JPH0455816A - カラー液晶表示装置 - Google Patents

カラー液晶表示装置

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JPH0455816A
JPH0455816A JP2166184A JP16618490A JPH0455816A JP H0455816 A JPH0455816 A JP H0455816A JP 2166184 A JP2166184 A JP 2166184A JP 16618490 A JP16618490 A JP 16618490A JP H0455816 A JPH0455816 A JP H0455816A
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color
liquid crystal
display
light
electrode
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JP2166184A
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Hirotsugu Fukutani
博嗣 福谷
Kunihiko Ito
邦彦 伊藤
Mitsuaki Shioji
光昭 塩路
Kazuhiko Akimoto
一彦 秋元
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Original Assignee
Sharp Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、複数種類の表示画像をカラー表示することが
できるカラー液晶表示装置に関する。
従来の技術 第9図は、従来のセグメント型カラー液晶表示装置1の
断面図である。透光性を有するガラス基板4aの一方表
面には、カラーフィルタ5が印刷法や電極着色法などの
方法によってほぼ全面に亘って設けられており、カラー
フィルタ5上には複数のセグメント電極6が形成される
。カラーフィルタ5は、たとえば第9図紙面に平行な方
向に帯状に形成され、たとえば赤色フィルタ、緑色フィ
ルタ、青色フィルタの3種類のフィルタが第9図紙面に
垂直な方向に予め定める順序に従って複数個配列されて
いる。セグメント電極6は、前記赤色フィルタ、緑色フ
ィルタ、青色フィルタにそれぞれ対応する赤色用電極、
緑色用電極、青色用電極とで構成される。
透光性を有するガラス基板4bの一方表面には、複数の
コモン電極8がセグメント電極6に対応する表示領域を
含む領域に亘って形成され、その上に配向膜7bが形成
される。ガラス基板4a、4bは、配向膜7a、7bが
形成される表面が互いに向き合うように配置され、ツイ
ステッドネマテイック液晶層9はガラス基板4a、4b
の間に介在され、シール樹脂10によって封止される。
またガラス基板4a、4bの液晶層9とは反対側の表面
には、それぞれ漠光板11.1.2が設けられている。
ここで、偏光板11.12を平行ニコルとなるように配
置し、電圧無印加時において光が液晶層9を透過しない
ようにして、いわゆるノーマリブラック表示を行う。前
記セグメント電極6を構成する3つの電極のうち、所望
の電極に電圧を印加することによって、セグメント電極
6に対応する表示領域には所望の色彩が表示される。た
とえば赤色用電極のみに電圧が印加すれば、表示領域に
は赤色が表示され、また赤色用電極と緑色用電極とに電
圧を印加すれば、赤色光と緑色光との混合によって黄色
の表示を行うことができる。さらに赤色用電極、緑色用
電極、青色用電極の全ての電極に電圧を印加することに
よって白色表示を行うこともできる。
発明が解決しようとする課題 上述のセグメント型カラー液晶表示装置1の表示画像は
、セグメント電極6の形状によって決定され、カラー液
晶表示装置1の製造後に変更することができず、表示の
多様性という面で劣っている。
表示画像を増やす方法として、液晶表示素子を積層した
液晶表示装置が考えられるが、液晶表示素子を2つ必要
とし、そのため液晶表示装置の厚みが厚くなる、あるい
は重量が重くなるという問題点がある。
また、カラーフィルタ5は帯状であるために、色の異な
るカラーフィルタを組合わせてフィルタの色彩とは異な
る色彩を表示させる際に、目視に対する色彩の混合度、
色彩の鮮明度が低下し、表示品位が劣化するという問題
がある。
本発明の目的は、複数種類の表示画像を表示することが
でき、かつ高品位のカラー表示を行うことができるカラ
ー液晶表示装置を提供することである。
課題を解決するための手段 本発明は、液晶層を挟んで設けられる一対の透光性基板
と、前記透光性基板の厚み方向−左側の全面に亘って設
けられ、透過光を予め定める複数種類の色彩のいずれが
ひとつの色彩にそれぞれ選択する複数の色彩選択部材と
、 前記透光性基板の液晶層側の表示領域内に設けられ、表
示領域で表示すべき予め定める色彩に対応して選択され
る前記複数の色彩選択部材に対応する範囲にそれぞれ形
成される透光性を有する複数の表示電極とを含むことを
特徴とするカラー液晶表示装置である。
作  用 本発明に従えば、電圧無印加時においてカラー液晶表示
装置を光が透過しないようにすることによって、背景色
を黒色とするノーマリブラック表示を行うことができる
。ここで、1つの表示電極を予め定める形状に対応して
、かつ所望の色彩の色彩選択部材に対応して形成し、こ
の表示電極に電圧を印加することによって光は液晶層を
透過することができる。この透過光は、色彩選択部材に
よって予め定める1つの色彩に選択され、これによって
液晶表示装置には表示電極に対応する形状および予め定
める色彩が表示される。
また、もう1つの表示電極を前記予め定める形状とは異
なる形状で所望の色彩選択部材に対応して形成すること
によって、液晶表示装置には前記予め定める形状とは異
なる形状が表示される。
このとき、表示電極を複数種類の色彩選択部材に対応し
て個別に形成し、色彩選択部材によって選択される色彩
を複数種類組合わせることによって、さらに異なる色彩
を表示させることができる。
また、色彩選択部材は透光性基板の全面に亘って設けら
れているので、表示電極に電圧を印加していないときに
液晶層がらの光の漏れがあった場合でも、カラー液晶表
示装置には全面に亘って同一の色彩、すなわち各色彩選
択部材が選択する色彩の組合わせによる色彩が表示され
、一部分だけが異なる色彩となることが防止され、表示
品位が向上する。
また、色彩選択部材をマトリックス状あるいはモザイク
状に配置することによって、色彩を複数種類組合わせる
際の、表示される色彩の目視に対する混合度合いが格段
に向上し、表示品位が向上する。
このように、複数種類の異なる表示画像く形状)をそれ
ぞれ異なる色彩で表示させることができ、表示の多様性
が得られる。
実施例 第1図は、本発明の一実施例であるカラー液晶表示装置
21の断面図である。カラー液晶表示装221は、ガラ
ス、プラスチックなどから成る透明基板22a、22b
を有し、透明基板22aの一方表面には表示すべき形状
に対応する領域に透明電極(第1セグメント電極)23
が形成されている。さらに、第1セグメント電極23が
形成されたガラス基板22a上には、カラーフィルタ層
24が形成される。カラーフィルタ層24は、たとえば
マトリックス状に配列される3色のカラーフィルタ、赤
色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタと、黒色の遮
光層とで構成され、印刷法などによってガラス基板22
aの一方表面はぼ全面に亘って形成されている。
カラーフィルタ層24の表面には、カラーフィルタ層2
4の表面の凹凸を緩和し、後述する第2セグメント電極
26の形成時にカラーフィルタ層24の劣化を防ぎ、か
つ第2セグメント電極26の密着性を向上するために、
オーバーコート層25が形成される。オーバーコート層
25形成後に、スパッタリング法などによって透明型a
i(第2セグメント電極)26が、表示すべき形状に対
応する領域に形成される。さらにその表面には配向膜2
7aが形成されている。
透明基板22bの一方表面には、透明電極(コモン電極
)28が、少なくとも前記第1セグメント電極23およ
び第2セグメント電極26を含む領域に形成され、さら
にその表面には配向M27bが形成される。
透明基板22a、22bは、それぞれ配向膜27a  
27bが形成された表面が対向するように配置され、液
晶層29は透明基板22a、22b間に介在され、シー
ル材30によって封止されている。
透明基板22a、22bの液晶層29とは反対側の表面
には、それぞれ偏光板31.32が平行ニコルとなるよ
うに配置される。
第2図は、カラー液晶表示装置21におけるセグメント
電極の配置例を示す平面図である。第2図に示すように
、たとえば第1セグメントを極23は矩形状に形成され
、この矩形状に形成された第1セグメント電極23を7
個使用して「日」の文字を形成するように配置され、こ
の「日」の文字がたとえば2個並べられている。また、
第2セグメント電極26は、たとえば植物の葉を表す形
状に形成されている。
第3図は、カラーフィルタ層24の構成を示す拡大平面
図であり、第4図はカラーフィルタ層24の構成を示す
断面図である。カラーフィルタ層24は、赤色、緑色、
青色の各フィルタをマトリックス状あるいはモザイク状
に配置して形成されている。第3図および第4図におい
て、赤色フィルタは参照符号Rて表し、緑色フィルタは
参照符号Gで示し、青色フィルタは参照符号Bで示す。
フィルタR,G、Bの大きさは微細であり、肉眼では判
別できない程度の大きさである。
−例として、長さL1=330μmおよび幅L2=80
μmの矩形状のフィルタR,G、Bが用いられ、フィル
タ間の間隔L3は30μmに選ばれる。したがって、フ
ィルタの幅方向A2に並ぶ3種類のフィルタR,G、B
によって形成される領域は、330J1mX330μm
の正方形となる。
フィルタ間の間隔L3は、ホトプロセスなどのカラーフ
ィルタ制作精度によって決定され、一般には15μm〜
40μmである。
フィルタの配列は、フィルタの幅方向A2にはR−G−
Bの順列が繰返され、フィルタの長さ方向A1にはR−
B−Gの順列が繰返される。
フィルタR,G、Bの形状は、正方形あるいはその他の
形状にしてもよい。
また各フィルタR,G、Bの間には、黒色の遮光層40
が形成される。遮光層40は、クロム(Cr)あるいは
黒色顔料などで形成される。
第5図は、第1セグメント電極23の拡大平面図である
。第1セグメント電極23は、赤色用型ffI S r
と、緑色用電極Sgと、青色用型isbとで構成される
。電isr、Sg、Sbは、表示領域内のフィルタR,
G、Bに対応するそれぞれの領域に形成され、多電1s
r、Sg、Sbは信号ラインとしての透明電141r、
41g、41bによってそれぞれ接続されている。この
ように同一色のフィルタに対応する電極Sr、Sg、S
bを順次接続し、電圧を印加する電極を任意に選択する
ことによって、赤色、黄色、緑色、水色(シアン色)、
青色、白色、桃色(マゼンタ色)の7色を、対象とする
表示領域内において、表示することができる。
第2セグメント電極26も、第1セグメント電41i2
3と同様の構成である。
第6図は、カラー液晶表示装置21の電気的構成を示す
ブロック図である。カラー液晶表示装置21の表示画面
内には、複数の第1セグメント電極23が、たとえば「
日」の文字が形成されるように配置され、たとえば植物
の葉を表す形状に形成された第2セグメント電極26が
2個配置される。ここで、第1セグメント電極23およ
び第2セグメント電極26は、前述の第5図に示すよう
に、それぞれ赤色用電極Srと緑色用電極Sgと青色用
電極sbとて構成される。またコモン電極28が、前記
第1セグメント電極23および第2セグメント電極26
に対応する表示領域を含んだ領域に配置される。
第1セグメント電極23は、それぞれ信号ライン11〜
17を介して第1セグメント電極駆動回路14aに接続
され、第2セグメントtffi26は信号ライン18を
介して第2セグメント電極駆動回路14bに接続され、
さらにコモン電極28はライン19を介してコモン電極
駆動回路15に接続されている。信号ライン11〜19
は、表示に影響がないように、すなわち電圧を印加した
ときに信号ラインとしての透明!極が見えないように設
けられている。信号ライン!1〜18は、前述の第5図
に示すように、それぞれ3つの透明電極4.1r、41
g、41bF構成されている。
第1および第2セグメント電極駆動回路14. a14
bおよびコモン電極駆動回路15は、表示制御回路16
に接続され、表示制御回路16から与えられる表示制御
信号に基づいて、第1および第2セグメント電極23.
26およびコモン電極28に電圧を印加する。
第1図〜第5図を参照して、カラー液晶表示装置21に
おいて、いわゆるノーマリホワイト表示と、ノーマリブ
ラック表示とを行う場合を説明する。ここで、液晶層2
つの液晶分子は、透明基板22bに最近接する分子は第
1図紙面に垂直方向の配向状態であり、透明基板22a
に近付くにつれて序々に右方向に捩れ、透明電極22a
に最近接する液晶分子は第1図紙面に平行方向の配向状
態であるものとする。
■ノーマリホワイト表示 ノーマリホワイト表示とは、電圧を印加していないとき
に、光が液晶層29を透過するようにしてたとえば背景
色を白色とし、表示すべき形状に対応する液晶層29に
電圧を印加して液晶分子の配向状態を変化させることに
よって光を遮断し、所望の形状を表示する表示方法であ
る。したがって、偏光板32の偏光方向を第1図紙面に
垂直方向とし、偏光板31の偏光方向を第1図紙面に平
行となるように配置する。これによって、偏光板32を
透過した光は、液晶層29によって90゜捩れ、偏光板
31を透過することができるにのとき、カラーフィルタ
層24は、前述の第3図に示すように微細な四角形のフ
ィルタR,G、Hによって形成されており、透過光は、
赤色光と緑色光と青色光との混合によって白色光と成る
。すなわち、電圧無印加時において、カラー液晶表示装
置21には背景色として白色が表示される。
電圧が印加された液晶層29の液晶分子は、電界方向に
配向する。したがって、偏光板31を透過した第1図紙
面に垂直方向の直at偏光は、はぼそのままの偏光状態
で液晶層29を透過する。ここで、偏光板31の偏光方
向は第1図紙面に平行方向であるため、液晶層2つを透
過した光は肩先板31を透過することはできない。した
がって、たとえば第1セグメント電極23を構成する赤
色用電極Srのみに電圧を印加すれば、赤色光が遮断さ
れ、緑色光と青色光との混合によって、水色光(シアン
色)が表示される。
液晶層2つは、電圧の印加(ON)/無印加(○FF)
によって光シャッタとして働く。第1表には、セグメン
ト電極の0N10FF状態と、光シャッタとしての働き
と、表示色との関係が示されている。
第1表において、「○」は光シャッタのオーブン状態を
示しており、「・」は光シャッタのクローズ状態を示し
ている。
(以下余白〉 第  1 表 第1表に示すように、緑色電極Sgに電圧を印加すれば
、緑色光が遮断され、赤色光と青色光との混合によって
桃色(マゼンタ色)を表示することができ、また青色用
電極sbに電圧を印加すれば、青色光が遮断され、赤色
光と緑色光との混合によって黄色を表示することができ
る。
また、赤色用電極Srと緑色電極Sgとに同時に電圧を
印加すれば、赤色光および緑色光が遮断され、青色の表
示を行うことができる。赤色用電極Srおよび青色用電
極sbに同時に電圧を印加した場合は、赤色光と青色光
が遮断され、緑色の表示を行うことができ、緑色用電極
Sgおよび青色用t8i!Sbに同時に電圧を印加した
場合は、緑色光および青色光の遮断によって赤色を表示
することができる。さらに、3つの電極Sr、Sg。
sbに同時に電圧を印加した場合は、全ての光が遮断さ
れ黒色の表示を行うことができる。
第1セグメントを極23を接続する透明電極41r、4
1g、41bの電極幅を調節することによって、透明電
極41r、41g、41bの抵抗値を換え、液晶層2つ
に印加される電圧を換えることによって、中間色を表示
させることもできる。
ここでは、第1セグメント電極23についてのみ説明し
たけれども、第2セグメントを極26に電圧を印加する
場合も第1セグメント電極23に電圧を印加する場合と
同様の方法をとることによって、第2セグメント電極2
6に対応する表示領域には7色のカラー表示を行うこと
ができる。
第7図は、カラー液晶表示装置21においてノーマリホ
ワイト表示を行った際の視角範囲を示す図である。第7
図く1)は、第1セグメント電極23に電圧を印加して
表示を行った際の視角範囲を示す図であり、第7図(2
)は第2セグメント電極26に電圧を印加して表示を行
った際の視角範囲を示す図である。第7図において、実
線111、t!12はそれぞれコントラストCOが10
の等コントラスト曲線を示している。したがって、等コ
ントラスト曲線Nil、N12によってそれぞれ囲まれ
た領域が、コントラストCoが10以上の視角範囲を示
している。
第7図に示すように、第1および第2セグメント電極2
3.26のどちらのセグメント電極を使用した場合でも
、はぼ同一の視角範囲が得られる。
■ノーマリブラック表示 ノーマリブラック表示とは、電圧を印加していないとき
に光が液晶層29を透過しないようにして背景色を黒色
とし、液晶層29に電圧を印加することによって光を透
過させ、所望の形状の表示を行う表示方法である。した
がって、清光板31゜32の偏光方向が平行ニコルと成
るように配置する。すなわち、偏光板31.32の偏光
方向を第1図紙面垂直方向となるように配置してもよい
し、また偏光板31.32の偏光方向を第1図紙面に平
行となるように配置してもよい。これによって、電圧無
印加時においては光は液晶層29を透過することができ
ない。したがって、液晶表示装置21には背景色として
黒色が表示される。
液晶層29は、前述のノーマリホワイト表示の場合と同
様に電圧の印加/無印加によって光シャッタとして働く
。第2表には、セグメント電極の○N10FF状態と光
シャッタとしての働きと、表示色との関係が示されてい
る。第2表において、’OJは光シャッタのオーブン状
態を示しており、「・」は光シャッタのクローズ状態を
示している。
く以下余白) 第  2 表 第2表に示すように、赤色用電極Srのみに電圧を印加
すれば、表示領域には赤色が表示される。
また、緑色用電極Sgまたは青色用を極sbにそれぞれ
電圧を印加すれば、表示領域にはそれぞれ緑色または青
色を表示することができる。
また、赤色用電極Srと緑色用を極Sgとに同時に電圧
を印加すれば、赤色光と緑色光との混合によって黄色の
表示を行うことができる。赤色用@ % S rおよび
青色用電aisbに同時に電圧を印加した場合は、赤色
光と青色光との混合によって桃色(マゼンタ色〉の表示
を行うことができ、緑色用電&Sgおよび青色用電Vi
lSbに同時に電圧を印加した場合は、緑色光と青色光
との混合によって水色(シアン色)の表示を行うことが
できる。
さらに、3つの電極Sr、Sg、Sbに同時に電圧を印
加した場合は、赤色光と緑色光と青色光との光の混合に
よって白色表示を行うことができる。
ノーマリブラック表示の場合も、ノーマリホワイト表示
の場合と同様に、第1および第2セグメント電極23.
26を接続する透明電極41r。
41g、41bの電極幅を調節することによって、透明
電極41r、41g、41bの抵抗値を換え、液晶層2
9に印加される電圧を換えることによって中間色を表示
させることもできる。
第8図は、カラー液晶表示装置21においてノーマリブ
ラック表示を行った際の視角範囲を示す図である。第8
図(1)には第1セグメント電極23を使用して表示を
行った際の視角範囲が示されており、第8図(2)には
、第2セグメント電極26を使用して表示を行った際の
視角範囲が示されている。第8図において、実線N1B
、/14は、それぞれコントラストCOが10の等コン
トラスト曲線である。したがって、等コントラスト曲線
113.N14によってそれぞれ囲まれた領域が、コン
トラストCoが10以上の視角範囲を示している。
第8図に示すように、第1および第2セグメント電極2
3.26のどちらのセグメント電極を使用した場合の表
示でも、はぼ同一の視角範囲が得られる。
以上のように本実施例によれば、1層形のカラー液晶表
示装置21だけで、2つの異なる表示画像を異なる色彩
で表示させることが可能となり、表示の多様性が実現さ
れる。
カラー液晶表示装置21は1層形であるので、2つの液
晶表示素子を積層して2種類の表示画像を表示させる際
に発生する上下の液晶表示素子の視角方向の不一致によ
って、最適視角方向が上側表示素子と下側表示素子とで
異なるということがなく、どちらの表示画像を表示した
場合でも同一の最適視角方向が得られる。
また、1層形であるので、カラー液晶表示装置21の構
成の小形化および軽量化が可能となる。
さらに、ノーマリホワイト表示およびノーマリブラック
表示のどちらの表示モードを使用しても、前述の第7図
および第8図に示すように、同一の視角範囲が得られて
おり、カラー液晶表示装置2]の視角方向設計時に有利
である。
カラーフィルタ層24は、微細な四角形のフィルタR1
G、Bをマトリックス状に配置して構成されるので、複
数種類の色彩を組合わせて異なる色彩を表示させる際に
、表示させる色彩の目視に対する混合度および色彩鮮明
度が向上し、きれいな色彩を表示することができる。
本実施例においては、カラーフィルタ層24は赤色、緑
色、青色の3色のフィルタR,G、Bによって形成した
けれども、前記3色のうちから所望の2色ト選択してカ
ラーフィルタ層24を形成してもよい。また、フィルタ
は赤色、緑色、青色の3色に限らず、たとえば黄色、マ
ゼンダ色、シアン色などのフィルタであってもよい。こ
の場合でも、前述と同様に2色のフィルタであってもよ
い。さらに4色以上のフィルタを使用してカラーフィル
タ層24を形成してもよい。
本実施例においては、カラーフィルタ層24が形成され
る透明基板22aにおいて、カラーフィルタ層24を介
在させて第1セグメント電12Bおよび第2セグメント
電極26を形成したけれども、透明基板22b側に透明
電極を、たとえばチッ化シリコンなどの絶縁膜を介在さ
せて2層構造としても、前述の実施例と同様に2種類の
表示を行うことが可能である。
また、本実施例ではコモン電極28は表示に関係しない
電極部分が点灯することがなく、透明基板22aに形成
された第1および第2セグメント電極23.26の表示
形状より大きく形成され、第1および第2セグメント電
極2B、26のどちらの電極に電圧を印加した場合でも
必要な部分以外は電圧が印加されないように設計されて
いるけれども、コモンt[+28も2層構造として、そ
れぞれ対向する一対の電極で2種類の表示画像の表示を
行うようにしてもよい。
発明の効果 以上のように本発明によれば、2つの液晶表示素子を積
層することなく、2種類の表示画面の表示を行うことが
でき、カラー液晶表示装置の表示の多様性および汎用性
が向上し、カラー液晶表示装置の利用範囲が拡大される
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例であるカラー液晶表示装置2
1の断面図、第2図はカラー液晶表示装置21の平面図
、第3図はカラーフィルタ層24の構成を示す拡大平面
図、第4図はカラーフィルタ層24の断面図、第5図は
第1および第2セグメント電極23.26の構成を示す
平面図、第6図はカラー液晶表示装置21の電気的構成
を示すブロック図、第7図および第8図はカラー液晶表
示装置21における視角特性を示す図、第9図は従来の
カラー液晶表示装置1の断面図である。 21・・・カラー液晶表示装置、22a  22b・透
明基板、23・・・第1セグメント電極、24・・・カ
ラーフィルタ層、26・・・第2セグメント電極、28
・・・コモン電極、29・・液晶層、41r、41g4
1b・・・透明電極、Sr・・・赤色用電極、Sg・・
・緑色用電極、sb・・・青色用電極 代理人  弁理士 西教 圭一部 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 +2:OQ +2:00 (2)Co上10 6.00 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 液晶層を挟んで設けられる一対の透光性基板と、前記透
    光性基板の厚み方向一方側の全面に亘って設けられ、透
    過光を予め定める複数種類の色彩のいずれかひとつの色
    彩にそれぞれ選択する複数の色彩選択部材と、 前記透光性基板の液晶層側の表示領域内に設けられ、表
    示領域で表示すべき予め定める色彩に対応して選択され
    る前記複数の色彩選択部材に対応する範囲にそれぞれ形
    成される透光性を有する複数の表示電極とを含むことを
    特徴とするカラー液晶表示装置。
JP2166184A 1989-11-20 1990-06-25 カラー液晶表示装置 Pending JPH0455816A (ja)

Priority Applications (5)

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JP2166184A JPH0455816A (ja) 1990-06-25 1990-06-25 カラー液晶表示装置
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