JP2009192662A - Color filter and liquid crystal display device using the same - Google Patents
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Abstract
【課題】バックライトに青色LEDとYAG系蛍光体を組み合わせて混色させた白色LEDを用いた場合に、液晶表示装置の色再現性を高く保ち輝度を向上させるカラーフィルタ、液晶表示装置を提供する。
【解決手段】少なくとも赤色、緑色、青色画素で構成され、緑色画素にC.I.ピグメントグリーン58が含有されていること。緑色画素にC.I.ピグメントグリーン58とC.I.ピグメントイエロー150が含有されていること。緑色画素にC.I.ピグメントグリーン58とC.I.ピグメントイエロー138が含有されていること。
【選択図】図1Provided are a color filter and a liquid crystal display device that improve the luminance while maintaining a high color reproducibility of the liquid crystal display device when a white LED mixed with a blue LED and a YAG phosphor is used as a backlight. .
The pixel consists of at least red, green, and blue pixels. I. Pigment Green 58 is contained. The green pixel has C.I. I. Pigment Green 58 and C.I. I. Pigment Yellow 150 is contained. The green pixel has C.I. I. Pigment Green 58 and C.I. I. Pigment Yellow 138 is contained.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、C.I.ピグメントグリーン58を含有する緑色画素を有するカラーフィルタ、およびこれを用いた液晶表示装置に関する。 The present invention relates to C.I. I. The present invention relates to a color filter having a green pixel containing pigment green 58 and a liquid crystal display device using the same.
近年、液晶表示装置はテレビ画像表示装置、コンピュータ端末表示装置、モバイル用途である携帯端末液晶表示装置や車載用途の液晶表示装置など数多くの用途で急速に普及してきており、年々製造コスト面や、表示画質面での競争が激化してきている。 In recent years, liquid crystal display devices have been rapidly spread in many applications such as television image display devices, computer terminal display devices, mobile terminal liquid crystal display devices for mobile applications, and liquid crystal display devices for in-vehicle use. Competition in display image quality is intensifying.
テレビはもちろんコンピュータ端末やモバイル端末でもテレビ画像が配信されるようになったこと、また、地上デジタル放送開始などの影響に伴い、全てのアプリケーションで従来のテレビ規格と同等またはそれ以上の画質への要求が多く、あらゆる液晶表示装置において高コントラスト性、高速応答性、高色再現性、高輝度性などが求められている。 TV images can now be distributed on computer terminals and mobile terminals as well as TV, and with the impact of the start of terrestrial digital broadcasting, all applications have image quality equivalent to or higher than conventional TV standards. Many liquid crystal display devices are required to have high contrast, high speed response, high color reproducibility, high luminance, and the like.
中でも高色再現性や高輝度性は、液晶表示装置に具備されているバックライト光源やカラーフィルタに依存する特性であるが、バックライトについては、携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistant)といった携帯機器に関しては、従来の光源である冷陰極蛍光管(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)よりも小型で軽量であるLED、特にYAG蛍光体を用いた方式の白色LEDが光源として用いられることが多くなっている。LEDはCCFLに比較し、応答性に優れ、消費電力が低く、水銀フリーで対環境性に優れるといったメリットも有している。 Among them, high color reproducibility and high brightness are characteristics that depend on the backlight light source and color filter provided in the liquid crystal display device. For the backlight, portable devices such as mobile phones and PDAs (Personal Digital Assistants). As for the light source, an LED that is smaller and lighter than a conventional cold cathode fluorescent lamp (CCFL), particularly a white LED using a YAG phosphor, is often used as a light source. Yes. Compared with CCFL, LED has advantages such as excellent responsiveness, low power consumption, mercury-free and environmental friendliness.
カラーフィルタにおいては、下記の特許文献1および特許文献2に開示されるように、緑色画素の着色剤にC.I.ピグメントグリーン36を用いることが公知となっているが、透過率が高いものが得られておらず、赤色LED、緑色LED、青色LEDを組み合わせて混色させた白色LEDを光源として用いた場合においても輝度を向上するため、透過率の高いものが望まれている。 In the color filter, as disclosed in the following Patent Document 1 and Patent Document 2, C.I. I. Although it is publicly known to use the pigment green 36, a high transmittance is not obtained, and even when a white LED mixed with a combination of a red LED, a green LED, and a blue LED is used as a light source. In order to improve the luminance, a high transmittance is desired.
また、色再現性を向上させるために顔料濃度を上げ、高色純度のカラーフィルタを使用する方法が最も有力な方法として提示されているが、色純度が上がるほどカラーフィルタを通過する光の量が減少して輝度が低くなるという問題があり、高色再現性と高輝度性を両立することが困難であった。
本発明は、上記問題を解決するためのものであり、バックライトに青色LEDとYAG系蛍光体を組み合わせて混色させた白色LEDを用いた場合に、液晶表示装置の色再現性を高く保ちながら輝度を向上させることのできるカラーフィルタ、および、これを用いた液晶表示装置を提供することを課題とする。 The present invention is for solving the above problem, and when a white LED mixed with a blue LED and a YAG phosphor is used for a backlight, while maintaining high color reproducibility of the liquid crystal display device. It is an object to provide a color filter capable of improving luminance and a liquid crystal display device using the color filter.
本発明は、青色LEDとYAG系蛍光体を組み合わせて混色させた白色LEDをバックライトとした液晶表示装置に用いられるカラーフィルタであって、該カラーフィルタは少
なくとも赤色画素、緑色画素、青色画素で構成され、該緑色画素にC.I.ピグメントグリーン58が含有されていることを特徴とするカラーフィルタである。
The present invention relates to a color filter used in a liquid crystal display device using a white LED mixed with a blue LED and a YAG phosphor as a backlight. The color filter includes at least a red pixel, a green pixel, and a blue pixel. Configured, and the green pixel has C.I. I. This is a color filter containing Pigment Green 58.
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタにおいて、前記緑色画素にC.I.ピグメントグリーン58とC.I.ピグメントイエロー150が含有されていることを特徴とするカラーフィルタである。 According to the present invention, in the color filter according to the above invention, C.I. I. Pigment Green 58 and C.I. I. A color filter containing Pigment Yellow 150.
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタにおいて、前記C.I.ピグメントグリーン58とC.I.ピグメントイエロー150の重量百分率比が、〔90〜16〕:〔10〜84〕であることを特徴とするカラーフィルタである。 The present invention also provides the color filter according to the above invention, wherein the C.I. I. Pigment Green 58 and C.I. I. The weight percentage ratio of CI Pigment Yellow 150 is [90 to 16]: [10 to 84].
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタにおいて、前記緑色画素にC.I.ピグメントグリーン58とC.I.ピグメントイエロー138が含有されていることを特徴とするカラーフィルタである。 According to the present invention, in the color filter according to the above invention, C.I. I. Pigment Green 58 and C.I. I. A color filter containing Pigment Yellow 138.
また、本発明は、上記発明によるカラーフィルタにおいて、前記C.I.ピグメントグリーン58とC.I.ピグメントイエロー138の重量百分率比が、〔92〜17〕:〔8〜83〕であることを特徴とするカラーフィルタである。 The present invention also provides the color filter according to the above invention, wherein the C.I. I. Pigment Green 58 and C.I. I. The color filter is characterized in that the pigment yellow 138 has a weight percentage ratio of [92 to 17]: [8 to 83].
また、本発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載するカラーフィルタを用いたことを特徴とする液晶表示装置である。 Moreover, this invention is a liquid crystal display device using the color filter as described in any one of Claims 1-5.
本発明は、赤色画素、緑色画素、青色画素で構成され、該緑色画素にC.I.ピグメントグリーン58が含有されているカラーフィルタであるので、バックライトに赤色LED、緑色LED、青色LEDを組み合わせて混色させた白色LEDを用いた場合に、液晶表示装置の色再現性を高く保ちながら輝度(表示の明るさ)を向上させることのできるカラーフィルタとなる。 The present invention includes a red pixel, a green pixel, and a blue pixel. I. Since it is a color filter that contains CI Pigment Green 58, while using a white LED that is a mixture of red LED, green LED, and blue LED in the backlight, the color reproducibility of the liquid crystal display device is kept high. The color filter can improve the luminance (brightness of display).
以下に本発明のカラーフィルタおよび液晶表示装置について、その実施の形態に基づいて詳細に説明する。
本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、バックライトとして青色LEDとYAG系蛍光体を組み合わせて混色させた白色LEDを用いる。この白色LEDの一例は図1に示すような発光特性を有しており、図2に示す従来の液晶表示装置に用いられていた冷陰極蛍光管(CCFL)の一例の発光スペクトル特性とは異なる。
Hereinafter, the color filter and the liquid crystal display device of the present invention will be described in detail based on the embodiments thereof.
The liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention uses a white LED in which a blue LED and a YAG phosphor are combined and mixed as a backlight. An example of the white LED has a light emission characteristic as shown in FIG. 1, and is different from an emission spectrum characteristic of an example of a cold cathode fluorescent tube (CCFL) used in the conventional liquid crystal display device shown in FIG. .
そこで本発明は、液晶表示装置において、バックライトに青色LEDとYAG系蛍光体を組み合わせて混色させた白色LEDを用い、緑色画素にC.I.ピグメントグリーン58を含有するカラーフィルタを備えることで、色再現性を高く保ちながら輝度を向上させることを実現した。
また、緑色画素には、調色用としてC.I.ピグメントイエロー150またはC.I.ピグメントイエロー138が含有されていることを特徴としている。
Accordingly, the present invention uses a white LED in which a blue LED and a YAG phosphor are combined and mixed in a liquid crystal display device, and a green pixel has C.I. I. By providing a color filter containing Pigment Green 58, it was possible to improve luminance while maintaining high color reproducibility.
For green pixels, C.I. I. Pigment yellow 150 or C.I. I. Pigment Yellow 138 is contained.
図4に示すように、C.I.ピグメントグリーン58は、490nm〜630nmの透過率がC.I.ピグメントグリーン36より高く、色相が黄味であることから、調色に用いる黄色顔料の配合比率を少なくすることができる。これにより、C.I.ピグメントグリーン36を用いた場合に比べ濁りの少ない、色純度に優れ、且つ明るいカラーフィルタとすることができる。 As shown in FIG. I. Pigment Green 58 has a transmittance of 490 nm to 630 nm as C.I. I. Since it is higher than the pigment green 36 and the hue is yellowish, the blending ratio of the yellow pigment used for toning can be reduced. As a result, C.I. I. A bright color filter with less turbidity, excellent color purity, and brighter color than when using CI Pigment Green 36 can be obtained.
本実施形態に係る液晶表示装置に具備するカラーフィルタは、少なくとも透明基板上に赤色画素、緑色画素、青色画素を備えるカラーフィルタであって、これらの各色画素は、有機顔料と透明樹脂を主成分としたものである。また各色画素には、更にイエロー、マゼンタ、シアン、オレンジなどを同一に配列したものでも適応可能である。 The color filter included in the liquid crystal display device according to the present embodiment is a color filter including at least a red pixel, a green pixel, and a blue pixel on a transparent substrate, and each of these color pixels includes an organic pigment and a transparent resin as main components. It is what. In addition, yellow, magenta, cyan, orange, and the like arranged in the same manner can be applied to each color pixel.
以下に、本発明によるカラーフィルタを得るための方法を詳述する。
カラーフィルタの基板に用いられる透明基板は可視光に対してある程度の透過率を有するものが好ましく、より好ましくは80%以上の透過率を有するものを用いることができる。一般に液晶表示装置に用いられているものでよく、PETなどのプラスチック基板やガラスが挙げられるが、通常はガラス基板を用いるとよい。遮光パターンを用いる場合はあらかじめ該透明基板上にクロム等の金属薄膜や遮光性樹脂による格子状パターンを公知の方法で付けたものを用いればよい。
Hereinafter, a method for obtaining the color filter according to the present invention will be described in detail.
The transparent substrate used for the substrate of the color filter preferably has a certain degree of transmittance with respect to visible light, and more preferably has a transmittance of 80% or more. Generally, it may be one used in a liquid crystal display device, and examples thereof include a plastic substrate such as PET and glass, but a glass substrate is usually used. In the case of using a light shielding pattern, a material obtained by previously attaching a metal thin film such as chromium or a lattice pattern with a light shielding resin on the transparent substrate may be used.
透明基板上への各色画素の作製方法は、公知のインクジェット法、印刷法、フォトレジスト法、エッチング法など何れの方法で作製しても構わない。しかし、高精細、分光特性の制御性及び色再現性等を考慮すれば、透明な樹脂中に顔料を、光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤に分散させた感光性着色組成物を透明基板上に塗膜として形成し、塗膜へのパターン露光、現像をすることで一色の画素を形成する工程を各色毎に繰り返し行ってカラーフィルタを作製するフォトレジスト法が好ましい。 The method for producing each color pixel on the transparent substrate may be produced by any known method such as an inkjet method, a printing method, a photoresist method, or an etching method. However, considering high definition, controllability of spectral characteristics, color reproducibility, etc., a transparent photosensitive photosensitive composition in which a pigment is dispersed in a transparent resin together with a photoinitiator and a polymerizable monomer is transparent. A photoresist method is preferred in which a color filter is formed by repeating the process of forming a pixel of one color by forming a coating film on a substrate, pattern exposure to the coating film, and development for each color.
各色画素の形成に用いる感光性着色組成物の調製は、例えば、以下の方法に従う。着色剤となる顔料を透明な樹脂中に分散させた後、光開始剤、重合性モノマーと共に適当な溶剤と混合させる。着色剤となる顔料と透明樹脂を分散させる方法としてはミルベース、3本ロール、ジェットミル等様々な方法があり特に限定されるものではない。 Preparation of the photosensitive coloring composition used for formation of each color pixel follows the following method, for example. A pigment serving as a colorant is dispersed in a transparent resin, and then mixed with an appropriate solvent together with a photoinitiator and a polymerizable monomer. There are various methods such as a mill base, three rolls, and a jet mill for dispersing the pigment as the colorant and the transparent resin, and the method is not particularly limited.
各色画素の形成に用いる感光性着色組成物に用いることのできる有機顔料の具体例をカラーインデックス番号で示す。
赤色顔料としては、C.I. Pigment Red 254、7、9、14、41、48:1、48:2、48:3、48:4、81:1、81:2、81:3、97、122、123、146、149、168、177、178、179、180、184、185、187、192、200、202、208、210、215、216、217、220、223、224、226、227、228、240、246、255、264、272、279等が挙げられる。
Specific examples of organic pigments that can be used in the photosensitive coloring composition used for forming each color pixel are shown by color index numbers.
Examples of red pigments include C.I. I. Pigment Red 254, 7, 9, 14, 41, 48: 1, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 81: 1, 81: 2, 81: 3, 97, 122, 123, 146, 149, 168, 177, 178, 179, 180, 184, 185, 187, 192, 200, 202, 208, 210, 215, 216, 217, 220, 223, 224, 226, 227, 228, 240, 246, 255, H.264, 272, 279 and the like.
黄色顔料としては、C.I. Pigment Yellow 150、PY138の他に、PY1、2、3、4、5、6、10、12、13、14、15、16、17、18、20、24、31、32、34、35、35:1、36、36:1、37、37:1、40、42、43、53、55、60、61、62、63、65、73、74、77、81、83、86、93、94、95、97、98、100、101、104、106、108、109、110、113、114、115、116、117、118、119、120、123、125、126、127、128、129、137、139、144、146、147、148、151、152、153、154、155、156、161、162、164、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、179、180、181、182、185、187、188、193、194、199、213、214等が挙げられる。 Examples of yellow pigments include C.I. I. In addition to Pigment Yellow 150 and PY138, PY1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 20, 24, 31, 32, 34, 35, 35 : 1, 36, 36: 1, 37, 37: 1, 40, 42, 43, 53, 55, 60, 61, 62, 63, 65, 73, 74, 77, 81, 83, 86, 93, 94 95, 97, 98, 100, 101, 104, 106, 108, 109, 110, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 123, 125, 126, 127, 128, 129, 137 139, 144, 146, 147, 148, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 161, 162, 164, 166, 167, 168, 169, 170, 17 1,172,173,174,175,176,177,179,180,181,182,185,187,188,193,194,199,213,214 etc. are mentioned.
橙色顔料としてはC.I. Pigment Orange 36、43、51、55、59、61、71、73等が挙げられる。
緑色顔料としては、C.I. Pigment Green58の他にPG7、10、36、37等が挙げられる。
青色顔料としては、C.I. Pigment Blue 15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、22、60、64、80等が挙げられる。
紫顔料としては、C.I. Pigment Violet 1、19、23、27、29、30、32、37、40、42、50等の紫色顔料があげられる。
Examples of orange pigments include C.I. I. Pigment Orange 36, 43, 51, 55, 59, 61, 71, 73 and the like.
Examples of green pigments include C.I. I. In addition to Pigment Green 58, PG7, 10, 36, 37, and the like can be given.
Examples of blue pigments include C.I. I. Pigment Blue 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 16, 22, 60, 64, 80 and the like.
Examples of purple pigments include C.I. I. Pigment Violet 1, 19, 23, 27, 29, 30, 32, 37, 40, 42, 50, and the like.
上記顔料は、単独あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。また、上記有機顔料と組み合わせて、彩度と明度のバランスを取りつつ良好な塗布性、感度、現像性等を確保するために、無機顔料を組み合わせて用いることも可能である。無機顔料としては、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑等の金属酸化物粉、金属硫化物粉、金属粉等が挙げられる。さらに、調色のため、耐熱性を低下させない範囲内で染料を含有させることができる。 The above pigments can be used alone or in combination of two or more. In combination with the organic pigment, an inorganic pigment may be used in combination in order to ensure good coatability, sensitivity, developability and the like while balancing saturation and lightness. Examples of inorganic pigments include yellow lead, zinc yellow, red pepper, cadmium red, ultramarine blue, bitumen, chromium oxide green, cobalt green, and other metal oxide powders, metal sulfide powders, and metal powders. Furthermore, for color matching, a dye can be contained within a range that does not lower the heat resistance.
感光性着色組成物に用いる透明樹脂は、可視光領域の400〜700nmの全波長領域において透過率が好ましくは80%以上、より好ましくは95%以上の樹脂である。透明樹脂には、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、および感光性樹脂が含まれる。透明樹脂には、必要に応じて、その前駆体である、放射線照射により硬化して透明樹脂を生成するモノマーもしくはオリゴマーを単独で、または2種以上混合して用いることができる。 The transparent resin used for the photosensitive coloring composition is a resin having a transmittance of preferably 80% or more, more preferably 95% or more in the entire wavelength region of 400 to 700 nm in the visible light region. The transparent resin includes a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and a photosensitive resin. If necessary, the transparent resin can be used alone or in admixture of two or more monomers or oligomers that are precursors thereof that are cured by irradiation with radiation to produce a transparent resin.
熱可塑性樹脂としては、例えば、ブチラール樹脂、スチレンーマレイン酸共重合体、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド樹脂、ポリスチレン、ポリアミド樹脂、ゴム系樹脂、環化ゴム系樹脂、セルロース類、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリイミド樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂、ロジン変性マレイン酸樹脂、ロジン変性フマル酸樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。 Examples of the thermoplastic resin include butyral resin, styrene-maleic acid copolymer, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, polyvinyl chloride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, polyurethane resin, and polyester resin. , Acrylic resins, alkyd resins, polystyrene, polyamide resins, rubber resins, cyclized rubber resins, celluloses, polyethylene, polybutadiene, polyimide resins, and the like. Examples of the thermosetting resin include epoxy resins, benzoguanamine resins, rosin-modified maleic acid resins, rosin-modified fumaric acid resins, melamine resins, urea resins, and phenol resins.
感光性樹脂としては、水酸基、カルボキシル基、アミノ基等の反応性の置換基を有する線状高分子にイソシアネート基、アルデヒド基、エポキシ基等の反応性置換基を有する(メタ)アクリル化合物やケイヒ酸を反応させて、(メタ)アクリロイル基、スチリル基等の光架橋性基を該線状高分子に導入した樹脂が用いられる。また、スチレン-無水マレイン酸共重合物やα-オレフィン-無水マレイン酸共重合物等の酸無水物を含む線状高分子をヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等の水酸基を有する(メタ)アクリル化合物によりハーフエステル化したものも用いられる。 Examples of the photosensitive resin include (meth) acrylic compounds having a reactive substituent such as an isocyanate group, an aldehyde group, and an epoxy group on a linear polymer having a reactive substituent such as a hydroxyl group, a carboxyl group, or an amino group, A resin obtained by reacting an acid and introducing a photocrosslinkable group such as a (meth) acryloyl group or a styryl group into the linear polymer is used. In addition, linear polymers containing acid anhydrides such as styrene-maleic anhydride copolymer and α-olefin-maleic anhydride copolymer can be obtained from (meth) acrylic compounds having hydroxyl groups such as hydroxyalkyl (meth) acrylate. Half-esterified products are also used.
光架橋剤として用いることのできる重合性モノマーとしては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートなどの各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルなどが代表例に挙げられる。これらは単独または2種以上混合して用いることができ、さらに光硬化性を適正に保つ目的で、必要に応じ、他の重合性モノマーおよびオリゴマーを混合して用いることが出来る。 Examples of polymerizable monomers that can be used as a photocrosslinking agent include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and ethylene oxide-modified trimethylolpropane tri (meth). Representative examples include various acrylic esters and methacrylic esters such as acrylate and propylene oxide-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate. These can be used alone or in combination of two or more, and for the purpose of maintaining appropriate photocurability, other polymerizable monomers and oligomers can be mixed and used as necessary.
その他の重合性モノマーおよびオリゴマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、β-カルボキシエチル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メタ)アクリレート、エステルアクリレート、メチロール化メラミンの(メタ)アクリル酸エステル、エポキシ(メタ)アクリレート、ウレタンアクリレート等の各種アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、スチレン、酢酸ビニル、ヒドロキシエチルビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、(メタ)アクリルアミド、N-ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-ビニルホルムアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これらについても、単独でまたは2種類以上混合して用いることができる。 Other polymerizable monomers and oligomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, β-carboxyethyl (Meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate , Pentaerythritol tri (meth) acrylate, 1,6-hexanediol diglycidyl ether di (meth) acrylate, bisphenol A diglycidyl ether di (meth) acrylate , Neopentyl glycol diglycidyl ether di (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, tricyclodecanyl (meth) acrylate, ester acrylate, (meth) acrylic acid ester of methylolated melamine, epoxy (meth) acrylate , Various acrylates and methacrylates such as urethane acrylate, (meth) acrylic acid, styrene, vinyl acetate, hydroxyethyl vinyl ether, ethylene glycol divinyl ether, pentaerythritol trivinyl ether, (meth) acrylamide, N-hydroxymethyl (meth) ) Acrylamide, N-vinylformamide, acrylonitrile and the like. Also about these, it can use individually or in mixture of 2 or more types.
感光性着色組成物には、該組成物を紫外線照射により硬化する場合には、光重合開始剤等が添加される。光重合開始剤としては、4-フェノキシジクロロアセトフェノン、4-t-ブチル-ジクロロアセトフェノン、ジエトキシアセトフェノン、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタン-1-オン等のアセトフェノン系化合物、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール等のベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸、ベンゾイル安息香酸メチル、4-フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾフェノン、アクリル化ベンゾフェノン、4-ベンゾイル-4'-メチルジフェニルサルファイド、3,3',4,4'-テトラ(t-ブチルパーオキシカルボニル)ベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、チオキサントン、2-クロルチオキサントン、2-メチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,4-ジイソプロピルチオキサントン、2,4-ジエチルチオキサントン等のチオキサントン系化合物、2,4,6-トリクロロ-s-トリアジン、2-フェニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-メトキシフェニル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(p-トリル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-ピペロニル-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-ビス(トリクロロメチル)-6-スチリル-s-トリアジン、2-(ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2-(4-メトキシ-ナフト-1-イル)-4,6-ビス(トリクロロメチル)-s-トリアジン、2,4-トリクロロメチル-(ピペロニル)-6-トリアジン、2,4-トリクロロメチル(4'-メトキシスチリル)-6-トリアジン等のトリアジン系化合物、1,2-オクタンジオン,1-〔4-(フェニルチオ)-,2-(O-ベンゾイルオキシム)〕、O-(アセチル)-N-(1-フェニル-2-オキソ-2-(4'-メトキシ-ナフチル)エチリデン)ヒドロキシルアミン等のオキシムエステル系化合物、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド等のホスフィン系化合物、9,10-フェナンスレンキノン、カンファーキノン、エチルアントラキノン等のキノン系化合物、ボレート系化合物、カルバゾール系化合物、イミダゾール系化合物、チタノセン系化合物等が用いられる。これらの光重合開始剤は1種または2種以上混合して用いることができる。光重合開始剤の使用量は、感光性着色組成物の全固形分量を基準として0.5〜50質量%が好ましく、より好ましくは3〜30質量%である。 When the composition is cured by ultraviolet irradiation, a photopolymerization initiator or the like is added to the photosensitive coloring composition. As photopolymerization initiators, 4-phenoxydichloroacetophenone, 4-t-butyl-dichloroacetophenone, diethoxyacetophenone, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 1- Acetophenone compounds such as hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzyl Benzoin compounds such as dimethyl ketal, benzophenone, benzoylbenzoic acid, methyl benzoylbenzoate, 4-phenylbenzophenone, hydroxybenzophenone, acrylated benzophenone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, 3 Benzophenone compounds such as 3 ′, 4,4′-tetra (t-butylperoxycarbonyl) benzophenone, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, isopropylthioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, 2,4- Thioxanthone compounds such as diethylthioxanthone, 2,4,6-trichloro-s-triazine, 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-methoxyphenyl) -4,6 -Bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (p-tolyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-piperonyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine 2,4-bis (trichloromethyl) -6-styryl-s-triazine, 2- (naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloro) Methyl) -s-triazine, 2- (4-methoxy-naphth-1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4-trichloromethyl- (piperonyl) -6-triazine, Triazine compounds such as 2,4-trichloromethyl (4′-methoxystyryl) -6-triazine, 1,2-octanedione, 1- [4- (phenylthio)-, 2- (O-benzoyloxime)], Oxime ester compounds such as O- (acetyl) -N- (1-phenyl-2-oxo-2- (4′-methoxy-naphthyl) ethylidene) hydroxylamine, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenyl Phosphine compounds such as phosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 9,10-phenanthrenequinone, camphorquinone, ethyl anthraquino Quinone compounds such as borate compounds, carbazole compounds, imidazole compounds, titanocene compounds and the like. These photopolymerization initiators can be used alone or in combination. The amount of the photopolymerization initiator used is preferably 0.5 to 50% by mass, more preferably 3 to 30% by mass, based on the total solid content of the photosensitive coloring composition.
さらに、増感剤として、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、4-ジメチルアミノ安息香酸メチル、4-ジメチルアミノ安息香酸エチル、4-ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸2-ジメチルアミノエチル、4-ジメチルアミノ安息香酸2-エチルヘキシル、N,N-ジメチルパラトルイジン、4,4'-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4'-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノ
ン、4,4'-ビス(エチルメチルアミノ)ベンゾフェノン等のアミン系化合物を併用することもできる。これらの増感剤は1種または2種以上混合して用いることができる。増感剤の使用量は、光重合開始剤と増感剤の合計量を基準として0.5〜60質量%が好ましく、より好ましくは3〜40質量%である。
Further, as sensitizers, triethanolamine, methyldiethanolamine, triisopropanolamine, methyl 4-dimethylaminobenzoate, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, 2-dimethylaminoethyl benzoate, 2-Ethylhexyl 4-dimethylaminobenzoate, N, N-dimethylparatoluidine, 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone, 4,4′-bis (ethylmethyl) Amine compounds such as amino) benzophenone can also be used in combination. These sensitizers can be used alone or in combination. The amount of the sensitizer used is preferably 0.5 to 60% by mass, more preferably 3 to 40% by mass based on the total amount of the photopolymerization initiator and the sensitizer.
さらに、感光性着色組成物には、連鎖移動剤としての働きをする多官能チオールを含有させることができる。多官能チオールは、チオール基を2個以上有する化合物であればよく、例えば、ヘキサンジチオール、デカンジチオール、1,4-ブタンジオールビスチオプロピオネート、1,4-ブタンジオールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリメルカプトプロピオン酸トリス(2-ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,4-ジメチルメルカプトベンゼン、2、4、6-トリメルカプト-s-トリアジン、2-(N,N-ジブチルアミノ)-4,6-ジメルカプト-s-トリアジン等が挙げられる。これらの多官能チオールは、1種または2種以上混合して用いることができる。 Furthermore, the photosensitive coloring composition can contain a polyfunctional thiol that functions as a chain transfer agent. The polyfunctional thiol may be a compound having two or more thiol groups. For example, hexanedithiol, decanedithiol, 1,4-butanediol bisthiopropionate, 1,4-butanediol bisthioglycolate, ethylene Glycol bisthioglycolate, ethylene glycol bisthiopropionate, trimethylolpropane tristhioglycolate, trimethylolpropane tristhiopropionate, trimethylolpropane tris (3-mercaptobutyrate), pentaerythritol tetrakisthioglycolate, Pentaerythritol tetrakisthiopropionate, tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate trimercaptopropionate, 1,4-dimethylmercaptobenzene, 2,4,6-trimercapto-s-to Azine, 2- (N, N- dibutylamino) -4,6-dimercapto -s- triazine. These polyfunctional thiols can be used alone or in combination.
また必要に応じて、熱架橋剤としては、例えば、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。メラミン樹脂としては、アルキル化メラミン樹脂(メチル化メラミン樹脂、ブチル化メラミン樹脂など)、混合エーテル化メラミン樹脂等があり、高縮合タイプであっても低縮合タイプであってもよい。エポキシ樹脂としては、例えば、グリセロール・ポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパン・ポリグリシジルエーテル、レゾルシン・ジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコール・ジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオール・ジグリシジルエーテル、エチレングリコール(ポリエチレングリコール)・ジグリシジルエーテル等がある。これらは、いずれも単独あるいは2種類以上混合して使用することができる。 Moreover, as needed, as a thermal crosslinking agent, a melamine resin, an epoxy resin, etc. are mentioned, for example. Examples of the melamine resin include alkylated melamine resins (methylated melamine resin, butylated melamine resin, etc.), mixed etherified melamine resins, and the like, which may be a high condensation type or a low condensation type. Examples of the epoxy resin include glycerol / polyglycidyl ether, trimethylolpropane / polyglycidyl ether, resorcin / diglycidyl ether, neopentyl glycol / diglycidyl ether, 1,6-hexanediol / diglycidyl ether, ethylene glycol (polyethylene). Glycol) and diglycidyl ether. Any of these may be used alone or in admixture of two or more.
感光性着色組成物は、必要に応じて有機溶剤を含有することができる。有機溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、1-メトキシ-2-プロピルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチルベンゼン、エチレングリコールジエチルエーテル、キシレン、エチルセロソルブ、メチル-nアミルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテルトルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、イソブチルケトン、石油系溶剤等が挙げられ、これらを単独でもしくは混合して用いる。 The photosensitive coloring composition can contain an organic solvent as necessary. Examples of the organic solvent include cyclohexanone, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, 1-methoxy-2-propyl acetate, diethylene glycol dimethyl ether, ethylbenzene, ethylene glycol diethyl ether, xylene, ethyl cellosolve, methyl-n amyl ketone, propylene glycol monomethyl ether toluene, Examples include methyl ethyl ketone, ethyl acetate, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, butanol, isobutyl ketone, petroleum solvent, and the like. These may be used alone or in combination.
以上のような各成分の配合方法としては、例えば、透明樹脂と顔料とを2本ロールを用いて良く練り合わせてチップ化し、その後溶剤を加えてペーストとし、このペーストに重合成モノマー、光重合開始剤、増感剤を必要に応じて添加して、感光性着色組成物を得る方法がとられる。 As a blending method of each component as described above, for example, a transparent resin and a pigment are kneaded well using two rolls to form a chip, and then a solvent is added to form a paste. A method of obtaining a photosensitive coloring composition by adding an agent and a sensitizer as required.
透明基板上に、感光性着色組成物を塗布し、プリベークを行う。塗布する手段はスピンコート、ディップコート、ダイコートなどが通常用いられるが、40〜60cm角程度の基板上に均一な膜厚で塗布可能な方法ならばこれらに限定されるものではない。プリベークは50〜120℃で10〜20分ほどすることが好ましい。塗布膜厚は任意であるが、分光透過率などを考慮すると通常はプリベーク後の膜厚で2μm程度である。感光性着色組成物を塗布し塗膜を形成した基板にフォトマスクを介して露光を行う。光源には通常の高圧水銀灯などを用いればよい。 A photosensitive coloring composition is applied onto a transparent substrate and prebaked. Spin coating, dip coating, die coating, and the like are usually used as the means for coating, but the coating means is not limited to these as long as it can be coated with a uniform film thickness on a 40 to 60 cm square substrate. Prebaking is preferably performed at 50 to 120 ° C. for about 10 to 20 minutes. The coating film thickness is arbitrary, but considering the spectral transmittance and the like, the film thickness after pre-baking is usually about 2 μm. The substrate on which the photosensitive coloring composition is applied and a coating film is formed is exposed through a photomask. A normal high-pressure mercury lamp or the like may be used as the light source.
続いて現像を行う。現像液にはアルカリ性水溶液を用いる。アルカリ性水溶液の例としては、炭酸ナトリウム水溶液、炭酸水素ナトリウム水溶液、または両者の混合水溶液、もしくはそれらに適当な界面活性剤などを加えたものが挙げられる。現像後、水洗、乾燥して任意の一色の画素が得られる。 Subsequently, development is performed. An alkaline aqueous solution is used as the developer. Examples of the alkaline aqueous solution include a sodium carbonate aqueous solution, a sodium hydrogen carbonate aqueous solution, a mixed aqueous solution of the two, or a mixture obtained by adding an appropriate surfactant to them. After development, it is washed with water and dried to obtain a pixel of any one color.
以上の一連の工程を、感光性着色組成物およびフォトマスクを替え、必要な数だけ繰り返すことで必要な色数が組み合わされた各色画素を備えるカラーフィルタを得ることができる。 By repeating the above-described series of steps by changing the photosensitive coloring composition and the photomask as many times as necessary, a color filter including each color pixel in which the necessary number of colors are combined can be obtained.
バックライトとしてLED、およびカラーフィルタを備えた液晶表示装置の構成の一例について説明する。
図3は本発明の液晶表示装置の概略断面図である。図3の液晶表示装置はTFT駆動型液晶表示装置の典型例であり、対向して配置された透明基板11、21を備え、それらの間には、液晶(LC)が封入されている。本発明の液晶表示装置には、TN (Twisted Nematic)、STN(Super Twisted Nematic)、IPS(In-Planes Switching)、VA(Vertical Alignment)、OCB(Optically Compensated Birefringence)、強誘電性液晶等の液晶が適用できる。
An example of a configuration of a liquid crystal display device including an LED and a color filter as a backlight will be described.
FIG. 3 is a schematic sectional view of the liquid crystal display device of the present invention. The liquid crystal display device of FIG. 3 is a typical example of a TFT drive type liquid crystal display device, and includes transparent substrates 11 and 21 arranged to face each other, and liquid crystal (LC) is sealed between them. The liquid crystal display device of the present invention includes liquid crystal such as TN (Twisted Nematic), STN (Super Twisted Nematic), IPS (In-Planes Switching), VA (Vertical Alignment), OCB (Optically Compensated Birefringence), and ferroelectric liquid crystal. Is applicable.
第1の透明基板11の内面には、TFT(Thin Film Transistor)アレイ12が形成されており、その上には例えばITOからなる透明電極層13が形成されている。透明電極層13の上には、配向層14が設けられている。また、透明基板11の外面には、偏光板15が形成されている。 A TFT (Thin Film Transistor) array 12 is formed on the inner surface of the first transparent substrate 11, and a transparent electrode layer 13 made of, for example, ITO is formed thereon. An alignment layer 14 is provided on the transparent electrode layer 13. A polarizing plate 15 is formed on the outer surface of the transparent substrate 11.
他方、第2の透明基板21の内面には、本発明のカラーフィルタ22が形成されている。カラーフィルタ22を構成する赤色、緑色および青色画素は、ブラックマトリックス(図示せず)により分離されている。カラーフィルタ22を覆って、必要に応じて透明保護膜(図示せず)が形成され、さらにその上に、例えばITOからなる透明電極層23が形成され、透明電極層23を覆って配向層24が設けられている。また、透明基板21の外面には、偏光板25が形成されている。なお、偏光板15の下方には、本発明のバックライトユニット30が設けられる。 On the other hand, the color filter 22 of the present invention is formed on the inner surface of the second transparent substrate 21. Red, green and blue pixels constituting the color filter 22 are separated by a black matrix (not shown). A transparent protective film (not shown) is formed so as to cover the color filter 22 and further, a transparent electrode layer 23 made of, for example, ITO is formed thereon, and the alignment layer 24 covers the transparent electrode layer 23. Is provided. A polarizing plate 25 is formed on the outer surface of the transparent substrate 21. Note that the backlight unit 30 of the present invention is provided below the polarizing plate 15.
(顔料分散ペーストの調製)
顔料分散ペーストは、表1に示すように顔料及びアクリル樹脂と、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下、PGMEAとする)を均一に攪拌混合し、直径1.0mmのジルコニアビーズを用いて、サンドミルにて3時間分散した後、5μmのフィルタで濾過し、顔料分散ペーストを調製した。なお、組成比は全て重量比である。
(Preparation of pigment dispersion paste)
As shown in Table 1, the pigment dispersion paste was prepared by uniformly stirring and mixing a pigment and an acrylic resin and propylene glycol monomethyl ether acetate (hereinafter referred to as PGMEA), and using a zirconia bead having a diameter of 1.0 mm in a sand mill. After dispersing for 3 hours, the mixture was filtered through a 5 μm filter to prepare a pigment dispersion paste. All composition ratios are weight ratios.
感光性着色組成物は、各成分を表2に示す割合で調合し、スターラーにて各成分が完全に溶解するまで攪拌混合し、1μmのフィルタで濾過することにより調製した。
The photosensitive coloring composition was prepared by blending each component in the ratio shown in Table 2, stirring and mixing with a stirrer until each component was completely dissolved, and filtering through a 1 μm filter.
赤色感光性着色組成物は表2(表6)のR−1を、青色感光性着色組成物は表5(表9)のB−1を、緑色感光性着色組成物は表2、3(表7)のG−1〜G−10用い、上記指定色度ねらいにて3色カラーフィルタを作製した。このカラーフィルタと青色LEDとYAG系蛍光体を組み合わせて混色させた白色LEDを具備するバックライトの組み合わせを実施例1〜10とした。 The red photosensitive coloring composition is R-1 in Table 2 (Table 6), the blue photosensitive coloring composition is B-1 in Table 5 (Table 9), and the green photosensitive coloring composition is Table 2, 3 ( Using G-1 to G-10 of Table 7), a three-color filter was produced with the above-mentioned designated chromaticity aim. Examples 1 to 10 are combinations of backlights each including a white LED in which the color filter, the blue LED, and the YAG phosphor are mixed and mixed.
また、赤色感光性着色組成物は表2(表6)のR−1を、青色感光性着色組成物は表5(表9)のB−1を、緑色感光性着色組成物は表4、5(表8)のG−11〜G−20用い、上記指定色度ねらいにて3色カラーフィルタを作製した。
このカラーフィルタと青色LEDとYAG系蛍光体を組み合わせて混色させた白色LEDを具備するバックライトの組み合わせを比較例11〜20とした。
The red photosensitive coloring composition is R-1 in Table 2 (Table 6), the blue photosensitive coloring composition is B-1 in Table 5 (Table 9), and the green photosensitive coloring composition is Table 4. 5 (Table 8) G-11 to G-20 were used to produce a three-color color filter with the above-mentioned designated chromaticity aim.
Comparative examples 11 to 20 are combinations of backlights each including a white LED in which the color filter, the blue LED, and the YAG phosphor are mixed and mixed.
〔評価項目〕
(明度)
緑色画素の明度(G−Y)、およびカラーフィルタとしての白表示における明度(W−Y)を、C.I.ピグメントグリーン58(PG58)とC.I.ピグメントグリーン36(PG36)を用いた場合で比較し、明度の高い方を〇、低い方を×とした。
〔Evaluation item〕
(brightness)
The lightness (G−Y) of the green pixel and the lightness (W−Y) in white display as a color filter are represented by C.I. I. Pigment Green 58 (PG58) and C.I. I. In the case of using Pigment Green 36 (PG36), the brighter one was marked with ◯ and the lower one with x.
〔評価結果〕
実施例1〜10の評価結果を表10に、比較例11〜20 の結果を表11に示す。表10、11中の色度値は、CIE1931 XYZ表色系におけるxy色度およびY(明度)である。
〔Evaluation results〕
The evaluation results of Examples 1 to 10 are shown in Table 10, and the results of Comparative Examples 11 to 20 are shown in Table 11. The chromaticity values in Tables 10 and 11 are xy chromaticity and Y (lightness) in the CIE1931 XYZ color system.
合で比較した結果、何れの色度値においても(G−Y)および(W−Y)は、C.I.ピグメントグリーン58(PG58)を用いた場合に高くなり、高輝度を実現していることが分かる。
11、21・・・透明基板
12・・・TFTアレイ
13、23・・・透明電極
14、24・・・配向膜
15、25・・・偏光板
22・・・カラーフィルタ
30・・・バックライトユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 21 ... Transparent substrate 12 ... TFT array 13, 23 ... Transparent electrode 14, 24 ... Alignment film | membrane 15, 25 ... Polarizing plate 22 ... Color filter 30 ... Backlight unit
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