラス基板間に、均一かつ正確なセルギャップを保
持するための均一な高さのスペーサを有する液晶表示装
置を提供することにある。
ムラ欠陥を実質的に低減するために、液晶表示装置の２
枚のガラス基板間に、均一かつ正確なセルギャップを保
持するための均一な高さのスペーサを有する液晶表示装
置を提供することにある。
【００１４】上記した目的を達成するため、本発明はＬ
ＣＤ装置用のカラーフィルタ基板を提供する。カラーフ
ィルタ基板は、実質的に平坦な表面を有する透明基板
と、ブラックマトリックスと、複数のカラーフィルタ
と、電極と、複数のスペーサと、配向膜とを有する。ブ
ラックマトリックスは基板の所定の領域に形成される。
複数の色の着色層を有するカラーフィルタ部は透明基板
上に設けられる。複数のスペーサは、それぞれ第１のス
ペーサ部材と第２のスペーサ部材とを有する。ここで、
第１のスペーサ部材と第２のスペーサ部材は、両方とも
平行構造体形状を有する異なる層として形成されると共
に、設定角度で重合かつ交差して、それぞれ均一な高さ
を保持している。
ＣＤ装置用のカラーフィルタ基板を提供する。カラーフ
ィルタ基板は、実質的に平坦な表面を有する透明基板
と、ブラックマトリックスと、複数のカラーフィルタ
と、電極と、複数のスペーサと、配向膜とを有する。ブ
ラックマトリックスは基板の所定の領域に形成される。
複数の色の着色層を有するカラーフィルタ部は透明基板
上に設けられる。複数のスペーサは、それぞれ第１のス
ペーサ部材と第２のスペーサ部材とを有する。ここで、
第１のスペーサ部材と第２のスペーサ部材は、両方とも
平行構造体形状を有する異なる層として形成されると共
に、設定角度で重合かつ交差して、それぞれ均一な高さ
を保持している。
【００１５】発明の一実施例では、第１のスペーサ部材
と第２のスペーサ部材は、異なる着色層によって形成さ
れ、電極は、ブラックマトリックスと、カラーフィルタ
と、スペーサ上に形成される。
と第２のスペーサ部材は、異なる着色層によって形成さ
れ、電極は、ブラックマトリックスと、カラーフィルタ
と、スペーサ上に形成される。
【００１６】ＭＶＡ型ＬＣＤに係る本発明の他の実施例
では、カラーフィルタ基板はさらに突起パターンのよう
なドメイン制御手段を有し、第１のスペーサ部材は着色
層により形成され、第２のスペーサは突起パターンの一
部により形成されている。電極は、第１のスペーサ部材
の上方と、突起パターンの下方に形成される。
では、カラーフィルタ基板はさらに突起パターンのよう
なドメイン制御手段を有し、第１のスペーサ部材は着色
層により形成され、第２のスペーサは突起パターンの一
部により形成されている。電極は、第１のスペーサ部材
の上方と、突起パターンの下方に形成される。
【００１７】本発明の他の特徴は、上記した設定角度が
９０度であるカラーフィルタ基板を提供することにあ
る。本発明のさらなる他の特徴は、平行構造体が、矩形
と平行四辺形であるカラーフィルタ基板を提供すること
にある。本発明のさらなる他の特徴は、スペーサがブラ
ックマトリックスの領域に配置されるカラーフィルタ基
板を提供することにある。本発明のさらなる他の特徴
は、スペーサがＴＦＴ基板上の蓄電容量素子に対向した
領域に配置されるカラーフィルタ基板を提供することに
ある。
９０度であるカラーフィルタ基板を提供することにあ
る。本発明のさらなる他の特徴は、平行構造体が、矩形
と平行四辺形であるカラーフィルタ基板を提供すること
にある。本発明のさらなる他の特徴は、スペーサがブラ
ックマトリックスの領域に配置されるカラーフィルタ基
板を提供することにある。本発明のさらなる他の特徴
は、スペーサがＴＦＴ基板上の蓄電容量素子に対向した
領域に配置されるカラーフィルタ基板を提供することに
ある。
【００１８】スペーサ形成工程において、マスクとガラ
ス基板間の整合精度は、二つのスペーサ部材の整合に多
大な影響を与える。一般に、フォトレジスト露光工程の
整合装置は、フォトマスクとカラーフィルタガラス間に
おいて二種類の不整合を生じる可能性がある。一つの可
能性は平行移動の際に生じ、他方の可能性は回転運動の
際に生じる。平行移動の誤差は±３μｍの範囲内であ
り、一方、回転運動の誤差はほとんど０度であり、回転
における不整合はほとんどない。また、平行移動におけ
る不整合は、本発明に係る二つの平行構造体の交差部の
高さに影響しない。従って、スペーサはガラス基板全体
で均一であり、主に不均等なセルギャップによるムラ欠
陥を実質的に低減する。
ス基板間の整合精度は、二つのスペーサ部材の整合に多
大な影響を与える。一般に、フォトレジスト露光工程の
整合装置は、フォトマスクとカラーフィルタガラス間に
おいて二種類の不整合を生じる可能性がある。一つの可
能性は平行移動の際に生じ、他方の可能性は回転運動の
際に生じる。平行移動の誤差は±３μｍの範囲内であ
り、一方、回転運動の誤差はほとんど０度であり、回転
における不整合はほとんどない。また、平行移動におけ
る不整合は、本発明に係る二つの平行構造体の交差部の
高さに影響しない。従って、スペーサはガラス基板全体
で均一であり、主に不均等なセルギャップによるムラ欠
陥を実質的に低減する。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、薄膜トランジス
タ液晶表示（ＴＦＴ ＬＣＤ）装置のカラーフィルタ基
板を例として、より詳細に説明する。ただし、本発明の
要旨及び範囲はそれらに限定されるものではない。
タ液晶表示（ＴＦＴ ＬＣＤ）装置のカラーフィルタ基
板を例として、より詳細に説明する。ただし、本発明の
要旨及び範囲はそれらに限定されるものではない。
【００２０】図６ａ及び図６ｂに示すように、これらの
図は、二つの積層カラーフィルタ層３２、３３によって
構成される積層カラーフィルタスペーサ３０を表す。二
つのカラーフィルタ層３２、３３は矩形の形状であり、
相互に交差状態に積層され、スペーサ３０は高さＨｓを
有する。この場合、たとえスペーサ３０を構成する二つ
のカラーフィルタ層３２、３３が平行方向に不整合であ
っても、二つのカラーフィルタ層３２、３３は矩形形状
を有しかつ交差状態に積層され、実質的に一定の面積を
有するスペーサ３０を形成する。二つのカラーフィルタ
層３２、３３の積層面積或いは重合面積は一定であるた
め、スペーサ３０の高さＨｓは一定となり、従来技術の
不均一なセルギャップの問題を実質的に解決することが
できる。
図は、二つの積層カラーフィルタ層３２、３３によって
構成される積層カラーフィルタスペーサ３０を表す。二
つのカラーフィルタ層３２、３３は矩形の形状であり、
相互に交差状態に積層され、スペーサ３０は高さＨｓを
有する。この場合、たとえスペーサ３０を構成する二つ
のカラーフィルタ層３２、３３が平行方向に不整合であ
っても、二つのカラーフィルタ層３２、３３は矩形形状
を有しかつ交差状態に積層され、実質的に一定の面積を
有するスペーサ３０を形成する。二つのカラーフィルタ
層３２、３３の積層面積或いは重合面積は一定であるた
め、スペーサ３０の高さＨｓは一定となり、従来技術の
不均一なセルギャップの問題を実質的に解決することが
できる。
【００２１】さらに、図に示す二つのカラーフィルタ層
３２、３３は矩形形状を有し、直角に重合状態に交差し
ているが、二つのカラーフィルタ層３２、３３は他の形
状とすることもでき、また、あらゆる角度で重合状態に
交差することができる。本発明の要旨は、実質的に長尺
の平行構造体を有する複数のカラーフィルタを設け、こ
れらのカラーフィルタを積層してスペーサを形成するこ
とによって、積層されたカラーフィルタが不整合であっ
ても、スペーサが実質的に一定の積層面積を有し、一定
な高さを保持することにある。そのため、積層するため
に用いられるカラーフィルタは、矩形や平行四辺形など
の平行構造体を有するものであれば、いかなる形状も可
能である。
３２、３３は矩形形状を有し、直角に重合状態に交差し
ているが、二つのカラーフィルタ層３２、３３は他の形
状とすることもでき、また、あらゆる角度で重合状態に
交差することができる。本発明の要旨は、実質的に長尺
の平行構造体を有する複数のカラーフィルタを設け、こ
れらのカラーフィルタを積層してスペーサを形成するこ
とによって、積層されたカラーフィルタが不整合であっ
ても、スペーサが実質的に一定の積層面積を有し、一定
な高さを保持することにある。そのため、積層するため
に用いられるカラーフィルタは、矩形や平行四辺形など
の平行構造体を有するものであれば、いかなる形状も可
能である。
【００２２】図７を参照すると、同図は、本発明の実施
例に係る液晶表示（ＬＣＤ）装置のカラーフィルタ（Ｃ
Ｆ）基板５０を表す。カラーフィルタ基板５０は薄膜ト
ランジスタ（ＴＦＴ）基板に取り付けられ、ＬＣＤ装置
を形成している。ＣＦ基板５０は、ガラス基板５２と、
ガラス基板５２上に形成され、一般に、赤、緑、青のカ
ラーフィルタからなる複数のカラーフィルタ５４ａ、５
４ｂ、５４ｃと、複数のスペーサ５６とを有する。
例に係る液晶表示（ＬＣＤ）装置のカラーフィルタ（Ｃ
Ｆ）基板５０を表す。カラーフィルタ基板５０は薄膜ト
ランジスタ（ＴＦＴ）基板に取り付けられ、ＬＣＤ装置
を形成している。ＣＦ基板５０は、ガラス基板５２と、
ガラス基板５２上に形成され、一般に、赤、緑、青のカ
ラーフィルタからなる複数のカラーフィルタ５４ａ、５
４ｂ、５４ｃと、複数のスペーサ５６とを有する。
【００２３】図７に示すように、カラーフィルタ５４
ａ、５４ｂ、５４ｃは、ＴＦＴ基板上の画素電極に相当
するＬＣＤ装置（点線で示す）のアクティブ領域５８を
覆い、スペーサ５６は、ＴＦＴ基板上のドレイン線と、
ゲート線と、蓄積容量電極と、ＴＦＴに相当するＬＣＤ
装置のインアクティブ領域５９上に配置されている。ス
ペーサ５６は、カラーフィルタ５４ａ、５４ｂ、５４ｃ
のうちのいずれか二つのフィルタを積層することによっ
て形成される。
ａ、５４ｂ、５４ｃは、ＴＦＴ基板上の画素電極に相当
するＬＣＤ装置（点線で示す）のアクティブ領域５８を
覆い、スペーサ５６は、ＴＦＴ基板上のドレイン線と、
ゲート線と、蓄積容量電極と、ＴＦＴに相当するＬＣＤ
装置のインアクティブ領域５９上に配置されている。ス
ペーサ５６は、カラーフィルタ５４ａ、５４ｂ、５４ｃ
のうちのいずれか二つのフィルタを積層することによっ
て形成される。
【００２４】通常、カラーフィルタ５４ａ、５４ｂ、５
４ｃは、それぞれ縞状に配置され、交互に基板上に形成
される。まず、カラーフィルタ５４ａが領域５５ａ上に
縞状に形成される。次に、カラーフィルタ５４ｂが領域
５５ｂ上に縞状に形成されると共に領域５５ａ上に矩形
状に形成される。最後に、カラーフィルタ５４ｃが領域
５５ｃ上に縞状に形成されると共に領域５５ａに矩形状
に形成される。すべての矩形状のカラーフィルタは、或
る角度で重合状態に交差されて積層され、一定の高さを
有するスペーサ５６を形成している。
４ｃは、それぞれ縞状に配置され、交互に基板上に形成
される。まず、カラーフィルタ５４ａが領域５５ａ上に
縞状に形成される。次に、カラーフィルタ５４ｂが領域
５５ｂ上に縞状に形成されると共に領域５５ａ上に矩形
状に形成される。最後に、カラーフィルタ５４ｃが領域
５５ｃ上に縞状に形成されると共に領域５５ａに矩形状
に形成される。すべての矩形状のカラーフィルタは、或
る角度で重合状態に交差されて積層され、一定の高さを
有するスペーサ５６を形成している。
【００２５】その後、電極５３と、ＩＴＯ（インジウム
錫酸化物）とポリアミック酸より形成される配向膜５７
が、順にガラス基板５２上に取り付けられることは当業
者に理解されよう。配向膜の表面は、液晶分子を配向す
るために、ラビング処理がなされる。
錫酸化物）とポリアミック酸より形成される配向膜５７
が、順にガラス基板５２上に取り付けられることは当業
者に理解されよう。配向膜の表面は、液晶分子を配向す
るために、ラビング処理がなされる。
【００２６】さらに、他の好ましい実施例では、矩形の
カラーフィルタ５４ａ、５４ｂ、５４ｃの長手方向は、
ＬＣＤ装置の長手方向に対して４５度と１３５度の角度
をなして傾斜しており、従って９０度の角度で互いに重
合状態で交差している。そのため、矩形のカラーフィル
タ５４ａ、５４ｂ、５４ｃを形成する過程で不整合にな
った場合でも、その交差状態で積層された領域とスペー
サの高さは均一に保持することができる。
カラーフィルタ５４ａ、５４ｂ、５４ｃの長手方向は、
ＬＣＤ装置の長手方向に対して４５度と１３５度の角度
をなして傾斜しており、従って９０度の角度で互いに重
合状態で交差している。そのため、矩形のカラーフィル
タ５４ａ、５４ｂ、５４ｃを形成する過程で不整合にな
った場合でも、その交差状態で積層された領域とスペー
サの高さは均一に保持することができる。
【００２７】上述したように、他の実施例として、積層
カラーフィルタはいかなる角度でも交差させることがで
き、かつ、矩形のカラーフィルタは、平行四辺形などの
平行構造体を有する形状のカラーフィルタと置換できる
ことも理解できよう。
カラーフィルタはいかなる角度でも交差させることがで
き、かつ、矩形のカラーフィルタは、平行四辺形などの
平行構造体を有する形状のカラーフィルタと置換できる
ことも理解できよう。
【００２８】再度、図８を参照して説明すると、同図
は、本発明に係る液晶表示（ＬＣＤ）装置１００を表
す。ＬＣＤ装置１００は、カラーフィルタ（ＣＦ）基板
５０と薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板８０からなり、
また、液晶材料６０を収納するための空所を形成するた
めに、ＣＦ基板５０の端部とＴＦＴ基板８０の端部が相
互に接着されている。空所は、複数のスペーサ５６によ
って均一かつ正確なギャップ（セルギャップ）を有す
る。以下にＴＦＴ基板８０の構造を示す。ガラス基板８
２上に、ゲート８４、ゲート線（走査線）８５と、蓄積
容量線８６がそれぞれ形成されている。ゲート８４と、
ゲート線８５と、蓄積容量線８６は絶縁膜９３によって
覆われている。ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）のチャンネ
ルとして用いられる半導体層８７は、絶縁膜９３を介し
て、各ゲート８４上に形成されている。
は、本発明に係る液晶表示（ＬＣＤ）装置１００を表
す。ＬＣＤ装置１００は、カラーフィルタ（ＣＦ）基板
５０と薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板８０からなり、
また、液晶材料６０を収納するための空所を形成するた
めに、ＣＦ基板５０の端部とＴＦＴ基板８０の端部が相
互に接着されている。空所は、複数のスペーサ５６によ
って均一かつ正確なギャップ（セルギャップ）を有す
る。以下にＴＦＴ基板８０の構造を示す。ガラス基板８
２上に、ゲート８４、ゲート線（走査線）８５と、蓄積
容量線８６がそれぞれ形成されている。ゲート８４と、
ゲート線８５と、蓄積容量線８６は絶縁膜９３によって
覆われている。ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）のチャンネ
ルとして用いられる半導体層８７は、絶縁膜９３を介し
て、各ゲート８４上に形成されている。
【００２９】さらに、ＴＦＴのソース領域とドレイン領
域として用いられる金属層８９ａ、８９ｂは、各半導体
層８７のそれぞれの上部に形成され、ソース線と画素電
極８８に接続されている。さらに、例えばＩＴＯからな
る画素電極８８が、絶縁膜９３を介して各蓄積容量線８
６を覆うように形成されている。さらに、配向膜９４
は、ソース領域と、ドレイン領域８９ａ、８９ｂと、各
画素電極８８上に形成されている。
域として用いられる金属層８９ａ、８９ｂは、各半導体
層８７のそれぞれの上部に形成され、ソース線と画素電
極８８に接続されている。さらに、例えばＩＴＯからな
る画素電極８８が、絶縁膜９３を介して各蓄積容量線８
６を覆うように形成されている。さらに、配向膜９４
は、ソース領域と、ドレイン領域８９ａ、８９ｂと、各
画素電極８８上に形成されている。
【００３０】さらに、本発明に係るＣＦ基板が垂直配向
（ＶＡ）型のＬＣＤに用いられる場合、ＣＦ基板は、Ｃ
Ｆ基板上に形成された突起のような、液晶の配向を制御
するためのドメイン制御手段を有することができる。ド
メイン制御手段を有するＶＡ型ＬＣＤは、ここで参照す
るヨーロッパ特許公報０８８４６２６−Ａ２に開示され
ている。
（ＶＡ）型のＬＣＤに用いられる場合、ＣＦ基板は、Ｃ
Ｆ基板上に形成された突起のような、液晶の配向を制御
するためのドメイン制御手段を有することができる。ド
メイン制御手段を有するＶＡ型ＬＣＤは、ここで参照す
るヨーロッパ特許公報０８８４６２６−Ａ２に開示され
ている。
【００３１】図９に示すように、同図は、本発明の他の
実施例に基づく液晶表示（ＬＣＤ）装置のカラーフィル
タ（ＣＦ）基板５０’を表す。カラーフィルタ基板５
０’は実質的にＣＦ基板５０と類似している。しかし、
ＣＦ基板５０’は垂直配向（ＶＡ）型のＬＣＤに用いら
れ、ＣＦ基板５０’は複数の突起パターン６２を有す
る。また、ＣＦ基板５０’は、ＣＦ基板５０の矩形のカ
ラーフィルタに類似したカラーフィルタの矩形部６４を
インアクティブ領域上に有する。ＩＴＯ（図示されず）
よりなる電極は基板５０’上に設けられる。その後、Ｃ
Ｆ基板５０’の突起パターン６２を矩形部６４に交差さ
せると共に、矩形部６４上に積層して、スペーサを形成
する。最後に、配向膜（図示されず）を更にガラス基板
５０’上に設ける。
実施例に基づく液晶表示（ＬＣＤ）装置のカラーフィル
タ（ＣＦ）基板５０’を表す。カラーフィルタ基板５
０’は実質的にＣＦ基板５０と類似している。しかし、
ＣＦ基板５０’は垂直配向（ＶＡ）型のＬＣＤに用いら
れ、ＣＦ基板５０’は複数の突起パターン６２を有す
る。また、ＣＦ基板５０’は、ＣＦ基板５０の矩形のカ
ラーフィルタに類似したカラーフィルタの矩形部６４を
インアクティブ領域上に有する。ＩＴＯ（図示されず）
よりなる電極は基板５０’上に設けられる。その後、Ｃ
Ｆ基板５０’の突起パターン６２を矩形部６４に交差さ
せると共に、矩形部６４上に積層して、スペーサを形成
する。最後に、配向膜（図示されず）を更にガラス基板
５０’上に設ける。
【００３２】上述したように、本発明に係るスペーサ
は、角度をなして交差する二つの矩形部により形成さ
れ、それぞれの矩形部はカラーフィルタ、突起パターン
もしくはＣＦ基板上に所定の高さを有する他の構造を設
けることによって形成することができる。この際、二つ
の矩形の積層面積は一定となり、積層された矩形部から
なるスペーサの高さも一定となる。従って、セルギャッ
プを均一に保持することができ、これにより、ムラ欠陥
を実質的に低減することができる。
は、角度をなして交差する二つの矩形部により形成さ
れ、それぞれの矩形部はカラーフィルタ、突起パターン
もしくはＣＦ基板上に所定の高さを有する他の構造を設
けることによって形成することができる。この際、二つ
の矩形の積層面積は一定となり、積層された矩形部から
なるスペーサの高さも一定となる。従って、セルギャッ
プを均一に保持することができ、これにより、ムラ欠陥
を実質的に低減することができる。
【００３３】本発明を、好ましい実施例を参照して説明
してきたが、その他多くの可能な変容例や変形例が、以
下に請求する本発明の要旨及び範囲から逸脱することな
くなしうることは理解できるであろう。
してきたが、その他多くの可能な変容例や変形例が、以
下に請求する本発明の要旨及び範囲から逸脱することな
くなしうることは理解できるであろう。
【発明の効果】上述のように、本発明では、複数のスペ
ーサは、それぞれ第１のスペーサ部材と第２のスペーサ
部材とを有しており、両方とも平行構造体形状を有する
異なる層として形成されると共に、設定角度で重合かつ
交差して、それぞれ均一な高さを保持しているので、主
に不均等なセルギャップによるムラ欠陥を実質的に低減
することができる。
ーサは、それぞれ第１のスペーサ部材と第２のスペーサ
部材とを有しており、両方とも平行構造体形状を有する
異なる層として形成されると共に、設定角度で重合かつ
交差して、それぞれ均一な高さを保持しているので、主
に不均等なセルギャップによるムラ欠陥を実質的に低減
することができる。
【図１】 従来のＬＣＤ装置のカラーフィルタ基板の断
面概略図である。
面概略図である。
【図２】 図２ａ及び図２ｂは、それぞれ、積層カラー
フィルタスペーサの平面図及び断面図である。
フィルタスペーサの平面図及び断面図である。
【図３】 図３ａ及び図３ｂは、それぞれ、二つの積層
カラーフィルタが相互に不整合である積層カラーフィル
タスペーサの平面図及び断面図である。
カラーフィルタが相互に不整合である積層カラーフィル
タスペーサの平面図及び断面図である。
【図４】 図４ａ及び図４ｂは、それぞれ、積層カラー
フィルタスペーサの平面図及び断面図である。
フィルタスペーサの平面図及び断面図である。
【図５】 図５ａ及び図５ｂは、それぞれ、二つの積層
カラーフィルタが相互に平行移動して不整合である積層
カラーフィルタスペーサの平面図及び断面図である。
カラーフィルタが相互に平行移動して不整合である積層
カラーフィルタスペーサの平面図及び断面図である。
【図６】 図６ａ及び図６ｂは、それぞれ、本発明に係
る実施例の積層カラーフィルタスペーサの平面図及び断
面図である。
る実施例の積層カラーフィルタスペーサの平面図及び断
面図である。
【図７】 本発明の好ましい実施例のカラーフィルタ基
板の平面図である。
板の平面図である。
【図８】 本発明の好ましい実施例の液晶表示装置の断
面図である。
面図である。
【図９】 本発明の他の好ましい実施例のカラーフィル
タ基板の平面図である。
タ基板の平面図である。
３０ 積層カラーフィルタスペーサ
３２ 積層カラーフィルタ層
３３ 積層カラーフィルタ層
５０ カラーフィルタ（ＣＦ）基板
５０’ カラーフィルタ（ＣＦ）基板
５２ ガラス基板
５３ 電極
５４ａ カラーフィルタ
５４ｂ カラーフィルタ
５４ｃ カラーフィルタ
５６ スペーサ
５７ 配向膜
５８ アクティブ領域
５９ インアクティブ領域
６０ 液晶材料
６２ 突起パターン
６４ 矩形部
８０ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板
８２ ガラス基板
８４ ゲート
８５ ゲート線（走査線）
８６ 蓄積容量線
８７ 半導体層
８８ 画素電極
８９ａ 金属層
８９ｂ 金属層
９３ 絶縁膜
９４ 配向膜
１００ 液晶表示（ＬＣＤ）装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H048 BA02 BB02 BB08 BB44
2H089 LA09 LA10 LA11 LA12 LA16
MA03 NA14 QA14 TA09 TA12
TA13
2H091 FA02Y FA35Y GA08 GA13
LA30
2H092 JA24 JB64 NA25 PA03 PA08
PA09
Claims (29)
- 【請求項１】表面上に第１、第２、第３の領域を画成
し、表示の長手方向を規定する実質的な矩形部として形
成される実質的に平坦な表面を有する透明基板と、 基板の設定領域に形成されるブラックマトリックスと、 透明基板上に配置される複数の着色層を有するカラーフ
ィルタ部であって、第１の着色層はカラーフィルタの一
部を形成するため前記第１の領域に配置され、第２の着
色層はカラーフィルタの一部を形成するため前記第２の
領域に配置されると共に前記基板の第１の領域上で複数
の第１平行構造体の形状に形成され、第３の着色層はカ
ラーフィルタの一部を形成するため前記第３の領域に配
置されると共に前記基板の前記第１の領域上で複数の第
２平行構造体の形状に形成され、前記第１平行構造体と
前記第２平行構造体が設定角度で相互に重合かつ交差し
て、それぞれが均一の高さを有する複数のスペーサを形
成するようにしたカラーフィルタ部と、を具備する液晶
表示装置用カラーフィルタ基板。 - 【請求項２】前記設定角度は約９０度であることを特徴
とするクレーム１記載のカラーフィルタ基板。 - 【請求項３】前記第１平行構造体は平行状態に形成さ
れ、前記第２平行構造体は平行状態に形成され、前記第
１平行構造体と前記第２平行構造体の長手方向はそれぞ
れ、表示の長手方向に対して４５度と１３５度の角度で
傾斜することを特徴とするクレーム１記載のカラーフィ
ルタ基板。 - 【請求項４】前記スペーサは前記ブラックマトリックス
領域に配置されることを特徴とするクレーム１記載のカ
ラーフィルタ基板。 - 【請求項５】前記液晶表示装置は蓄積容量素子を有する
薄膜トランジスタ基板を具備し、前記スペーサは前記蓄
積容量素子に対向する領域に配置されることを特徴とす
るクレーム１記載のカラーフィルタ基板。 - 【請求項６】薄膜トランジスタと、蓄積容量素子と、ゲ
ート線と、ソース線と、配向膜とを有する薄膜トランジ
スタ基板と、 カラーフィルタ基板と、 前記薄膜トランジスタ基板と前記カラーフィルタ基板と
の間に挟まれる液晶とを具備する液晶表示装置におい
て、 前記カラーフィルタ基板は、 前記表面上に第１、第２、第３の領域を有し、表示の長
手方向を規定する実質的な矩形部として形成される、実
質的に平坦な表面を有する透明基板と、 前記基板の所定領域に形成されるブラックマトリックス
と、 前記透明基板上に配置される複数の着色層を有するカラ
ーフィルタ部であって、第１の着色層はカラーフィルタ
の一部を形成するため前記第１の領域に配置され、第２
の着色層はカラーフィルタの一部を形成するため前記第
２の領域に配置されると共に前記基板の前記第１の領域
上で複数の第１平行構造体の形状に形成され、第３の着
色層はカラーフィルタの一部を形成するため前記第３の
領域に配置されると共に前記基板の前記第１の領域上で
複数の第２平行構造体の形状に形成され、前記第１平行
構造体と前記第２平行構造体が設定角度で相互に重合か
つ交差して、それぞれが均一の高さを有する複数のスペ
ーサを形成するようにしたカラーフィルタ部と、 前記ブラックマトリックスと、前記カラーフィルタ部
と、前記スペーサ上に形成される電極と、 前記ブラックマトリックスと、前記カラーフィルタ部
と、前記電極と、前記スペーサの領域上に形成される液
晶分子を配向するための配向膜とを具備することを特徴
とする液晶表示装置。 - 【請求項７】前記設定角度は約９０度であることを特徴
とするクレーム６記載の液晶表示装置。 - 【請求項８】前記第１平行構造体は平行に形成され、前
記第２平行構造体は平行に形成され、前記第１平行構造
体と前記第２平行構造体の長手方向はそれぞれ、表示の
長手方向に対して４５度と１３５度の角度で傾斜するこ
とを特徴とするクレーム６記載の液晶表示装置。 - 【請求項９】前記スペーサは前記ブラックマトリックス
領域に配置されることを特徴とするクレーム６記載の液
晶表示装置。 - 【請求項１０】前記スペーサは蓄積容量素子に対向する
領域に配置されることを特徴とするクレーム６記載の液
晶表示装置。 - 【請求項１１】実質的に平坦な表面を有する透明基板
と、 前記基板の設定領域上に形成されるブラックマトリック
スと、 前記透明基板上に配置される複数の着色層を有するカラ
ーフィルタ部と、 それぞれ第１のスペーサ部材と第２のスペーサ部材を有
する複数のスペーサであって、前記第１のスペーサ部材
と前記第２のスペーサ部材は平行構造体の形状を有する
異なる層によって形成され、かつ設定角度で交差するこ
とによって均一の高さを有する前記各スペーサを形成す
るようにした前記複数のスペーサとを具備する液晶表示
装置のカラーフィルタ基板。 - 【請求項１２】前記スペーサ部材は前記着色層によって
形成されることを特徴とするクレーム１１記載のカラー
フィルタ基板。 - 【請求項１３】前記基板は、さらに前記スペーサ上に形
成された電極を有することを特徴とするクレーム１２記
載のカラーフィルタ基板。 - 【請求項１４】カラーフィルタ基板は、さらに液晶材料
の方向を規定するための複数の突起パターンによって構
成され、前記第１のスペーサ部材は一つの着色層から形
成され、前記第２のスペーサ部材は突起パターンの一部
を形成することを特徴とするクレーム１１記載のカラー
フィルタ基板。 - 【請求項１５】前記基板は、さらに、前記第１のスペー
サ部材の上方と前記突起パターンの下方に形成される電
極を有することを特徴とするクレーム１４記載のカラー
フィルタ基板。 - 【請求項１６】前記スペーサは、カラーフィルタ部上に
形成されることを特徴とするクレーム１１記載のカラー
フィルタ基板。 - 【請求項１７】液晶表示装置は、蓄積容量素子を有する
薄膜トランジスタ基板を具備すると共に、前記スペーサ
は、前記蓄積容量素子に対向した領域に配置されること
を特徴とするクレーム１１記載のカラーフィルタ基板。 - 【請求項１８】前記設定角度が約９０度であることを特
徴とするクレーム１１記載のカラーフィルタ基板。 - 【請求項１９】前記スペーサはブラックマトリックス領
域に配置されることを特徴とするクレーム１１記載のカ
ラーフィルタ基板。 - 【請求項２０】実質的に平坦な表面を有する透明基板
と、 前記基板の所定領域上に形成されるブラックマトリック
スと、前記透明基板上に配置される複数の着色層を有す
るカラーフィルタ部と、液晶の方向を規定するための複
数の突起パターンと、 突起パターンを有するスペーサ部材を積層することによ
りそれぞれが形成される複数のスペーサとを具備し、 前記スペーサ部材は平行構造体の形状で着色層によって
形成され、前記スペーサ部材と前記突起パターンは所定
の角度で交差する均一の高さを有する前記スペーサを形
成するようにした液晶表示装置のカラーフィルタ基板。 - 【請求項２１】前記基板は、さらに、前記スペーサ部材
の上方と前記突起パターンの下方に形成される電極を有
することを特徴とするクレーム２０記載のカラーフィル
タ基板。 - 【請求項２２】前記スペーサは前記カラーフィルタ部上
に形成されることを特徴とするクレーム２５記載のカラ
ーフィルタ基板。 - 【請求項２３】前記液晶表示装置は、蓄積容量素子を有
する薄膜トランジスタ基板を具備し、前記スペーサは前
記蓄積容量素子に対向した領域に配置されることを特徴
とするクレーム２０記載の液晶表示装置。 - 【請求項２４】前記設定角度は約９０度であることを特
徴とするクレーム２０記載のカラーフィルタ基板。 - 【請求項２５】前記スペーサは前記ブラックマトリック
ス領域に配置されることを特徴とするクレーム２０記載
のカラーフィルタ基板。 - 【請求項２６】スペーサ構造が所定の高さを有するよう
に、所定の角度で相互に交差する第１の平行構造体と第
２の平行構造体をそれぞれ有する二つの部材を具備する
ことを特徴とする、セルギャップを保持するため液晶表
示のカラーフィルタ基板上に配置されたスペーサ構造。 - 【請求項２７】前記カラーフィルタ基板は複数の着色層
を有し、前記二つの部材は前記着色層よりなることを特
徴とするクレーム２６記載のスペーサ構造。 - 【請求項２８】前記カラーフィルタ基板は、複数の着色
層と、液晶部材の方向を規定するための突起パターンと
を有し、前記二つの部材のうち、一方の部材が前記着色
層によって形成され、他方の部材が前記突起パターンに
よって形成されることを特徴とするクレーム２６記載の
スペーサ構造。 - 【請求項２９】前記設定角度は９０度であることを特徴
とするクレーム２６記載のスペーサ構造。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002071042A JP3891865B2 (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 液晶表示装置及びそのカラーフィルタ基板 |
| US10/076,935 US6762818B2 (en) | 2002-02-07 | 2002-02-19 | Liquid crystal display device and color filter substrate thereof |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002071042A JP3891865B2 (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 液晶表示装置及びそのカラーフィルタ基板 |
| US10/076,935 US6762818B2 (en) | 2002-02-07 | 2002-02-19 | Liquid crystal display device and color filter substrate thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003233064A true JP2003233064A (ja) | 2003-08-22 |
| JP3891865B2 JP3891865B2 (ja) | 2007-03-14 |
Family
ID=29405278
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002071042A Expired - Fee Related JP3891865B2 (ja) | 2002-02-07 | 2002-02-07 | 液晶表示装置及びそのカラーフィルタ基板 |
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|---|---|
| US (1) | US6762818B2 (ja) |
| JP (1) | JP3891865B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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