JP3076340B1 - 広視角液晶表示器 - Google Patents
広視角液晶表示器Info
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- JP3076340B1 JP3076340B1 JP28785299A JP28785299A JP3076340B1 JP 3076340 B1 JP3076340 B1 JP 3076340B1 JP 28785299 A JP28785299 A JP 28785299A JP 28785299 A JP28785299 A JP 28785299A JP 3076340 B1 JP3076340 B1 JP 3076340B1
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- Japan
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- crystal layer
- common electrode
- crystal display
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Abstract
【要約】
【課題】簡単な製造プロセスで液晶表示器の液晶層内の
液晶分子が多種な排列方向を有することを制御し、よっ
て液晶表示器の視角を広げる。 【解決手段】上ガラス基板１と、下ガラス基板２と、上
ガラス基板１と下ガラス基板２との間に挟まれた液晶層
５と、液晶層５における上ガラス基板１側に位置し、マ
トリクス状に配置する複数の画素電極３と、液晶層５に
おける下ガラス基板２側に位置する共通電極４と、各画
素電極３の上に設けられ、誘電材料で構成される一又は
複数の凸部６と、各凸部６の上に設けられ、画素電極３
と電気絶縁する制御電極８と、共通電極４を覆い、かつ
各画素電極３、各凸部６及び各制御電極８が共同で構成
する面を覆う配向層７と、を備える液晶表示器を提供す
る。
液晶分子が多種な排列方向を有することを制御し、よっ
て液晶表示器の視角を広げる。 【解決手段】上ガラス基板１と、下ガラス基板２と、上
ガラス基板１と下ガラス基板２との間に挟まれた液晶層
５と、液晶層５における上ガラス基板１側に位置し、マ
トリクス状に配置する複数の画素電極３と、液晶層５に
おける下ガラス基板２側に位置する共通電極４と、各画
素電極３の上に設けられ、誘電材料で構成される一又は
複数の凸部６と、各凸部６の上に設けられ、画素電極３
と電気絶縁する制御電極８と、共通電極４を覆い、かつ
各画素電極３、各凸部６及び各制御電極８が共同で構成
する面を覆う配向層７と、を備える液晶表示器を提供す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、広視角液晶表示器
に関する。特に、広視角を有するTFT能動マトリクス(ac
tive matrix)液晶表示器に関する。
に関する。特に、広視角を有するTFT能動マトリクス(ac
tive matrix)液晶表示器に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示器は陰極線管(CRT)表示装置に
比べて、多くの利点（例えば、体積が小さいこと、重さ
が軽いこと）がありますが、顕著な欠点があり、即ち、
液晶表示器の視角はCRT表示装置よりずっと狭い。この
点を改善するため、いろいろな液晶表示器が開発されて
いる。例えば、IPS(In-Plane Switching)モードであ
る。しかし、IPSモードは従来のTN(Twisted Nematic)モ
ードより、光學透過率がずっと低いとの欠点がある。こ
のため、IPSモードはデスクトップコンピュータの応用
に限り、携帯型コンピュータには相応しくない。
比べて、多くの利点（例えば、体積が小さいこと、重さ
が軽いこと）がありますが、顕著な欠点があり、即ち、
液晶表示器の視角はCRT表示装置よりずっと狭い。この
点を改善するため、いろいろな液晶表示器が開発されて
いる。例えば、IPS(In-Plane Switching)モードであ
る。しかし、IPSモードは従来のTN(Twisted Nematic)モ
ードより、光學透過率がずっと低いとの欠点がある。こ
のため、IPSモードはデスクトップコンピュータの応用
に限り、携帯型コンピュータには相応しくない。
【０００３】液晶表示器の視角を広げるため、別の方法
として、液晶層における液晶分子の排列方向を変更させ
ることにより、液晶分子が多種な排列方向を有すること
になり、液晶表示器の視角がそれによって広がる。
として、液晶層における液晶分子の排列方向を変更させ
ることにより、液晶分子が多種な排列方向を有すること
になり、液晶表示器の視角がそれによって広がる。
【０００４】例えば、図６Ａ及び図６Ｂは富士通社によ
って開發された従来の液晶表示器の部分断面図を示す。
この液晶表示器は、上ガラス基板１と、下ガラス基板２
と、画素電極３と、共通電極４と、液晶層５と、凸部６
と、配向層７と、を有する。図６Ａによれば、画素電極
３と共通電極４との間に電圧を印加せず、又は印加され
た電圧があるいき値を超えない場合、液晶層５の液晶分
子は同一の方向に排列する(図中の上下方向)。図６Ｂに
よれば、画素電極３と共通電極４との間に印加された電
圧があるいき値を超える場合、液晶層５の一部の液晶分
子は画素電極３と共通電極４の上にある凸部６に影響さ
れ、排列方向が変わった。これは凸部６近傍にある液晶
分子の排列方向がほぼ配向層７に直交するため。その結
果は、液晶分子は多種な排列方向を有し、液晶表示器の
視角がよって広がる。
って開發された従来の液晶表示器の部分断面図を示す。
この液晶表示器は、上ガラス基板１と、下ガラス基板２
と、画素電極３と、共通電極４と、液晶層５と、凸部６
と、配向層７と、を有する。図６Ａによれば、画素電極
３と共通電極４との間に電圧を印加せず、又は印加され
た電圧があるいき値を超えない場合、液晶層５の液晶分
子は同一の方向に排列する(図中の上下方向)。図６Ｂに
よれば、画素電極３と共通電極４との間に印加された電
圧があるいき値を超える場合、液晶層５の一部の液晶分
子は画素電極３と共通電極４の上にある凸部６に影響さ
れ、排列方向が変わった。これは凸部６近傍にある液晶
分子の排列方向がほぼ配向層７に直交するため。その結
果は、液晶分子は多種な排列方向を有し、液晶表示器の
視角がよって広がる。
【０００５】図７Ａ及び図７ＢはＩＢＭ社によって開發
されたもう一つの従来の液晶表示器の部分断面図を示
す。この液晶表示器は、上ガラス基板１と、下ガラス基
板２と、画素電極３と、共通電極４と、液晶層５と、配
向層７と、を備える。その中、共通電極４には凹溝９が
設けられているので、共通電極４には不連続なところが
ある。図７Ａに示すように、画素電極３と共通電極４と
の間に電圧を印加せず、又は印加された電圧はあるいき
値を超えない場合、液晶層５の液晶分子は同一の方向に
排列し、図６Ａと同様である。一方、画素電極３と共通
電極４との間に印加された電圧があるいき値を超える場
合、液晶層５の一部の液晶分子は共通電極４の不連続な
ところによる不均一電界(矢印に示すように) に影響さ
れ、排列方向が変わった。これは液晶分子の排列方向が
電界方向に直交するため。その結果は、液晶分子は多種
な排列方向を有し、視角が広がる効果を収めた。
されたもう一つの従来の液晶表示器の部分断面図を示
す。この液晶表示器は、上ガラス基板１と、下ガラス基
板２と、画素電極３と、共通電極４と、液晶層５と、配
向層７と、を備える。その中、共通電極４には凹溝９が
設けられているので、共通電極４には不連続なところが
ある。図７Ａに示すように、画素電極３と共通電極４と
の間に電圧を印加せず、又は印加された電圧はあるいき
値を超えない場合、液晶層５の液晶分子は同一の方向に
排列し、図６Ａと同様である。一方、画素電極３と共通
電極４との間に印加された電圧があるいき値を超える場
合、液晶層５の一部の液晶分子は共通電極４の不連続な
ところによる不均一電界(矢印に示すように) に影響さ
れ、排列方向が変わった。これは液晶分子の排列方向が
電界方向に直交するため。その結果は、液晶分子は多種
な排列方向を有し、視角が広がる効果を収めた。
【０００６】図８はＩＢＭ社によって開發された更にも
う一つの従来の液晶表示器の部分断面図を示す。この液
晶表示器は、上ガラス基板１と、下ガラス基板２と、画
素電極３と、共通電極４と、液晶層５と、凸部６と、配
向層７と、を有する。この従来技術は前記二つの従来技
術の組み合わせと見なすことができる。詳細に、凸部６
と画素電極３の端部による不均一電界(矢印に示すよう
に)のため、液晶分子が多種な排列方向を有する。従っ
て、液晶表示器の視角が広がる効果を収めた。
う一つの従来の液晶表示器の部分断面図を示す。この液
晶表示器は、上ガラス基板１と、下ガラス基板２と、画
素電極３と、共通電極４と、液晶層５と、凸部６と、配
向層７と、を有する。この従来技術は前記二つの従来技
術の組み合わせと見なすことができる。詳細に、凸部６
と画素電極３の端部による不均一電界(矢印に示すよう
に)のため、液晶分子が多種な排列方向を有する。従っ
て、液晶表示器の視角が広がる効果を収めた。
【０００７】前記第一と第三の従来技術において、凸部
６近傍の液晶分子の排列方向を制御するため、凸部６を
構成する誘電材料は一定の条件を満たす必要があり、例
えば、抵抗率、誘電率、形状などがみんな制限がある。
第二の従来技術において、共通電極４に凹溝９を開設す
る必要があるので、製作プロセスが複雑である。
６近傍の液晶分子の排列方向を制御するため、凸部６を
構成する誘電材料は一定の条件を満たす必要があり、例
えば、抵抗率、誘電率、形状などがみんな制限がある。
第二の従来技術において、共通電極４に凹溝９を開設す
る必要があるので、製作プロセスが複雑である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】これに鑑み、本発明
は、簡単な製造プロセスにより画素電極又は共通電極の
上に凸部を設け、その凸部の上に制御電極を設け、その
制御電極に適切な電圧を印加することにより、前記凸部
近傍の液晶分子の排列方向を制御することを特徴とする
広視角液晶表示器を提供する。その利点としては前記凸
部を構成する誘電材料の特性が特に制限条件がない。ま
た、画素電極の端部による不均一電界を利用し、画素電
極の端部に近い液晶分子の排列方向を制御する。
は、簡単な製造プロセスにより画素電極又は共通電極の
上に凸部を設け、その凸部の上に制御電極を設け、その
制御電極に適切な電圧を印加することにより、前記凸部
近傍の液晶分子の排列方向を制御することを特徴とする
広視角液晶表示器を提供する。その利点としては前記凸
部を構成する誘電材料の特性が特に制限条件がない。ま
た、画素電極の端部による不均一電界を利用し、画素電
極の端部に近い液晶分子の排列方向を制御する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】図１に示すように、本発
明の第１の実施の形態による広視角液晶表示器は、上ガ
ラス基板１と、下ガラス基板２と、上ガラス基板１と下
ガラス基板２との間に挟まれた液晶層５と、液晶層５に
おける上ガラス基板１側に位置する画素電極３と、液晶
層５における下ガラス基板２側に位置する共通電極４
と、画素電極３の上に設けられ、誘電材料で構成される
凸部６と、凸部６の上に設けられ、画素電極３と電気絶
縁する制御電極８と、共通電極４を覆い、かつ画素電極
３、凸部６及び制御電極８が共同で構成する面を覆う配
向層７と、を備える。
明の第１の実施の形態による広視角液晶表示器は、上ガ
ラス基板１と、下ガラス基板２と、上ガラス基板１と下
ガラス基板２との間に挟まれた液晶層５と、液晶層５に
おける上ガラス基板１側に位置する画素電極３と、液晶
層５における下ガラス基板２側に位置する共通電極４
と、画素電極３の上に設けられ、誘電材料で構成される
凸部６と、凸部６の上に設けられ、画素電極３と電気絶
縁する制御電極８と、共通電極４を覆い、かつ画素電極
３、凸部６及び制御電極８が共同で構成する面を覆う配
向層７と、を備える。
【００１０】凸部６の形状と、制御電極８に印加された
電圧と、画素電極３の端部による不均一電界(矢印に示
すように)とにより、液晶層５内の液晶分子が多種な排
列方向を有することを制御し、よって液晶表示器の視角
が広がる。
電圧と、画素電極３の端部による不均一電界(矢印に示
すように)とにより、液晶層５内の液晶分子が多種な排
列方向を有することを制御し、よって液晶表示器の視角
が広がる。
【００１１】図２に示すように、本発明の第２の実施の
形態による広視角液晶表示器は、上ガラス基板１と、下
ガラス基板２と、上ガラス基板１と下ガラス基板２との
間に挟まれた液晶層５と、液晶層５における上ガラス基
板１側に位置する画素電極３と、液晶層５における下ガ
ラス基板２側に位置する共通電極４と、共通電極４の上
における画素電極３に対応する区域内（図２の破線に囲
まれる区域）に設けられ、誘電材料で構成される凸部６
と、凸部６の上に設けられ、共通電極４と電気絶縁する
制御電極８と、画素電極３を覆い、かつ、共通電極４、
凸部６及び制御電極８が共同で構成する面を覆う配向層
７と、を備える。
形態による広視角液晶表示器は、上ガラス基板１と、下
ガラス基板２と、上ガラス基板１と下ガラス基板２との
間に挟まれた液晶層５と、液晶層５における上ガラス基
板１側に位置する画素電極３と、液晶層５における下ガ
ラス基板２側に位置する共通電極４と、共通電極４の上
における画素電極３に対応する区域内（図２の破線に囲
まれる区域）に設けられ、誘電材料で構成される凸部６
と、凸部６の上に設けられ、共通電極４と電気絶縁する
制御電極８と、画素電極３を覆い、かつ、共通電極４、
凸部６及び制御電極８が共同で構成する面を覆う配向層
７と、を備える。
【００１２】凸部６の形状と、制御電極８に印加された
電圧と、画素電極３の端部による不均一電界(矢印に示
すように)とにより、液晶層５内の液晶分子が多種な排
列方向を有することを制御し、よって液晶表示器の視角
が広がる。
電圧と、画素電極３の端部による不均一電界(矢印に示
すように)とにより、液晶層５内の液晶分子が多種な排
列方向を有することを制御し、よって液晶表示器の視角
が広がる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の好適
な実施の形態を説明する。図３は前記第１の実施の形態
において、凸部６とその近傍区域の詳細な半導体構造を
示す。凸部６は誘電材料で構成され、画素電極３の上に
配置される。制御電極８は凸部６の上で導体を成長する
ことによって形成する。図３の左側は、パッシベーショ
ン１３１、第二第一金属３２、ｎ＋区域１３３、非晶質
シリコン１３４、ゲート絶縁体１３５及び第二第一金属
３６、を含む非晶質シリコン薄膜トランジスタ１３を示
す。
な実施の形態を説明する。図３は前記第１の実施の形態
において、凸部６とその近傍区域の詳細な半導体構造を
示す。凸部６は誘電材料で構成され、画素電極３の上に
配置される。制御電極８は凸部６の上で導体を成長する
ことによって形成する。図３の左側は、パッシベーショ
ン１３１、第二第一金属３２、ｎ＋区域１３３、非晶質
シリコン１３４、ゲート絶縁体１３５及び第二第一金属
３６、を含む非晶質シリコン薄膜トランジスタ１３を示
す。
【００１４】図３に示す全体の構造は六つのマスクステ
ップが必要である。一方、図３の左側に示す非晶質シリ
コン薄膜トランジスタ１３は五つのマスクステップが必
要である。前者の場合は後者より一つのマスク多く、そ
のマスクは絶縁体（凸部）６の上で導体（制御電極）８
を成長するためである。
ップが必要である。一方、図３の左側に示す非晶質シリ
コン薄膜トランジスタ１３は五つのマスクステップが必
要である。前者の場合は後者より一つのマスク多く、そ
のマスクは絶縁体（凸部）６の上で導体（制御電極）８
を成長するためである。
【００１５】図４は従来の液晶表示器の半導体構造であ
り、その左側１３'が図３の左側１３に類似するため、
その説明は省略する。図４の右側１４を参照し、第一金
属１５、第二金属１６及びゲート絶縁体１７によって記
憶キャパシタ(storage capacitor)を形成する。図４に
示す半導体構造を少し変更すれば、本発明の凸部及び制
御電極の構造が得られる。図５を参照し、ITO層２４が
制御電極８として働く。ITO層２４の下方にある第一金
属２１、第二金属２２、ゲート絶縁体２３及びパッシベ
ーション２５が共同で凸部を形成する。図５に示す半導
体構造は二つの利点を有する：(1)第一金属２１、第二
金属２２及びゲート絶縁体２３が共同で構成する記憶キ
ャパシタを有する；(2)必要なマスクの数が五つで、図
３に示す半導体構造(必要なマスクの数は六つ)に比べて
製造コストを省くことができる。
り、その左側１３'が図３の左側１３に類似するため、
その説明は省略する。図４の右側１４を参照し、第一金
属１５、第二金属１６及びゲート絶縁体１７によって記
憶キャパシタ(storage capacitor)を形成する。図４に
示す半導体構造を少し変更すれば、本発明の凸部及び制
御電極の構造が得られる。図５を参照し、ITO層２４が
制御電極８として働く。ITO層２４の下方にある第一金
属２１、第二金属２２、ゲート絶縁体２３及びパッシベ
ーション２５が共同で凸部を形成する。図５に示す半導
体構造は二つの利点を有する：(1)第一金属２１、第二
金属２２及びゲート絶縁体２３が共同で構成する記憶キ
ャパシタを有する；(2)必要なマスクの数が五つで、図
３に示す半導体構造(必要なマスクの数は六つ)に比べて
製造コストを省くことができる。
【００１６】前記二つの実施の形態において、薄膜トラ
ンジスタ１３（図３）及び２４（図５）が画素電極を駆
動するためのスイッチとして働く。また、制御電極８に
印加された電圧は共通電極４に印加された電圧と同じで
ある。
ンジスタ１３（図３）及び２４（図５）が画素電極を駆
動するためのスイッチとして働く。また、制御電極８に
印加された電圧は共通電極４に印加された電圧と同じで
ある。
【図１】本発明の第１の実施の形態による広視角液晶表
示器の部分断面図を示す図である。
示器の部分断面図を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態による広視角液晶表
示器の部分断面図を示す図である。
示器の部分断面図を示す図である。
【図３】前記第１の実施の形態において、凸部とその近
傍区域の半導体構造の断面図である。
傍区域の半導体構造の断面図である。
【図４】従来の凸部を有する液晶表示器の半導体構造の
断面図である。
断面図である。
【図５】本発明の好適な実施の形態による凸部の半導体
構造の断面図である。
構造の断面図である。
【図６Ａ】従来の液晶表示器の部分断面図である。
【図６Ｂ】従来の液晶表示器の部分断面図である。
【図７Ａ】もう一つの従来の液晶表示器の部分断面図で
ある。
ある。
【図７Ｂ】もう一つの従来の液晶表示器の部分断面図で
ある。
ある。
【図８】更にもう一つの従来の液晶表示器の部分断面図
である。
である。
１ 上ガラス基板 ２ 下ガラス基板 ３ 画素電極 ４ 共通電極 ５ 液晶層 ６ 凸部 ７ 配向層 ８ 制御電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−230097（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−199190（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−5766（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−142619（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1343 G02F 1/1337 505
Claims (4)
- 【請求項１】 第一基板と、第二基板と、前記第一基板
と前記第二基板との間に挟まれた液晶層と、前記液晶層
における前記第一基板側に位置し、マトリクス状に配置
する複数の画素電極と、前記液晶層の前記第二基板側に
位置する共通電極と、前記各画素電極の上に設けられ、
誘電材料で構成される複数の凸部と、前記各凸部の上に
設けられ、前記各画素電極と電気絶縁する複数の制御電
極と、前記共通電極覆い、かつ前記各画素電極、前記各
凸部及び前記各制御電極が共同で構成する面を覆う配向
層と、 を備え、 前記各凸部の形状と、前記各制御電極に印加された電圧
と、前記各画素電極の端部による不均一電界とにより、
前記液晶層内の液晶分子が多種な排列方向を有すること
を制御し、よって液晶表示器の視角が広がる、 ことを特徴とする広視角液晶表示器。 - 【請求項２】 前記各制御電極に印加された電圧は前記
共通電極に印加された電圧と同一である、ことを特徴と
する請求項１に記載の広視角液晶表示器。 - 【請求項３】 第一基板と、第二基板と、前記第一基板
と前記第二基板との間に挟まれた液晶層と、前記液晶層
における前記第一基板側に位置し、マトリクス状に配置
する複数の画素電極と、前記液晶層における前記第二基
板側に位置する共通電極と、前記共通電極の上における
前記各画素電極に対応する各区域内に設けられ、誘電材
料で構成される複数の凸部と、前記各凸部の上に設けら
れ、前記共通電極と電気絶縁する複数の制御電極と、前
記各画素電極を覆い、かつ前記共通電極、前記各凸部及
び前記各制御電極が共同で構成する面を覆う配向層と、 を備え、 前記各凸部の形状と、前記各制御電極に印加された電圧
と、前記各画素電極の端部による不均一電界とにより、
前記液晶層内の液晶分子が多種な排列方向を有すること
を制御し、よって液晶表示器の視角が広がる、 ことを特徴とする広視角液晶表示器。 - 【請求項４】前記各制御電極に印加された電圧は前記共
通電極に印加された電圧と同一であること、を特徴とす
る請求項３に記載の広視角液晶表示器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW88112348 | 1999-07-19 | ||
| TW88112348A TW509810B (en) | 1999-07-19 | 1999-07-19 | Liquid crystal display with wide viewing angle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3076340B1 true JP3076340B1 (ja) | 2000-08-14 |
| JP2001042347A JP2001042347A (ja) | 2001-02-16 |
Family
ID=21641585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28785299A Expired - Fee Related JP3076340B1 (ja) | 1999-07-19 | 1999-10-08 | 広視角液晶表示器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3076340B1 (ja) |
| TW (1) | TW509810B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110568675A (zh) * | 2018-06-05 | 2019-12-13 | 夏普株式会社 | 液晶显示装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3772842B2 (ja) | 2003-03-05 | 2006-05-10 | セイコーエプソン株式会社 | 液晶装置、その駆動方法、及び電子機器 |
| JP2007033575A (ja) * | 2005-07-22 | 2007-02-08 | Sanyo Epson Imaging Devices Corp | 液晶表示装置 |
| JP2007310334A (ja) | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Mikuni Denshi Kk | ハーフトーン露光法を用いた液晶表示装置の製造法 |
| JP5477523B2 (ja) | 2006-06-15 | 2014-04-23 | 三国電子有限会社 | 低コスト大画面広視野角高速応答液晶表示装置 |
| KR101405339B1 (ko) | 2007-05-08 | 2014-06-10 | 삼성디스플레이 주식회사 | 액정 표시 장치 및 그의 제조 방법 |
| CN102402068B (zh) * | 2011-10-28 | 2014-04-09 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 多域垂直配向液晶显示面板 |
-
1999
- 1999-07-19 TW TW88112348A patent/TW509810B/zh not_active IP Right Cessation
- 1999-10-08 JP JP28785299A patent/JP3076340B1/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110568675A (zh) * | 2018-06-05 | 2019-12-13 | 夏普株式会社 | 液晶显示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| TW509810B (en) | 2002-11-11 |
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