JPH0543116B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0543116B2 JPH0543116B2 JP59226761A JP22676184A JPH0543116B2 JP H0543116 B2 JPH0543116 B2 JP H0543116B2 JP 59226761 A JP59226761 A JP 59226761A JP 22676184 A JP22676184 A JP 22676184A JP H0543116 B2 JPH0543116 B2 JP H0543116B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- green
- layer
- color
- red
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Liquid Crystal (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、カラーフイルタと液晶、特にツイス
テツド・ネマテイツク液晶(以下TN液晶と略
す)とを組み合わせ、薄膜電界効果トランジスタ
(以下TFTと略す)などのスイツチング素子から
液晶を駆動するカラー液晶表示装置に関するもの
である。
テツド・ネマテイツク液晶(以下TN液晶と略
す)とを組み合わせ、薄膜電界効果トランジスタ
(以下TFTと略す)などのスイツチング素子から
液晶を駆動するカラー液晶表示装置に関するもの
である。
(従来例の構成とその問題点)
液晶表示装置は、薄型で低電圧駆動、および低
消費電力という特徴をもつことから、平板デイス
プレイとして最近急速に市場のニーズが高まつて
きている。従来モノカラーのものが主流であつた
が、赤、緑、青(以下R、G、Bと略す)のカラ
ーフイルタを用い、フルカラー表示可能なカラー
液晶表示装置も商品化されようとしている。また
駆動の面からは、デイスプレイとして解像度を上
げるために走査線数を増やしても、コントラス
ト、視覚依存性に優れた画像表示が可能なことか
らTFT(薄膜トランジスタ)などのスイツチング
素子を組み込み液晶を駆動するアクテイブ・マト
リツクス方式が併せ用いられようとしている。
消費電力という特徴をもつことから、平板デイス
プレイとして最近急速に市場のニーズが高まつて
きている。従来モノカラーのものが主流であつた
が、赤、緑、青(以下R、G、Bと略す)のカラ
ーフイルタを用い、フルカラー表示可能なカラー
液晶表示装置も商品化されようとしている。また
駆動の面からは、デイスプレイとして解像度を上
げるために走査線数を増やしても、コントラス
ト、視覚依存性に優れた画像表示が可能なことか
らTFT(薄膜トランジスタ)などのスイツチング
素子を組み込み液晶を駆動するアクテイブ・マト
リツクス方式が併せ用いられようとしている。
第1図は従来のカラー液晶表示装置のパネル部
断面図であり、1はTN液晶、2a,2bは電圧
無印加時のTN液晶1の初期配向を制御するため
の配向膜、3a,3bは透明電極である。透明電
極3bは絵素電極に相当しており、後述する
TFTのドレイン電極4bに電気的に接続されて
いる。4aはソース電極、4bはドレイン電極、
5は半導体、6はゲート、7は絶縁膜で、これら
により、TFTは構成される。絶縁膜7はTFTの
ゲート絶縁層、ソース電極4aとゲート6の絶縁
層としての役割を果たす。
断面図であり、1はTN液晶、2a,2bは電圧
無印加時のTN液晶1の初期配向を制御するため
の配向膜、3a,3bは透明電極である。透明電
極3bは絵素電極に相当しており、後述する
TFTのドレイン電極4bに電気的に接続されて
いる。4aはソース電極、4bはドレイン電極、
5は半導体、6はゲート、7は絶縁膜で、これら
により、TFTは構成される。絶縁膜7はTFTの
ゲート絶縁層、ソース電極4aとゲート6の絶縁
層としての役割を果たす。
8a,8b,8cは各々R、G、Bのカラーフ
イルタ、9a,9bは透明基板、10はカラーフ
イルタ8a,8b,8cを区画するブラツクスト
ライプである。
イルタ、9a,9bは透明基板、10はカラーフ
イルタ8a,8b,8cを区画するブラツクスト
ライプである。
以上のように構成された従来のカラー液晶表示
装置について、その動作を説明する。
装置について、その動作を説明する。
まず、ゲート6に走査信号が加わるとTFTが
ONとなり、ソース電極4a、ドレイン電極4b
間が導通し、ソース電極4aから加えられた映像
信号が液晶層を充電する。走査信号が消滅して
も、TFTはOFFとなるので透明電極3a,3b
間の液晶層には電圧が与え続けられる。液晶層を
通過する光透過量は液晶層に印加される電圧によ
つて変化するので、映像信号電圧によつて光透過
量を制御することが可能である。液晶層に与えら
れた電荷はつぎの走査信号がゲートに印加され、
TFTがONとなり、つぎの映像信号が与えられる
まではTFTのOFF抵抗および、液晶層の抵抗を
通じてリークしていくが、TFT、液晶とも十分
大きな抵抗があれば、リークは僅かである。
ONとなり、ソース電極4a、ドレイン電極4b
間が導通し、ソース電極4aから加えられた映像
信号が液晶層を充電する。走査信号が消滅して
も、TFTはOFFとなるので透明電極3a,3b
間の液晶層には電圧が与え続けられる。液晶層を
通過する光透過量は液晶層に印加される電圧によ
つて変化するので、映像信号電圧によつて光透過
量を制御することが可能である。液晶層に与えら
れた電荷はつぎの走査信号がゲートに印加され、
TFTがONとなり、つぎの映像信号が与えられる
まではTFTのOFF抵抗および、液晶層の抵抗を
通じてリークしていくが、TFT、液晶とも十分
大きな抵抗があれば、リークは僅かである。
絵素電極とそれに接続するTFTはマトリクス
状に配列されており、ゲート6に加える走査信号
により横方向にTFT群を一斉にONさせて、ソー
ス電極4aから映像信号を絵素に書き込み、縦方
向に順次走査することによつて画像を表示するこ
とが可能である。
状に配列されており、ゲート6に加える走査信号
により横方向にTFT群を一斉にONさせて、ソー
ス電極4aから映像信号を絵素に書き込み、縦方
向に順次走査することによつて画像を表示するこ
とが可能である。
R、G、Bのカラーフイルタ8a,8b,8c
は各々絵素電極に対応して設置されており、R、
G、Bの各絵素を通過する光透過量は印加電圧で
任意に制御できるので、R、G、Bの加法混色に
よりフルカラー表示が可能となる。
は各々絵素電極に対応して設置されており、R、
G、Bの各絵素を通過する光透過量は印加電圧で
任意に制御できるので、R、G、Bの加法混色に
よりフルカラー表示が可能となる。
しかし、従来の方式ではカラーフイルタを形成
する工程とは別に、R、G、Bのカラーフイルタ
を区画するブラツクストライプを形成する工程が
必要であつた。ブラツクストライプは通常黒化し
たクロム(クロム+酸化クロム)あるいは黒色染
料等で形成されるが、このためには原価が上昇
し、歩留りが低下するという欠点があつた。さら
にTFTをスイツチング素子として用いた場合に
は光導電効果によるスイツチング機能の低下を防
止するため、TFTに対する遮光層を設ける必要
があるが、この工程もカラーフイルタ形成工程と
は別に必要であつた。
する工程とは別に、R、G、Bのカラーフイルタ
を区画するブラツクストライプを形成する工程が
必要であつた。ブラツクストライプは通常黒化し
たクロム(クロム+酸化クロム)あるいは黒色染
料等で形成されるが、このためには原価が上昇
し、歩留りが低下するという欠点があつた。さら
にTFTをスイツチング素子として用いた場合に
は光導電効果によるスイツチング機能の低下を防
止するため、TFTに対する遮光層を設ける必要
があるが、この工程もカラーフイルタ形成工程と
は別に必要であつた。
(発明の目的)
本発明の目的は、従来の欠点を解消し、カラー
フイルタを区画するブラツクストライプとTFT
遮光層を形成する工程を簡略化し、歩留り良く製
造可能なカラー液晶表示装置を提供することであ
る。またこのような構成をR、G、Bで液晶層の
厚さが異なる液晶表示装置に積極的に採用するこ
とにより、コントラスト、色再現性に優れたカラ
ー液晶表示装置を提供することである。
フイルタを区画するブラツクストライプとTFT
遮光層を形成する工程を簡略化し、歩留り良く製
造可能なカラー液晶表示装置を提供することであ
る。またこのような構成をR、G、Bで液晶層の
厚さが異なる液晶表示装置に積極的に採用するこ
とにより、コントラスト、色再現性に優れたカラ
ー液晶表示装置を提供することである。
(発明の構成)
本発明のカラー液晶表示装置は、1主面上に単
数または複数の透明電極が形成された第1の基板
と、1主面上に絵素電極に相当する電極、または
透明電極群および絵素電極の駆動のために各絵素
電極毎に設けられたスイツチング素子群が形成さ
れた第2の基板とが、前記電極が形成された主面
が対向内面となるよう対向し、その対向空間内に
液晶層が挾持され、前記第1の基板の対向内面に
赤、緑、青の3種のカラーフイルタが、絵素電極
1種づつ対応して所定の繰り返えしで多数配置さ
れ、赤のカラーフイルタは赤の着色層を有し、緑
のカラーフイルタは緑の着色層を有し、青のカラ
ーフイルタは青の着色層を有し、赤、緑、青の3
種のカラーフイルタの各々は、2種の着色層の重
なりにより構成される光吸収性のストライプで区
画され、前記スイツチング素子と対向する部分に
は3種の着色層と着色層の重なりにより構成され
る光吸収性層が形成され、赤、緑、青のカラーフ
イルタに対応する液晶層のそれぞれの厚さdR、
dG、dBが所定の値でdR>dG>dBとなつており、液
晶層に電圧が印加され光変調をするものである。
数または複数の透明電極が形成された第1の基板
と、1主面上に絵素電極に相当する電極、または
透明電極群および絵素電極の駆動のために各絵素
電極毎に設けられたスイツチング素子群が形成さ
れた第2の基板とが、前記電極が形成された主面
が対向内面となるよう対向し、その対向空間内に
液晶層が挾持され、前記第1の基板の対向内面に
赤、緑、青の3種のカラーフイルタが、絵素電極
1種づつ対応して所定の繰り返えしで多数配置さ
れ、赤のカラーフイルタは赤の着色層を有し、緑
のカラーフイルタは緑の着色層を有し、青のカラ
ーフイルタは青の着色層を有し、赤、緑、青の3
種のカラーフイルタの各々は、2種の着色層の重
なりにより構成される光吸収性のストライプで区
画され、前記スイツチング素子と対向する部分に
は3種の着色層と着色層の重なりにより構成され
る光吸収性層が形成され、赤、緑、青のカラーフ
イルタに対応する液晶層のそれぞれの厚さdR、
dG、dBが所定の値でdR>dG>dBとなつており、液
晶層に電圧が印加され光変調をするものである。
また、カラーフイルタの厚さが、赤、緑、青で
異なるものである。
異なるものである。
(実施例の説明)
本発明の一実施例を第2図ないし第7図に基づ
いて説明する。
いて説明する。
第2図は本発明のカラー液晶表示装置に用いる
R、G、Bのカラーフイルタの構成図である。図
からわかるように、Rのカラーフイルタは、赤
(図ではRと略記)の染料または顔料などによる
着色層からなり、Gのカラーフイルタは、シアン
(図ではCyと略記)の染料または顔料などによる
着色層とイエロー(図ではYeと略記)の染料ま
たは顔料などによる着色層の2層からなり、Bの
カラーフイルタは、シアンの染料または顔料など
による着色層と青(図ではBと略記)の染料また
は顔料などによる着色層の2層からなる。
R、G、Bのカラーフイルタの構成図である。図
からわかるように、Rのカラーフイルタは、赤
(図ではRと略記)の染料または顔料などによる
着色層からなり、Gのカラーフイルタは、シアン
(図ではCyと略記)の染料または顔料などによる
着色層とイエロー(図ではYeと略記)の染料ま
たは顔料などによる着色層の2層からなり、Bの
カラーフイルタは、シアンの染料または顔料など
による着色層と青(図ではBと略記)の染料また
は顔料などによる着色層の2層からなる。
第3図は、上記のように構成されるR、G、B
のカラーフイルタの分光透過特性図である。
のカラーフイルタの分光透過特性図である。
第4図は絵素の配置図で、11がTFT遮光部、
12が絵素部、13がブラツクストライプ部で、
このように配置された絵素に対し、R、G、Bの
カラーフイルタは同図に、R、G、Bで示したよ
うに設置される。
12が絵素部、13がブラツクストライプ部で、
このように配置された絵素に対し、R、G、Bの
カラーフイルタは同図に、R、G、Bで示したよ
うに設置される。
第5図は、カラーフイルタの形成工程を示した
断面図である。
断面図である。
まず、第5図aに示すように、Rの絵素部と
TFT遮光部とブラツクストライプ部にRの着色
層を選択形成する。その形成範囲は図では太枠で
囲んだ斜線部で示してあり、これはbないしdに
共通する。
TFT遮光部とブラツクストライプ部にRの着色
層を選択形成する。その形成範囲は図では太枠で
囲んだ斜線部で示してあり、これはbないしdに
共通する。
つぎに、bに示すように、Gの絵素部とBの絵
素部にCyの着色層を選択形成し、そのつぎにc
に示すように、Gの絵素部とTFT遮光部にYeの
着色層を選択形成する。最後にBの絵素部と
TFT遮光部とブラツクストライプ部にBの着色
層を選択形成するd。これにより、ブラツクスト
ライプ部は、RとBの着色層の重なりの2層構造
になり、TFTに対向する部分は、RとYeとBの
重なりの3層構造となる。なお、Bの絵素部はシ
アン着色層の代りに透明層を用いてもよい。
素部にCyの着色層を選択形成し、そのつぎにc
に示すように、Gの絵素部とTFT遮光部にYeの
着色層を選択形成する。最後にBの絵素部と
TFT遮光部とブラツクストライプ部にBの着色
層を選択形成するd。これにより、ブラツクスト
ライプ部は、RとBの着色層の重なりの2層構造
になり、TFTに対向する部分は、RとYeとBの
重なりの3層構造となる。なお、Bの絵素部はシ
アン着色層の代りに透明層を用いてもよい。
このとき、R、G、Bの各々の絵素に対応する
液晶層の厚さdR、dG、dBが光学的に最適化された
値になるよう、各着色層の厚さを調節すればさら
に光学特性の優れたカラーフイルタを得ることが
できる。これは特願昭59−16552号で述べたよう
に、TN液晶の旋光分散を補償するためである。
液晶層の厚さdR、dG、dBが光学的に最適化された
値になるよう、各着色層の厚さを調節すればさら
に光学特性の優れたカラーフイルタを得ることが
できる。これは特願昭59−16552号で述べたよう
に、TN液晶の旋光分散を補償するためである。
第6図は、RとBの2層、およびRとYeとB
の3層の分光透過特性を示す。この図からわかる
ように、RとBの2層の重ね合わせ部は、可視光
(400ないし700μm)全域にわたりその光透過率
が3%以下と光遮断性に優れ、色分離を良くしコ
ントラストを向上させるブラツクストライプとし
ての機能を十分果たしている。また、同図より、
RとYeとBの3層の重ね合わせ部は、可視光全
域にわたり、0.5%以下の光透過率で極めて光遮
光性に優れ、TFTに対する遮光層としての役割
を十分果たすもので、光導電効果によるTFTの
スイツチング機能の低下を防止し、良好な表示性
能を保証することが可能である。
の3層の分光透過特性を示す。この図からわかる
ように、RとBの2層の重ね合わせ部は、可視光
(400ないし700μm)全域にわたりその光透過率
が3%以下と光遮断性に優れ、色分離を良くしコ
ントラストを向上させるブラツクストライプとし
ての機能を十分果たしている。また、同図より、
RとYeとBの3層の重ね合わせ部は、可視光全
域にわたり、0.5%以下の光透過率で極めて光遮
光性に優れ、TFTに対する遮光層としての役割
を十分果たすもので、光導電効果によるTFTの
スイツチング機能の低下を防止し、良好な表示性
能を保証することが可能である。
第7図は、本発明のカラー液晶表示装置のパネ
ル部断面図であり、8dが赤着色層、8eがシア
ン着色層、8fがイエロー着色層、8gが青着色
層である以外各部の番号は第1図と同じである。
ル部断面図であり、8dが赤着色層、8eがシア
ン着色層、8fがイエロー着色層、8gが青着色
層である以外各部の番号は第1図と同じである。
なお、第7図において、緑フイルタはシアン着
色層8eとイエロー着色層8fの積層による加法
混色により形成されている。また、TN液晶の旋
光分散能は光の波長依存性をもつているため、
赤、緑、青で最適な液晶厚さは異なり、第7図に
示す、dR、dG、dBをそれぞれ最適厚とすると、dR
>dG>dBの関係となつている。本発明によれば、
各カラーフイルタは、2種の着色層の重なりで形
成するため、各着色層の膜厚選定により、容易に
上記液晶厚を実現することができる。
色層8eとイエロー着色層8fの積層による加法
混色により形成されている。また、TN液晶の旋
光分散能は光の波長依存性をもつているため、
赤、緑、青で最適な液晶厚さは異なり、第7図に
示す、dR、dG、dBをそれぞれ最適厚とすると、dR
>dG>dBの関係となつている。本発明によれば、
各カラーフイルタは、2種の着色層の重なりで形
成するため、各着色層の膜厚選定により、容易に
上記液晶厚を実現することができる。
その動作についても従来例と同じであるので説
明は省略する。
明は省略する。
なお、ここでは、TFTと組み合わせたカラー
液晶表示装置についてだけ説明したがMOS−
FETなどの非線形素子と組み合わせた場合にも
適用可能である。また、透過型、反対型を問わず
カラーフイルタと液晶を組み合わせてなるカラー
液晶表示装置についても本発明の範囲に含まれ
る。
液晶表示装置についてだけ説明したがMOS−
FETなどの非線形素子と組み合わせた場合にも
適用可能である。また、透過型、反対型を問わず
カラーフイルタと液晶を組み合わせてなるカラー
液晶表示装置についても本発明の範囲に含まれ
る。
(発明の効果)
本発明によれば、R、G、Bのカラーフイルタ
を区画するブラツクストライプと、TFT遮光層
とをR、G、Bのカラーフイルタを形成するのと
同一の工程で形成し、工程を簡略化し、原価の増
加を少なくし、歩留りの低下をおさえることがで
きる効果がある。
を区画するブラツクストライプと、TFT遮光層
とをR、G、Bのカラーフイルタを形成するのと
同一の工程で形成し、工程を簡略化し、原価の増
加を少なくし、歩留りの低下をおさえることがで
きる効果がある。
また、その際ブラツクストライプ部は、RとB
の着色層の2層構造にすることにより、可視光全
域にわたり光吸収性に優れ、色分離を良くし、コ
ントラストを良くする等のブラツクストライプの
機能を十分果たすものである。
の着色層の2層構造にすることにより、可視光全
域にわたり光吸収性に優れ、色分離を良くし、コ
ントラストを良くする等のブラツクストライプの
機能を十分果たすものである。
また、FET遮光部は、RとYeとBの着色層の
3層構造にすることにより、可視光全域にわたり
光吸収性に極めて優れ、これによりTFTを遮光
し、光導電効果によるTFTのスイツチング機能
の低下を防止し、良好な表示性能を確保すること
ができる効果がある。
3層構造にすることにより、可視光全域にわたり
光吸収性に極めて優れ、これによりTFTを遮光
し、光導電効果によるTFTのスイツチング機能
の低下を防止し、良好な表示性能を確保すること
ができる効果がある。
さらに、このような構成で、着色層の膜厚を適
当に調節することにより、R、G、Bの各絵素に
対応する液晶層の厚さを光学的最適値にし、TN
液晶の旋光分散を補償し、コントラスト、色再現
性に優れたものとする効果がある。
当に調節することにより、R、G、Bの各絵素に
対応する液晶層の厚さを光学的最適値にし、TN
液晶の旋光分散を補償し、コントラスト、色再現
性に優れたものとする効果がある。
第1図は従来のカラー液晶表示装置のパネル部
断面図、第2図はR、G、Bのカラーフイルタの
構成図、第3図はR、G、Bのカラーフイルタの
分光透過特性図、第4図は絵素配置図、第5図は
カラーフイルタの製造工程図、第6図はRとBの
2層およびRとYeとBの3層の分光透過特性図、
第7図は本発明のカラー液晶表示装置のパネル部
断面図である。 1……TN液晶、2a,2b……配向膜、3
a,3b……透明電極、4a……ソース電極、4
b……ドレイン電極、4d……R着色層、4e…
…Cy着色層、4f……Ye着色層、4g……B着
色層、5……半導体、6……ゲート、7……絶縁
膜、8a,8b,8c……カラーフイルタ、8
d,8e,8f,8g……着色層、9a,9b…
…透明基板、10,13……ブラツクストライ
プ、11……TFT遮光部、12……絵素部。
断面図、第2図はR、G、Bのカラーフイルタの
構成図、第3図はR、G、Bのカラーフイルタの
分光透過特性図、第4図は絵素配置図、第5図は
カラーフイルタの製造工程図、第6図はRとBの
2層およびRとYeとBの3層の分光透過特性図、
第7図は本発明のカラー液晶表示装置のパネル部
断面図である。 1……TN液晶、2a,2b……配向膜、3
a,3b……透明電極、4a……ソース電極、4
b……ドレイン電極、4d……R着色層、4e…
…Cy着色層、4f……Ye着色層、4g……B着
色層、5……半導体、6……ゲート、7……絶縁
膜、8a,8b,8c……カラーフイルタ、8
d,8e,8f,8g……着色層、9a,9b…
…透明基板、10,13……ブラツクストライ
プ、11……TFT遮光部、12……絵素部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 主面上に単数または複数の透明電極が形成さ
れた第1の基板と、1主面上に絵素電極に相当す
る電極または透明電極群および、前記絵素電極の
駆動のために各絵素電極毎に設けられたスイツチ
ング素子群が形成された第2の基板とが、前記電
極が形成された主面が対向内面となるように対向
し、その対向空問内に液晶層が挾持され、前記第
1の基板の対向内面に赤、緑、青の3種のカラー
フイルタが、前記絵素電極に1種ずつ対応して所
定の繰り返しで多数配置され、前記赤のカラーフ
イルタは赤の着色層を有し、緑のカラーフイルタ
は緑の着色層を有し、青のカラーフイルタは青の
着色層を有し、赤、緑、青の3種のカラーフイル
タの各々は2種の着色層の重なりにより構成され
る光吸収性のストライプで区画され、前記スイツ
チング素子と対向する部分には3種の着色層と着
色層の重なりにより構成される光吸収性層が形成
され、前記赤、緑、青のカラーフイルタに対応す
る液晶層のそれぞれの厚さdR、dG、dBが所定の値
でdR>dG>dBとなつており、前記液晶層に電圧が
印加され光変調をすることを特徴とするカラー液
晶表示装置。 2 カラーフイルタの厚さが赤、緑、青で異なる
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のカ
ラー液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59226761A JPS61105583A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | カラ−液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59226761A JPS61105583A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | カラ−液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61105583A JPS61105583A (ja) | 1986-05-23 |
| JPH0543116B2 true JPH0543116B2 (ja) | 1993-06-30 |
Family
ID=16850198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59226761A Granted JPS61105583A (ja) | 1984-10-30 | 1984-10-30 | カラ−液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61105583A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10428256B2 (en) | 2017-10-23 | 2019-10-01 | Honeywell International Inc. | Releasable thermal gel |
| US10428257B2 (en) | 2014-07-07 | 2019-10-01 | Honeywell International Inc. | Thermal interface material with ion scavenger |
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1984
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| Publication number | Publication date |
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| JPS61105583A (ja) | 1986-05-23 |
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