JPH0255337A - 液晶ライトバルブ - Google Patents
液晶ライトバルブInfo
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- JPH0255337A JPH0255337A JP20699188A JP20699188A JPH0255337A JP H0255337 A JPH0255337 A JP H0255337A JP 20699188 A JP20699188 A JP 20699188A JP 20699188 A JP20699188 A JP 20699188A JP H0255337 A JPH0255337 A JP H0255337A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (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］
本発明は、光照射によって画像を記録する液晶ライトバ
ルブの改良に関する。
ルブの改良に関する。
［従来の技術］
従来の光記録型の液晶ライトバルブは、ＩＥＥＥ Ｔ
ｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｎ ｅｌｅｃｔｏｒｏｎ
ｄｅｖｉｃｅ Ｖｏｌ ＥＤ−２２ＮＯ９（１
９７５） ｒ Ｐｈｏｔｏａｃｔｉｖａｔｅｄ
Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｔ Ｌｉｑｉｄ−Ｃｒｙｓ
ｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖｅｆｏｒ Ｃｏ１
ｏｒ Ｓｙｍｂｏｌｏｇｙ Ｄｉｓｐｌａｙ」に示
されているように光導電体層に照射する光のみを使って
画像を形成するというものであった。
ｒａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｎ ｅｌｅｃｔｏｒｏｎ
ｄｅｖｉｃｅ Ｖｏｌ ＥＤ−２２ＮＯ９（１
９７５） ｒ Ｐｈｏｔｏａｃｔｉｖａｔｅｄ
Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｔ Ｌｉｑｉｄ−Ｃｒｙｓ
ｔａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖｅｆｏｒ Ｃｏ１
ｏｒ Ｓｙｍｂｏｌｏｇｙ Ｄｉｓｐｌａｙ」に示
されているように光導電体層に照射する光のみを使って
画像を形成するというものであった。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら上述の従来技術では、記録された画像は液
晶自身の緩和時間内の間保持されているだけであり、同
一の画像を長時間保持するためには液晶ライトバルブへ
の書き込み光源であるＣＲＴに同一の画像を表示し常に
液晶ライトバルブをリフレッシュしなくてはならない。
晶自身の緩和時間内の間保持されているだけであり、同
一の画像を長時間保持するためには液晶ライトバルブへ
の書き込み光源であるＣＲＴに同一の画像を表示し常に
液晶ライトバルブをリフレッシュしなくてはならない。
一方、近年液晶ライトバルブを光学的な画像メモリーに
応用したり、オプティカルフリップフロップに使用しよ
うとする試みがなされているが上述の従来技術では液晶
ライトバルブ自身にメモリー性がないためこのような分
野には使用できないという問題を有する。そこで本発明
はこのような問題を解決するものであり、その目的とす
るところは光記録型のライトバルブにおいて、デバイス
自身が画像の保持機能を持つ液晶ライトバルブを提供す
ることにある。
応用したり、オプティカルフリップフロップに使用しよ
うとする試みがなされているが上述の従来技術では液晶
ライトバルブ自身にメモリー性がないためこのような分
野には使用できないという問題を有する。そこで本発明
はこのような問題を解決するものであり、その目的とす
るところは光記録型のライトバルブにおいて、デバイス
自身が画像の保持機能を持つ液晶ライトバルブを提供す
ることにある。
［課題を解決するための手段］
本発明の液晶ライトバルブは、
一対の電極の間に光導電体層と液晶層を有し、光照射に
よって画像を記録する液晶ライトバルブにおいて、前記
光導電体層に光照射することにより前記液晶層の光照射
部分が透過状態となり、透過状態となった前記液晶層を
通過した前記液晶層を照明する読み出し光の一部が光導
電体層を照射し、前記液晶層上に形成された画像を保持
することを特徴とする。
よって画像を記録する液晶ライトバルブにおいて、前記
光導電体層に光照射することにより前記液晶層の光照射
部分が透過状態となり、透過状態となった前記液晶層を
通過した前記液晶層を照明する読み出し光の一部が光導
電体層を照射し、前記液晶層上に形成された画像を保持
することを特徴とする。
［実施例］
本発明の液晶ライトバルブの一実施例を第１図から第６
図に従って説明する。ガラス等による透明基板１０１上
にＩＴＯ等によって透明電極１０２を作製し、・さらに
グロー放電法を用いてアモルファスシリコンを０．５〜
２０μｍ堆積させた光導電体層１０３を形成する。光導
電体層を形成した後、対向基板としてＩＴＯによる透明
電極１０４を形成した透明基板１０５を、図示していな
いスペーサーを介して対向させ、後述する液晶を封入し
液晶層１０６を形成する。１０７．１０８はそれぞれ光
導電層に照射する書き込み光源、液晶層に照射し液晶ラ
イトバルブ上に形成された画像を読み出す読み出し光源
で、１０９は透明電極１０２．１０５を介して液晶ライ
トバルブに電界を供給する電源である。液晶層１０６に
用いる液晶はネマチック液晶に色素を添加したゲストホ
スト液晶を用い、以下の説明もゲストホスト液晶を主体
に説明するが、印加電界により透過状態と散乱状態に変
化するコレステリック−ネマチック液晶、スメクチック
Ａ液晶も使用できる。また、本実施例に於いては光導電
体層をアモルファスシリコンで形成したが、アモルファ
スシリコンの他にも単結晶シリコン、ＣｄＳ、Ｓｅ、
○ＰＣ，ＢＳＯ等、光導電効果を示すものを使用して
も問題ない。
図に従って説明する。ガラス等による透明基板１０１上
にＩＴＯ等によって透明電極１０２を作製し、・さらに
グロー放電法を用いてアモルファスシリコンを０．５〜
２０μｍ堆積させた光導電体層１０３を形成する。光導
電体層を形成した後、対向基板としてＩＴＯによる透明
電極１０４を形成した透明基板１０５を、図示していな
いスペーサーを介して対向させ、後述する液晶を封入し
液晶層１０６を形成する。１０７．１０８はそれぞれ光
導電層に照射する書き込み光源、液晶層に照射し液晶ラ
イトバルブ上に形成された画像を読み出す読み出し光源
で、１０９は透明電極１０２．１０５を介して液晶ライ
トバルブに電界を供給する電源である。液晶層１０６に
用いる液晶はネマチック液晶に色素を添加したゲストホ
スト液晶を用い、以下の説明もゲストホスト液晶を主体
に説明するが、印加電界により透過状態と散乱状態に変
化するコレステリック−ネマチック液晶、スメクチック
Ａ液晶も使用できる。また、本実施例に於いては光導電
体層をアモルファスシリコンで形成したが、アモルファ
スシリコンの他にも単結晶シリコン、ＣｄＳ、Ｓｅ、
○ＰＣ，ＢＳＯ等、光導電効果を示すものを使用して
も問題ない。
以下に、上述した液晶ライトバルブを用いて画像を形成
する原理を説明するが、光照射によるインピーダンス変
化に基づき液晶層に画素が記録される原理については前
述の従来技術に詳しく記述されている通りであり、第２
図に示したように光導電体層１０３に畏き込み光１０７
を照射すると、光導電体層のインピーダンスが低下し電
源１０９から供給されていた電界の液晶層と光導電体層
に対する分圧比が変化し、光照射部に相当する液晶層に
電界がかかるようになり液晶は書き込み光が無い暗状態
とは異なった状態をとる。しかしながら、本実施例に示
した液晶ライトバルブは液晶層にゲストホスト液晶を使
用しているので、書き込み光が照射されていない時には
第３図（ａ）に示されているように液晶分子３０１に沿
って配列した色素３０２によって液晶側から入射した光
は吸収され読み出し光が遮断されるとともに光導電体層
１０３にも光束は到達しない。書き込み光が光導電体層
１０３に照射されると液晶分子及び添加色素は第３図（
ｂ）のようになり読み出し光は液晶層を透過できるよう
になり光導電体Ｎ１０３に到達するようになる。本実施
例では光導電体層にアモルファスシリコンを使用してお
り、通常アモルファスシリコンの表面は鏡面であるため
読み出し光は反射されもう一度液晶層を通過し出射され
画素として認識できるようになる。一方、アモルファス
シリコンに照射された読み出し光は全てが反射されるの
ではなく、第２図２０１に示されたようにその一部はア
モルファスシリコン内に吸収され光導電効果に寄与する
ようになる。以下に読み出し光の一部２０１によって本
実施例に示した液晶ライトバルブが書き込み光に対して
双安定性を持つようになる条件を示すが、液晶層１０６
と光導電体層１０３の間に誘電体多層膜等による反射膜
を付加し、読み出し光の反射効率を増す構造を持った液
晶ライトバルブでも光導電体層として用いるものに応じ
反射膜の反射率、透過率を適宜設定する事によって以下
の条件を満たすようにすることも可能であった。
する原理を説明するが、光照射によるインピーダンス変
化に基づき液晶層に画素が記録される原理については前
述の従来技術に詳しく記述されている通りであり、第２
図に示したように光導電体層１０３に畏き込み光１０７
を照射すると、光導電体層のインピーダンスが低下し電
源１０９から供給されていた電界の液晶層と光導電体層
に対する分圧比が変化し、光照射部に相当する液晶層に
電界がかかるようになり液晶は書き込み光が無い暗状態
とは異なった状態をとる。しかしながら、本実施例に示
した液晶ライトバルブは液晶層にゲストホスト液晶を使
用しているので、書き込み光が照射されていない時には
第３図（ａ）に示されているように液晶分子３０１に沿
って配列した色素３０２によって液晶側から入射した光
は吸収され読み出し光が遮断されるとともに光導電体層
１０３にも光束は到達しない。書き込み光が光導電体層
１０３に照射されると液晶分子及び添加色素は第３図（
ｂ）のようになり読み出し光は液晶層を透過できるよう
になり光導電体Ｎ１０３に到達するようになる。本実施
例では光導電体層にアモルファスシリコンを使用してお
り、通常アモルファスシリコンの表面は鏡面であるため
読み出し光は反射されもう一度液晶層を通過し出射され
画素として認識できるようになる。一方、アモルファス
シリコンに照射された読み出し光は全てが反射されるの
ではなく、第２図２０１に示されたようにその一部はア
モルファスシリコン内に吸収され光導電効果に寄与する
ようになる。以下に読み出し光の一部２０１によって本
実施例に示した液晶ライトバルブが書き込み光に対して
双安定性を持つようになる条件を示すが、液晶層１０６
と光導電体層１０３の間に誘電体多層膜等による反射膜
を付加し、読み出し光の反射効率を増す構造を持った液
晶ライトバルブでも光導電体層として用いるものに応じ
反射膜の反射率、透過率を適宜設定する事によって以下
の条件を満たすようにすることも可能であった。
液晶ライトバルブに対する書き込み光の強度をＩ ｉｎ
、読み出し光学系によって読み出される読み出し光の強
度を工。ｕｔとした場合、読み出し光の一部が光導電体
層に到達しているときの両者の関係は ■。ｕｔ＝α （Ｉｔｎ＋β工。ｕｔ） ・ ・ ・
・ （１）α、βはそれぞれ定数 で与えられる。
、読み出し光学系によって読み出される読み出し光の強
度を工。ｕｔとした場合、読み出し光の一部が光導電体
層に到達しているときの両者の関係は ■。ｕｔ＝α （Ｉｔｎ＋β工。ｕｔ） ・ ・ ・
・ （１）α、βはそれぞれ定数 で与えられる。
つまり、書き込み完工１゜と読み出し完工。ｕｔの一部
（＝β工。ｕｔ）が液晶ライトバルブによってα倍に光
増幅され出力光となる。一方、本実施例で用いたゲスト
ホスト液晶は、第４図に示したように印加された電界（
＝ＶＬＣ）に対して非線形な光学応答を示すため液晶ラ
イトバルブからの出力完工。。
（＝β工。ｕｔ）が液晶ライトバルブによってα倍に光
増幅され出力光となる。一方、本実施例で用いたゲスト
ホスト液晶は、第４図に示したように印加された電界（
＝ＶＬＣ）に対して非線形な光学応答を示すため液晶ラ
イトバルブからの出力完工。。
、も同様な特性を持つ。さらに液晶層に加わる電界ＶＬ
Ｃは光導電体層に照射される光量、すなわち、Ｉ ｉｎ
＋β■。ｕｔに依存し、これら全てが相互に相関を持ち
以下に示す条件のもとて入力光に対し双安定な特性を示
すようになる。
Ｃは光導電体層に照射される光量、すなわち、Ｉ ｉｎ
＋β■。ｕｔに依存し、これら全てが相互に相関を持ち
以下に示す条件のもとて入力光に対し双安定な特性を示
すようになる。
液晶層、光導電体層のインピーダンスをそれぞれＺ Ｌ
Ｃ％ Ｚｐｃとすると、ＺｐｃはＺｐｃ ＝
Ｚｄ ＋ γ工。
Ｃ％ Ｚｐｃとすると、ＺｐｃはＺｐｃ ＝
Ｚｄ ＋ γ工。
と表される。ここで、Ｚｄは光導電体層の暗状態でのイ
ンピーダンス、γ工。は光照射によるインピーダンスの
低下分を表す項であり近似的に照射完工。に比例するも
のとし、比例係数をγとした。
ンピーダンス、γ工。は光照射によるインピーダンスの
低下分を表す項であり近似的に照射完工。に比例するも
のとし、比例係数をγとした。
液晶層に印加される電界ＶＬＣは外部から液晶ライトバ
ルブに印加する電界をＶＥＸとすると次式で与えられる
。
ルブに印加する電界をＶＥＸとすると次式で与えられる
。
ＺＬＣ
ＶＬＣ＝ ＶＥＸ
： ＶＥＸ
ＺＰＣ十 ＺＬＣ
ＺＬＣ
Ｚｄ ＋ γ工。 ＋ ＺＬＣ・ ・ ・ （
２） 本実施例では、上式（２）の工。は光導電体層に入射す
る光量 Ｉ ｉｎ＋β■。ｕｔ で与えられるが、こ
こで液晶ライトバルブの反射率をＲ１読み出し光源の光
量をＩＳとしく２）式に代入すると、次のように表され
る。
２） 本実施例では、上式（２）の工。は光導電体層に入射す
る光量 Ｉ ｉｎ＋β■。ｕｔ で与えられるが、こ
こで液晶ライトバルブの反射率をＲ１読み出し光源の光
量をＩＳとしく２）式に代入すると、次のように表され
る。
ＶＬＣ＝
ＺＬＣ
二の（３）式はゲストホスト液晶の反射率Ｒと液晶層に
印加される電界ＶＬＣの関係とみることができるが、こ
の反射率Ｒ自身が第４図に示されたようにＶＬＣに対す
る依存性を持ってい−る。第５図に入射光量工、。をパ
ラメータとしく３）式を第４図内に示したものを与える
。第５図内の（１）〜（，４）は（１）＜ （２）＜
（３）＜ （４）の順に入射光量Ｉ ＋ｎを増している
。第５図において液晶の光学特性を示す曲線と（３）式
の交点が実際に液晶ライトバルブがとる状態である。出
力光■。ｕｔは入射光Ｘ ｉｎに対して第６図に示され
たようにヒステリシスを描くように応答し、第５図内の
Ａ−Ｇの各点が第６図のＡ−Ｇに対応し、入射光量１゜
を徐々に増していくと出力完工。ｕｔは、Ａ、 Ｂ、
Ｃでは入射光が無いときとほとんど変わらすＤの状
態に対応する光量が照射されたときに初めて変化する。
印加される電界ＶＬＣの関係とみることができるが、こ
の反射率Ｒ自身が第４図に示されたようにＶＬＣに対す
る依存性を持ってい−る。第５図に入射光量工、。をパ
ラメータとしく３）式を第４図内に示したものを与える
。第５図内の（１）〜（，４）は（１）＜ （２）＜
（３）＜ （４）の順に入射光量Ｉ ＋ｎを増している
。第５図において液晶の光学特性を示す曲線と（３）式
の交点が実際に液晶ライトバルブがとる状態である。出
力光■。ｕｔは入射光Ｘ ｉｎに対して第６図に示され
たようにヒステリシスを描くように応答し、第５図内の
Ａ−Ｇの各点が第６図のＡ−Ｇに対応し、入射光量１゜
を徐々に増していくと出力完工。ｕｔは、Ａ、 Ｂ、
Ｃでは入射光が無いときとほとんど変わらすＤの状
態に対応する光量が照射されたときに初めて変化する。
Ｄの状態が実現するとその後入射光を減らしていっても
Ｅ、 Ｆ％ Ｇ１ に示されているようにＤの状態
とほとんど変わらず、入射光がゼロになってもその状態
を保持し続ける。上記の原理により、本実施例に示した
液晶ライトバルブは入力光に対して双安定性を示すわけ
であるが、双安定性を示す条件としては、第５図に示さ
れたように（３）式の曲線が、液晶の光学特性を示す曲
線と２つ以上の交点を持つ状態を実現することが必要で
、実際には読み出し光源の光量を適切に設定することに
より上述の条件を満足するようになる。また、この双安
定性の機構は液晶ライトバルブ上の任意の点で独立に機
能し、書き込み光が照射された画素のみがその状態を保
持する。また、本実施例では液晶層としてゲストホスト
液晶を使うことを前提として説明したが、コレステリッ
ク−ネマチック液晶やスメクチックＡ液晶のように印加
電界によって透明状態と散乱状態に転移する場合にも上
述した原理にしたがって双安定性を生じさせることが可
能であり、ゲストホスト液晶を用いたもの同様、コレス
テ１ノック−ネマチック液晶、スメクチックＡ液晶を用
いた液晶ライトバルブでも問題なく動作した。
Ｅ、 Ｆ％ Ｇ１ に示されているようにＤの状態
とほとんど変わらず、入射光がゼロになってもその状態
を保持し続ける。上記の原理により、本実施例に示した
液晶ライトバルブは入力光に対して双安定性を示すわけ
であるが、双安定性を示す条件としては、第５図に示さ
れたように（３）式の曲線が、液晶の光学特性を示す曲
線と２つ以上の交点を持つ状態を実現することが必要で
、実際には読み出し光源の光量を適切に設定することに
より上述の条件を満足するようになる。また、この双安
定性の機構は液晶ライトバルブ上の任意の点で独立に機
能し、書き込み光が照射された画素のみがその状態を保
持する。また、本実施例では液晶層としてゲストホスト
液晶を使うことを前提として説明したが、コレステリッ
ク−ネマチック液晶やスメクチックＡ液晶のように印加
電界によって透明状態と散乱状態に転移する場合にも上
述した原理にしたがって双安定性を生じさせることが可
能であり、ゲストホスト液晶を用いたもの同様、コレス
テ１ノック−ネマチック液晶、スメクチックＡ液晶を用
いた液晶ライトバルブでも問題なく動作した。
以上に示した原理によって本実施例に示した液晶ライト
バルブに画像を記録したところ短い光パルスを照射した
だけで液晶に画像が形成され、その画像は半永久的に保
持された。また、光導電体層には書き込み光源と読み出
し光の一部の両方が照射されるため光導電体層を十分に
応答させられる量の光照射がなされ、その結果、液晶を
１００％応答させるだけの電界が供給され非常に高コン
トラストな液晶ライトバルブを作製できた。
バルブに画像を記録したところ短い光パルスを照射した
だけで液晶に画像が形成され、その画像は半永久的に保
持された。また、光導電体層には書き込み光源と読み出
し光の一部の両方が照射されるため光導電体層を十分に
応答させられる量の光照射がなされ、その結果、液晶を
１００％応答させるだけの電界が供給され非常に高コン
トラストな液晶ライトバルブを作製できた。
［発明の効果コ
以上に示したように本発明によれば、液晶ライトバルブ
自身に画像の保持機構を付加できるので、従来光記録型
の応用が困難であった光学的な画像メモリー オプティ
カルフリップフロップ等、入力光に対する双安定性を要
求される分野においても使用することが出来るようにな
った。上記のオプティカルフリップフロップ等には従来
ＦＲＯＭ。
自身に画像の保持機構を付加できるので、従来光記録型
の応用が困難であった光学的な画像メモリー オプティ
カルフリップフロップ等、入力光に対する双安定性を要
求される分野においても使用することが出来るようにな
った。上記のオプティカルフリップフロップ等には従来
ＦＲＯＭ。
ＢＳＯ単結晶等が使用されていたが、いずれも解像度、
応答スピード等の点で実用的ではなかったが本発明を用
いると高速で高解像度な光２次元双安定デバイスが作製
できた。また、光導電体層には書き込み光と、読み出し
光の一部の両者が照射されるため、光導電体層に吸収さ
れる光量が増え液晶を十分応答させるだけの電界が供給
でき、その結果コントラストの向上が図られたとともに
、デバイス自身に画像保持機構があるため画像保持のた
めの機構を外部に設ける必要がなく小型化にも貢献した
。
応答スピード等の点で実用的ではなかったが本発明を用
いると高速で高解像度な光２次元双安定デバイスが作製
できた。また、光導電体層には書き込み光と、読み出し
光の一部の両者が照射されるため、光導電体層に吸収さ
れる光量が増え液晶を十分応答させるだけの電界が供給
でき、その結果コントラストの向上が図られたとともに
、デバイス自身に画像保持機構があるため画像保持のた
めの機構を外部に設ける必要がなく小型化にも貢献した
。
第１図は本発明の実施例に於ける液晶ライトバルブの断
面図を示す図。 第２図は本発明に係わる液晶ライトバルブの光光導電体
層 液晶層 書き込み光 読み出し光 読み出し光の一部 以上
面図を示す図。 第２図は本発明に係わる液晶ライトバルブの光光導電体
層 液晶層 書き込み光 読み出し光 読み出し光の一部 以上
Claims (1)
- 一対の電極の間に光導電体層と液晶層を有し、光照射に
よって画像を記録する液晶ライトバルブにおいて、前記
光導電体層に光照射することにより前記液晶層の光照射
部分が透過状態となり、透過状態となった前記液晶層を
通過した前記液晶層を照明する読み出し光の一部が光導
電体層を照射し、前記液晶層上に形成された画像を保持
することを特徴とする液晶ライトバルブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20699188A JPH0255337A (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 液晶ライトバルブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20699188A JPH0255337A (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 液晶ライトバルブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0255337A true JPH0255337A (ja) | 1990-02-23 |
Family
ID=16532375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20699188A Pending JPH0255337A (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 液晶ライトバルブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0255337A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5933201A (en) * | 1992-06-30 | 1999-08-03 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Polymer dispersion liquid crystal recording medium and method and apparatus for reproducing information |
| US6630949B1 (en) | 1992-12-01 | 2003-10-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Image processing system and information processing apparatus |
| US6871239B2 (en) | 2000-07-31 | 2005-03-22 | Sony Computer Entertainment, Inc. | Electronic equipment communication system, external device for the communication system, electronic equipment and electronic equipment communication method |
| JP2017536663A (ja) * | 2014-11-07 | 2017-12-07 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 切り替え可能な拡散体を備えた照明構成要素 |
-
1988
- 1988-08-19 JP JP20699188A patent/JPH0255337A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US10598349B2 (en) | 2014-11-07 | 2020-03-24 | 3M Innovative Properties Company | Lighting component including switchable diffuser |
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