JP2638237B2 - 液晶素子 - Google Patents
液晶素子Info
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- JP2638237B2 JP2638237B2 JP1343601A JP34360189A JP2638237B2 JP 2638237 B2 JP2638237 B2 JP 2638237B2 JP 1343601 A JP1343601 A JP 1343601A JP 34360189 A JP34360189 A JP 34360189A JP 2638237 B2 JP2638237 B2 JP 2638237B2
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- Japan
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- liquid crystal
- crystal element
- specific resistance
- alignment
- alignment film
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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
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/133711—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by organic films, e.g. polymeric films
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K2323/00—Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition
- C09K2323/02—Alignment layer characterised by chemical composition
- C09K2323/027—Polyimide
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- Liquid Crystal (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶素子に関するものである。
液晶素子は、一面に透明電極を形成するとともにこの
電極形成面に配向膜を形成した一対の透明基板間に液晶
を封入した構成となっており、両基板面の配向膜は、一
般に、ポリイミド系等の高分子配向材料で形成され、そ
の表面は一方向にラビング処理されている。
電極形成面に配向膜を形成した一対の透明基板間に液晶
を封入した構成となっており、両基板面の配向膜は、一
般に、ポリイミド系等の高分子配向材料で形成され、そ
の表面は一方向にラビング処理されている。
ところで、上記液晶素子の表示特性は、液晶層をはさ
んで対向する電極間の電圧保持率に依存しており、この
電圧保持率が十分高ければ、フリッカ等のない安定した
表示特性をもつ。このため従来は、液晶材料として比抵
抗の大きいものを用い、上記電圧保持率を高くしてい
る。
んで対向する電極間の電圧保持率に依存しており、この
電圧保持率が十分高ければ、フリッカ等のない安定した
表示特性をもつ。このため従来は、液晶材料として比抵
抗の大きいものを用い、上記電圧保持率を高くしてい
る。
しかしながら、上記比抵抗の大きい液晶材料を得るに
は、精製工程を何度も繰返して液晶材料中の不純物をほ
ぼ完全に除去しなければならないため、比抵抗の大きい
液晶材料は非常に高価であり、したがって、この比抵抗
の大きい液晶材料を用いている従来の液晶素子は、その
製造コストが高いという問題をもっていた。また、液晶
を封入するセル容器自体に付着しているイオン性不純物
を完全に除去することが事実上困難であるため、セル容
器に封入された液晶の比抵抗を高く維持すること自体が
極めて困難であるという問題があった。
は、精製工程を何度も繰返して液晶材料中の不純物をほ
ぼ完全に除去しなければならないため、比抵抗の大きい
液晶材料は非常に高価であり、したがって、この比抵抗
の大きい液晶材料を用いている従来の液晶素子は、その
製造コストが高いという問題をもっていた。また、液晶
を封入するセル容器自体に付着しているイオン性不純物
を完全に除去することが事実上困難であるため、セル容
器に封入された液晶の比抵抗を高く維持すること自体が
極めて困難であるという問題があった。
本発明は上記のような実情にかんがみてなされたもの
であって、その目的とするところは、液晶の比抵抗にか
かわらず電圧保持率を十分高くとれるようにし、比抵抗
の小さい安価な液晶材料を用いてもフリッカ等のない安
定した高品質の表示を得ることができる液晶素子を提供
できることにある。
であって、その目的とするところは、液晶の比抵抗にか
かわらず電圧保持率を十分高くとれるようにし、比抵抗
の小さい安価な液晶材料を用いてもフリッカ等のない安
定した高品質の表示を得ることができる液晶素子を提供
できることにある。
本発明の液晶素子は、上記目的を達成するために、一
面に透明電極を形成するとともにこの電極形成面に配向
膜を形成した一対の透明基板間に液晶を封入した液晶素
子において、前記液晶はその比抵抗が1.5×1010Ωcm以
下の液晶材料からなり、前記配向膜はその表面エネルギ
ーの極性力成分が約9dyn/cm以上の高分子配向材料で形
成されたものである。
面に透明電極を形成するとともにこの電極形成面に配向
膜を形成した一対の透明基板間に液晶を封入した液晶素
子において、前記液晶はその比抵抗が1.5×1010Ωcm以
下の液晶材料からなり、前記配向膜はその表面エネルギ
ーの極性力成分が約9dyn/cm以上の高分子配向材料で形
成されたものである。
このように、液晶として比抵抗が1.5×1010Ωcm以下
の液晶材料と、配向膜として表面エネルギーの極性力成
分が約9dyn/cm以上の高分子配向材料を用いることによ
り、液晶素子の電圧保持率を十分高くすることができ
る。これは、配向膜の表面エネルギーの極性力成分が大
きいと、液晶層中の可動イオンが配向膜で束縛されるた
めと考えられる。したがって本発明の液晶素子によれ
ば、比抵抗の小さい安価な液晶材料を用いても、フリッ
カ等のない安定した高品質の表示を得ることができる
し、また安価な液晶材料を使用できるために、製造コス
トを低減することができる。
の液晶材料と、配向膜として表面エネルギーの極性力成
分が約9dyn/cm以上の高分子配向材料を用いることによ
り、液晶素子の電圧保持率を十分高くすることができ
る。これは、配向膜の表面エネルギーの極性力成分が大
きいと、液晶層中の可動イオンが配向膜で束縛されるた
めと考えられる。したがって本発明の液晶素子によれ
ば、比抵抗の小さい安価な液晶材料を用いても、フリッ
カ等のない安定した高品質の表示を得ることができる
し、また安価な液晶材料を使用できるために、製造コス
トを低減することができる。
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本実施例の液晶素子の断面図であり、ここで
はTFTアクティブマトリックス型の液晶素子を示してい
る。
はTFTアクティブマトリックス型の液晶素子を示してい
る。
第１図において、1a,1bはガラス等からなる一対の透
明基板であり、一方の基板1a面には、ITO等からなる多
数の透明画素電極２とこの画素電極２を選択するTFT
（薄膜トランジスタ）３が縦横に配列形成され、他方の
基板1b面には、そのほぼ全面にわたってITO等からなる
透明な対向電極４が形成されている。また、両基板1a,1
bの電極形成面には、それぞれ、高分子配向材料からな
る配向膜5a,5bが形成されており、この配向膜5a,5bの膜
面は一方向にラビング処理されている。この両基板1a,1
bは、その電極形成面を互いに対向させて、枠状のシー
ル材６を介して接着されており、この両基板1a,1b間に
は液晶７が封入されている。なお、8a,8bは両基板1a,1b
の外面に配置された一対の偏光板である。
明基板であり、一方の基板1a面には、ITO等からなる多
数の透明画素電極２とこの画素電極２を選択するTFT
（薄膜トランジスタ）３が縦横に配列形成され、他方の
基板1b面には、そのほぼ全面にわたってITO等からなる
透明な対向電極４が形成されている。また、両基板1a,1
bの電極形成面には、それぞれ、高分子配向材料からな
る配向膜5a,5bが形成されており、この配向膜5a,5bの膜
面は一方向にラビング処理されている。この両基板1a,1
bは、その電極形成面を互いに対向させて、枠状のシー
ル材６を介して接着されており、この両基板1a,1b間に
は液晶７が封入されている。なお、8a,8bは両基板1a,1b
の外面に配置された一対の偏光板である。
そして、両基板1a,1b面の配向膜5a,5bは、ポリイミド
系またはポリアミド系等の各種高分子配向材料のうち、
その表面エネルギーの極性力成分rPが約9dyn/cm以上の
化学構造をもつ高分子配向材料で形成されている。な
お、この表面エネルギーの極性力成分rPの値は、液滴接
触角法により求めた値である。
系またはポリアミド系等の各種高分子配向材料のうち、
その表面エネルギーの極性力成分rPが約9dyn/cm以上の
化学構造をもつ高分子配向材料で形成されている。な
お、この表面エネルギーの極性力成分rPの値は、液滴接
触角法により求めた値である。
上記液滴接触角法は、表面エネルギーの極性力成分お
よび分散力成分が既知の数種の液体を配向膜面に滴下
し、この各滴下液の表面の配向膜面に対する接触角θを
測定して、下式 rS p;配向膜表面エネルギー極性力成分 rS d;配向膜表面エネルギー分散力成分 rL p;滴下液表面エネルギー極性力成分 rL d;滴下液表面エネルギー分散力成分 から最小２乗法により配向膜の表面エネルギーの極性力
成分rS pと分散力成分rS dを求める方法である。
よび分散力成分が既知の数種の液体を配向膜面に滴下
し、この各滴下液の表面の配向膜面に対する接触角θを
測定して、下式 rS p;配向膜表面エネルギー極性力成分 rS d;配向膜表面エネルギー分散力成分 rL p;滴下液表面エネルギー極性力成分 rL d;滴下液表面エネルギー分散力成分 から最小２乗法により配向膜の表面エネルギーの極性力
成分rS pと分散力成分rS dを求める方法である。
すなわち、上記実施例の液晶素子は、両基板1a,1bの
電極形成面に形成する配向膜5a,5bを、その表面エネル
ギーの極性力成分rPが約9dyn/cm以上と大きな高分子配
合材料で形成したものであり、このように、配向膜5a,5
bを表面エネルギーの極性力成分が大きい高分子配向材
料で形成すれば、液晶７の比抵抗にかかわらず、電極2,
4間の電圧保持率を十分高くとることができる。これ
は、配向膜表面の不純物イオンの束縛作用によると推測
され、配向膜の表面エネルギーの極性力成分が大きい
と、液晶層中の可動イオンが配向膜の表面に束縛され
て、電圧保持率が高くなると考えられる。また、この配
向膜の可動イオンの束縛作用は、液晶の比抵抗を等価的
に上げるような効果もあるものと推測される。
電極形成面に形成する配向膜5a,5bを、その表面エネル
ギーの極性力成分rPが約9dyn/cm以上と大きな高分子配
合材料で形成したものであり、このように、配向膜5a,5
bを表面エネルギーの極性力成分が大きい高分子配向材
料で形成すれば、液晶７の比抵抗にかかわらず、電極2,
4間の電圧保持率を十分高くとることができる。これ
は、配向膜表面の不純物イオンの束縛作用によると推測
され、配向膜の表面エネルギーの極性力成分が大きい
と、液晶層中の可動イオンが配向膜の表面に束縛され
て、電圧保持率が高くなると考えられる。また、この配
向膜の可動イオンの束縛作用は、液晶の比抵抗を等価的
に上げるような効果もあるものと推測される。
なお、上記電圧保持率とは、第２図に示すような波形
の駆動電圧を印加したときにおける電極2,4間の保持電
圧の変化の度合であり第２図の斜線を付した波形の面積
S1と二点鎖線で示す矩形波形の面積S2との比（電圧保持
率＝S1/S2）である。
の駆動電圧を印加したときにおける電極2,4間の保持電
圧の変化の度合であり第２図の斜線を付した波形の面積
S1と二点鎖線で示す矩形波形の面積S2との比（電圧保持
率＝S1/S2）である。
第３図および第４図は、それぞれ、各種配向材料Ａ〜
Ｊの表面エネルギーの極性力成分rP（dyn/cm）と、これ
ら配向材料で配向膜を形成したTFTアクティブマトリッ
クス型液晶素子の電圧保持率との関係を示したもので、
第３図は液晶の比抵抗ρが1.4×1013Ωcmである液晶素
子の電圧保持率を示し、第４図は液晶の比抵抗ρが1.5
×1010Ωcmである液晶素子の電圧保持率を示している。
なお、この２種類の液晶素子に用いた液晶は、同じ液晶
材料で不純物の含有量が異なるものである。この第３図
および第４図からも分かるように、表面エネルギーの極
性力成分rPが約9dyn/cmより小さい配向材料F,G,H,I,Jで
配向膜を形成した液晶素子は、液晶の比抵抗ρが1.4×1
013Ωcmと大きければ電圧保持率はよいが、液晶の比抵
抗ρが1.5×1010Ωcmと小さいと、電圧保持率は極端に
悪くなる。これに対して、表面エネルギーの極性力成分
rPが約9dyn/cm以上の配向材料A,B,C,D,Eで配向膜を形成
した液晶素子は、液晶の比抵抗ρが1.4×1013Ωcmと大
きければ電圧保持率がよいのはもちろん、液晶の比抵抗
ρが1.5×1010Ωcmと小さくても、電圧保持率は極く僅
かしか低下せず、したがって、液晶の比抵抗にかかわら
ず電圧保持率を十分高くとることができる。
Ｊの表面エネルギーの極性力成分rP（dyn/cm）と、これ
ら配向材料で配向膜を形成したTFTアクティブマトリッ
クス型液晶素子の電圧保持率との関係を示したもので、
第３図は液晶の比抵抗ρが1.4×1013Ωcmである液晶素
子の電圧保持率を示し、第４図は液晶の比抵抗ρが1.5
×1010Ωcmである液晶素子の電圧保持率を示している。
なお、この２種類の液晶素子に用いた液晶は、同じ液晶
材料で不純物の含有量が異なるものである。この第３図
および第４図からも分かるように、表面エネルギーの極
性力成分rPが約9dyn/cmより小さい配向材料F,G,H,I,Jで
配向膜を形成した液晶素子は、液晶の比抵抗ρが1.4×1
013Ωcmと大きければ電圧保持率はよいが、液晶の比抵
抗ρが1.5×1010Ωcmと小さいと、電圧保持率は極端に
悪くなる。これに対して、表面エネルギーの極性力成分
rPが約9dyn/cm以上の配向材料A,B,C,D,Eで配向膜を形成
した液晶素子は、液晶の比抵抗ρが1.4×1013Ωcmと大
きければ電圧保持率がよいのはもちろん、液晶の比抵抗
ρが1.5×1010Ωcmと小さくても、電圧保持率は極く僅
かしか低下せず、したがって、液晶の比抵抗にかかわら
ず電圧保持率を十分高くとることができる。
なお、上記各配向材料A,B,C,D,Eのうち、配向材料Ａ
は、その表面エネルギーの極性力成分rPが約9dyn/cmで
ある。また、配向材料B,C,D,Eはいずれもポリイミド系
等の高分子配向材料であり、化学構造の違いおよび配向
膜形成時の成膜プロセス等を変えることによって、種々
の極性力成分rPの値をもった配向膜材料が得られる。
は、その表面エネルギーの極性力成分rPが約9dyn/cmで
ある。また、配向材料B,C,D,Eはいずれもポリイミド系
等の高分子配向材料であり、化学構造の違いおよび配向
膜形成時の成膜プロセス等を変えることによって、種々
の極性力成分rPの値をもった配向膜材料が得られる。
そして、上記液晶素子では、液晶７として比抵抗が1.
5×1010Ωcm以下の液晶材料と、配向膜5a,5bとして表面
エネルギーの極性力成分γｐがγｐ＝約9dyn/cm以上の
高分子配材料を用いることにより、液晶素子の電圧保持
率を十分高くとれるようにしているから、この液晶素子
によれば、比抵抗の小さい液晶材料を用いてもフリッカ
等のない安定した高品質の表示を得ることができる。ま
た、液晶材料の比抵抗が小さくてよければ、この液晶材
料は少ない精製工程で安価に得られる。そして、上記液
晶素子では、比抵抗の小さい安価な液晶材料を使用でき
るために、製造コストを低減することができる。さら
に、液晶を封入するセル容器に付着した不純物イオンに
よる影響が少なくなり、製造が容易となる。
5×1010Ωcm以下の液晶材料と、配向膜5a,5bとして表面
エネルギーの極性力成分γｐがγｐ＝約9dyn/cm以上の
高分子配材料を用いることにより、液晶素子の電圧保持
率を十分高くとれるようにしているから、この液晶素子
によれば、比抵抗の小さい液晶材料を用いてもフリッカ
等のない安定した高品質の表示を得ることができる。ま
た、液晶材料の比抵抗が小さくてよければ、この液晶材
料は少ない精製工程で安価に得られる。そして、上記液
晶素子では、比抵抗の小さい安価な液晶材料を使用でき
るために、製造コストを低減することができる。さら
に、液晶を封入するセル容器に付着した不純物イオンに
よる影響が少なくなり、製造が容易となる。
なお、本発明は、TFTアクティブマトリックス型の液
晶素子に限らず、単純マトリックス型の液晶素子にも適
用できることはもちろんである。
晶素子に限らず、単純マトリックス型の液晶素子にも適
用できることはもちろんである。
本発明の液晶素子は、液晶７として比抵抗が1.5×10
10Ωcm以下の液晶材料と、配向膜5a,5bとして表面エネ
ルギーの極性力成分γｐがγｐ＝約9dyn/cm以上の高分
子配材料を用いることにより、液晶素子の電圧保持率を
十分高くとることができ、したがって、比抵抗の小さい
安価な液晶材料を用いても、フリッカ等のない安定した
高品質の表示を得ることができるし、また安価な液晶材
料を使用できるために、製造コストを低減することがで
きる。
10Ωcm以下の液晶材料と、配向膜5a,5bとして表面エネ
ルギーの極性力成分γｐがγｐ＝約9dyn/cm以上の高分
子配材料を用いることにより、液晶素子の電圧保持率を
十分高くとることができ、したがって、比抵抗の小さい
安価な液晶材料を用いても、フリッカ等のない安定した
高品質の表示を得ることができるし、また安価な液晶材
料を使用できるために、製造コストを低減することがで
きる。
第１図は本発明の一実施例を示す液晶素子の断面図、第
２図は駆動電圧と電極間の保持電圧の波形図、第３図お
よび第４図はそれぞれ各種配向材料の表面エネルギーの
極性力成分とこれらの配向材料で配向膜を形成した液晶
素子の電圧保持率との関係を示す図である。 1a,1b……基板、２……画素電極、３……TFT、４……対
向電極、5a,5b……配向膜、７……液晶、8a,8b……偏光
板。
２図は駆動電圧と電極間の保持電圧の波形図、第３図お
よび第４図はそれぞれ各種配向材料の表面エネルギーの
極性力成分とこれらの配向材料で配向膜を形成した液晶
素子の電圧保持率との関係を示す図である。 1a,1b……基板、２……画素電極、３……TFT、４……対
向電極、5a,5b……配向膜、７……液晶、8a,8b……偏光
板。
Claims (1)
- 【請求項１】一面に透明電極を形成するとともにこの電
極形成面に配向膜を形成した一対の透明基板間に液晶を
封入した液晶素子において、前記液晶はその比抵抗が1.
5×1010Ωcm以下の液晶材料からなり、前記配向膜はそ
の表面エネルギーの極性力成分が約9dyn/cm以上の高分
子配向材料で形成されていることを特徴とする液晶素
子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1343601A JP2638237B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 液晶素子 |
| US07/984,245 US5298297A (en) | 1989-12-28 | 1992-11-30 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1343601A JP2638237B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 液晶素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03200219A JPH03200219A (ja) | 1991-09-02 |
| JP2638237B2 true JP2638237B2 (ja) | 1997-08-06 |
Family
ID=18362795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1343601A Expired - Lifetime JP2638237B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 液晶素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5298297A (ja) |
| JP (1) | JP2638237B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5386258A (en) * | 1991-01-17 | 1995-01-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical apparatus having a visual axis direction detecting device |
| DE69333192T2 (de) * | 1992-02-27 | 2004-07-15 | Canon K.K. | Flüssigkristallanzeigevorrichtung |
| US6693696B1 (en) * | 1992-06-30 | 2004-02-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optical device |
| JPH0618887A (ja) | 1992-06-30 | 1994-01-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 液晶電気光学装置 |
| US5539545A (en) * | 1993-05-18 | 1996-07-23 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method of making LCD in which resin columns are cured and the liquid crystal is reoriented |
| EP0683417A1 (en) * | 1994-05-17 | 1995-11-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid crystal device and liquid crystal apparatus |
| US5786041A (en) * | 1995-06-07 | 1998-07-28 | International Business Machines Corporation | Alignment film, a method for producing the alignment film and a liquid crystal display device using the alignment film |
| US6055032A (en) * | 1998-02-06 | 2000-04-25 | Oddzon, Inc. | Plush toy with selectively populated display |
| US7996890B2 (en) * | 2007-02-27 | 2011-08-09 | Mattel, Inc. | System and method for trusted communication |
| KR101582636B1 (ko) | 2009-10-21 | 2016-01-07 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 표시 장치 및 표시 장치를 갖는 전자 기기 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62161123A (ja) * | 1985-09-04 | 1987-07-17 | Canon Inc | 液晶素子及びその製法 |
| EP0219336B1 (en) * | 1985-10-14 | 1993-07-21 | Hitachi Chemical Co., Ltd. | Liquid crystal orientation controlling film and liquid crystal device using the same |
| DE3855857T2 (de) * | 1987-01-23 | 1997-09-04 | Seiko Instr & Electronics | Flüssigkristall-Zelle |
-
1989
- 1989-12-28 JP JP1343601A patent/JP2638237B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-11-30 US US07/984,245 patent/US5298297A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5298297A (en) | 1994-03-29 |
| JPH03200219A (ja) | 1991-09-02 |
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