WO2014002859A1 - 表示装置 - Google Patents

Description

表示装置

　本発明は、表示装置に関し、特に、透光性カバーを備える表示装置に関する。

　一般に、透過型の液晶表示装置は、液晶表示パネル、バックライト装置、液晶表示パネルに各種の電気信号を供給する回路や電源、およびこれらを収容する筐体などを備えている。バックライト装置からの光は、液晶表示パネルにおいて画素毎に変調され、これによって表示が行われる。

　液晶表示パネルには、複数の画素が配列された表示領域（アクティブエリア）と、その周辺の額縁領域とが設けられている。表示領域には、画素電極やＴＦＴなどが設けられており、画像や映像などが表示される。一方、額縁領域には、液晶材料を基板間に封止するシール部、走査線や信号線に接続される配線、外部駆動回路のための接続端子などが配置されている。

　表示パネルの額縁領域は表示に寄与しない領域であり、パネルの表示面における表示領域の面積を低下させる。また、複数の表示装置を隙間なく並べて大画面を形成する構成（マルチディスプレイシステムなどと呼ばれる）において、額縁領域は表示装置の継ぎ目を表わす非表示領域（黒枠）として視認される。表示装置の狭額縁化が年々進められているとはいえ、額縁領域を無くすことは原理的に困難である。

　従来から、マルチディスプレイシステムにおいて、表示装置の継ぎ目を目立たなくする方法が検討されている。特許文献１から３には、表示パネルの観察者側に透光性カバーが設けられた表示装置が開示されている。透光性カバーの端部には、レンズとして機能する曲面部分が設けられている。

　透光性カバーの曲面部分（レンズ部）は、典型的には、表示パネルの額縁領域と、額縁領域近傍の表示領域の一部（以下、周辺表示領域と呼ぶ場合がある）とを覆うように配置される。周辺表示領域に配列された画素から出射された光が、レンズ部において屈折することによって、額縁領域の前方にも画像が拡大されて表示される。観察者には、額縁領域上にも画像が表示されているように見えるので、継ぎ目を感じさせない画像が提供される。

特開平５－１８８８７３号公報 特表２００４－５２４５５１号公報（米国特許第６,９２７,９０８号明細書） 米国特許第７,４４３,４６３号明細書 国際公開第２０１０／０８９９９８号

　上述のように、マルチディスプレイシステムに用いる表示装置において、端部にレンズ部が設けられた透光性カバーを、表示パネルの観察者側に配置させる構成が知られている。この場合、表示パネルの側面に配置される筐体部分は、透光性カバーの端部よりも外側には配置されないように設計されることが多い。これは、透光性カバーの端部よりも筐体側面部が外側に存在すると、この部分には画像を表示できず、表示装置間の非表示領域を増大させてしまうので、継ぎ目が目立つからである。

　このため、例えば、特許文献３に記載されているように、表示パネルの側面を覆う筺体部分（以下、横筐体部と呼ぶ）の外側表面は、透光性カバーの端部と揃った位置に設けられることが多い。このような構成において、好適には、各表示装置に設けられた透光性カバーの端部同士が当接するようにして、表示装置が隙間なく配列され、これによって表示装置間の継ぎ目を目立ちにくくすることができる。

　一方で、単独で使用することが想定されている表示装置では、横筺体部の外側表面を、透光性カバーの端面よりも外側に配置させる構成が考えられる。

　本発明者は、特許文献４において、表示パネルの額縁領域だけでなく、その側面に設けられる横筐体部も含めて、表示装置の周縁部分（以下、単に「額縁」と呼ぶことがある）を視認されにくくする技術を開示している。

　特許文献４に記載の技術によれば、表示パネルの観察者側においてレンズ部を有する透光性カバーを設けるとともに、表示パネル側面に位置する横筐体部を透光性を有する材料から形成することによって、表示装置周縁の額縁を視認されにくくすることができる。表示パネル側面に設けられた横筐体部は、埃の進入を防いだり、耐衝撃性を向上させるために役立つ。

　しかし、特許文献４に記載の表示装置では、表示パネル側面に配置された横筐体部が高い透光性を有していない場合などに、この部分が視認される場合があった。したがって、パネル側面に横筐体部が設けられる構成において、表示装置の周縁部分を目立ちにくくするという課題があった。

　本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、筐体を含め額縁が視認されにくい表示装置を提供することをその目的とする。

　本発明の実施形態による表示装置は、表示領域と前記表示領域の外側に設けられた額縁領域とを有する表示パネルと、前記表示パネルの観察者側に配置された透光性カバーであって、前記表示パネルの前記額縁領域と前記表示領域との境界に対応する位置に配置されたレンズ部を有する透光性カバーと、前記表示パネルの側面に対向するように配置された横筐体部を有する筐体とを備え、前記横筐体部の外側面が、前記表示パネルのパネル面法線に平行でかつ前記透光性カバーの前記レンズ部の外側端面と接する第１の面と、前記パネル面法線に対して２５°以下の鋭角θをなしかつ前記レンズ部の表面と接する第２の面との間の空間に存在している。

　ある実施形態において、前記表示パネルのサイズは対角１９インチ以下であり、前記鋭角θが２０．４°以下である。

　ある実施形態において、前記鋭角θが１１．２°以下である。

　ある実施形態において、前記表示パネルのサイズは対角１９インチ以上であり、前記鋭角θが２０°以下である。

　ある実施形態において、前記鋭角θが１８°以下である。

　ある実施形態において、前記鋭角θが１５°以下である。

　ある実施形態において、前記鋭角θは、１．８°以上である。

　ある実施形態において、横筐体部の厚さは、０．１ｍｍ以上である。

　ある実施形態において、前記表示パネルの表示媒体表面から前記透光性カバーの表面までの距離が、前記額縁領域の幅の２．７倍以上４．６倍以下に設定されている。

　ある実施形態において、前記横筐体部の外側面の主面が、前記第１の面に対して鋭角の先端角θ２をなすように形成されており、前記先端角θ２は、２５°以下である。

　ある実施形態において、前記横筐体部の外側面の反射率が３０～７０％である。

　ある実施形態において、前記横筐体部の前記外側面は無彩色である。

　ある実施形態において、表示装置は、前記横筐体部の外側面と、前記表示パネルの前記側面との間に設けられた緩衝部材をさらに備える。

　ある実施形態において、前記緩衝部材は、ゲル材料からなる。

　ある実施形態において、前記横筐体部は、透光性を有しない材料から形成される。

　本発明の実施形態の表示装置は、表示領域と前記表示領域の外側に設けられた額縁領域とを有する表示パネルと、前記表示パネルの観察者側に配置された透光性カバーであって、前記表示パネルの前記額縁領域と前記表示領域との境界に対応する位置に配置されたレンズ部を有する透光性カバーと、前記表示パネルの側面に対向するように配置された横筐体部を有する筐体とを備え、前記横筐体部の外側面は、前記表示パネルのパネル面法線に平行でかつ前記透光性カバーの前記レンズ部の外側端面と接する第１の面と、前記パネル面法線に対して鋭角θをなしかつ前記レンズ部の表面と接する第２の面との間の空間に存在しており、前記表示パネルの幅がＷ１ｍｍであるとき、前記鋭角θが次の式を満足する。θ＝ａｒｃｔａｎ（（Ｅｄ＋Ｗ１）／２Ｌ）。ただし１６０≦Ｌ≦３００であり、かつ、５６≦Ｅｄ≦７５である。

　本発明の実施形態に係る表示装置によれば、額縁が視認されにくい。

本発明の実施形態１による表示装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 図１に示す表示装置の片側の端部を拡大して示す断面図である。 使用者と表示装置との位置関係を示す図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）の一点鎖線で囲む領域を拡大して示す断面図である。 （ａ）は実施形態１の変形例の表示装置の横筺体部の近傍を拡大して示す断面図であり、（ｂ）は横筺体部のみを示す。 実施形態１の表示装置の端部を拡大して示す断面図であり、実効カバー厚を説明するための図である。 横筺体部の外側面において反射する光を示す図である。 実施形態１の変形例の表示装置の横筺体部の近傍を拡大して示す断面図である。 本発明の実施形態２による表示装置の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。 使用者の両目と表示装置との位置関係を示す図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は（ａ）の一点鎖線で囲む領域を拡大して示す断面図である。 使用者と表示装置との位置関係を示す全体図である。 実施形態２の表示装置の端部を拡大して示す断面図であり、実効カバー厚を説明するための図である。

　まず、本発明の実施形態による表示装置の概要を説明する。

　本発明者は、テレビジョンやスマートフォンなどに用いられる表示装置において、使用中の表示装置と使用者の位置（より厳密には使用者の眼の位置）とがほぼ決まっていることに着目し、この条件のもとに横筐体部が視認されにくい構成について検討した。そして、少なくとも使用者が一般的に使用する位置から見て死角となる空間に横筐体部が配置されていれば、他の観察位置からは多少額縁が見えるようであっても、装置の使用感として額縁が存在しないように感じられることを確認した。

　ここで、透光性カバーは、表示パネルの前面において所定の厚さを有して設けられている。そこで、使用者の位置から見て、透光性カバーによって隠れる位置に横筐体部を設置すれば、レンズ端面から外側の位置に存在したとしても、横筐体部を視認されにくくすることができる。

　より具体的には、透光性カバーのレンズ部の表面に接する面であって所定の角度を有する面を、仮想的な視野面（第２の面ということがある）として規定し、この仮想的な視野面よりも表示パネルの側（すなわち、死角となる空間）に横筐体部を設ける。これにより、横筐体部自体が視認されにくく、使用者には、まるで額縁が存在しないように感じられることがわかった。この仮想的な視野面がなす角度は、使用者が表示装置を使用するときの一般的な視聴距離に基づいて決定されてよい。

　また、上記の構成によれば、横筐体部の外側面と透光性カバーのレンズ部の端面とが揃う構成（例えば、特許文献３に記載の構成）に比べて、レンズ部によって画像を拡大して表示すべき領域を小さく設定することができる。本構成では、横筺体部上にレンズ部を配置する必要はなく、表示パネルの額縁領域に対してのみレンズ部が設けられていればよい。このため、レンズ部を比較的小さく設計することが可能になり、これとともに、透光性カバーの厚さも低減し得る。

　以上に説明した本発明の実施形態による表示装置によれば、表示装置の周縁部において、レンズ部上には表示パネルからの表示光が出射され、かつ、レンズ部が形成する死角の空間に横筐体部が設けられていることによって、使用者は額縁の存在を意識することがなく、まるで、空間中に表示面のみが存在するような感覚で表示画像を楽しむことができる。本発明の実施形態による表示装置は、このような新しい視聴体験を創出する。

　以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

（実施形態１）
　以下、実施形態１の表示装置として、テレビジョンなどとして用いられる比較的大型の据え置き型（固定型）の表示装置を説明する。本実施形態の表示装置は、典型的には対角１９インチ以上のサイズの表示パネルを備える。

　図１（ａ）および（ｂ）は、実施形態１の表示装置１００の構成を示す。表示装置１００は、表示パネル１０と、その背面側に設けられたバックライト４０と、表示パネル１０の観察者側に設けられた透光性カバー２０とを備えている。また、表示パネル１０やバックライト４０は、筐体３０によって収容および保持されている。表示パネル１０は、透過型であり、バックライト４０からの光を表示パネル１０において変調することによって表示画面２８において表示を行う。

　バックライト４０は、ＬＥＤなどの光源、導光板、拡散板などを備えるエッジライト型のバックライトであってもよいし、直下型（面発光型）であってもよい。また、バックライト４０の背面側には、表示装置１００を駆動するための回路基板などが配置されることもある。

　本実施形態では、表示パネル１０は、液晶パネルであり、ＴＦＴ基板１２と対向基板１１との間に液晶層１３が保持された構成を有する。対向基板１１とＴＦＴ基板１２は、一般的には透光性のガラスからなり、周辺に枠状に形成されたシール部材１６によってこれらが貼り合わせられ、シール部材１６で囲まれた空隙に液晶材料を封入することによって液晶層１３が形成される。対向基板１１およびＴＦＴ基板１２の外側表面には、図示しない偏光板や位相差フィルムからなる光学フィルム層が設けられていても良い。

　表示パネル１０は矩形の平面形状を有する。また、図２に示すように、表示パネル１０には、表示領域１０Ａと、その外側に設けられた非表示領域である額縁領域１０Ｆとが設けられている。表示領域１０Ａには複数の画素ＰＸが行および列を有するマトリクス状に配列されている。一方、額縁領域１０Ｆには、シール部材１６や配線などが設けられている。表示領域１０Ａは、額縁領域１０Ｆに隣接する周辺表示領域１０Ａ１と、周辺表示領域１０Ａ１以外の領域である中央表示領域１０Ａ２とに区分することができる。

　なお、本発明の実施形態による表示装置１００は、液晶表示装置に限られず、他の態様の表示装置であってよく、有機ＥＬ、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、ＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）、電気泳動、エレクトロウェッティングなどの表示方式を利用する表示装置であってよい。自発光型の表示パネルや、反射型の表示パネルを用いる場合には、表示装置は上記のバックライト４０を備えていなくても良い。

　表示パネル１０の前面に配置される透光性カバー２０は、基板の平面形状に対応する平面形状を有し、透明樹脂材料（アクリル材やポリカーボネート材など）やガラスなど透光性の材料から形成される。透光性カバー２０は、表示領域の略全体を覆う平板部２４と、平板部２４の端部に設けられたレンズ部２２とから構成されている。本実施形態において、レンズ部２２の観察者側表面２２Ｓは、曲面（レンズ面）から形成されている。ただし、レンズ部２２は、他の形態を有していてもよく、例えば、その背面側（観察者側とは反対側の表面）も曲面から形成されていても良い。

　透光性カバー２０のレンズ部２２は、表示パネル１０の額縁領域１０Ｆと、額縁領域１０Ｆに隣接する表示領域１０Ａ内の周辺表示領域１０Ａ１とを含む領域に重なる位置に配置されている。言い換えると、レンズ部２２は、額縁領域１０Ｆと周辺表示領域１０Ａ１との境界線ｂｌを跨ぐように配置されている。ここで、周辺表示領域１０Ａ１と額縁領域１０Ｆとの境界線ｂｌは、表示パネル１０の各辺に沿って延びるように形成されており、透光性カバーに設けられたレンズ部２２もまた、各辺の境界線ｂｌに沿って延びるように形成されている。

　周辺表示領域１０Ａ１から出射される光をレンズ部２２において屈折させることによって、表示パネル１０上における周辺表示領域１０Ａ１の画像を、透光性カバー２０を介して、周辺表示領域１０Ａ１および額縁領域１０Ｆを含む領域に拡大して表示することができる。これにより、観察者には、額縁領域１０Ｆが視認されにくくなる。

　ここで、レンズ部２２が有するレンズ面２２Ｓの形状を説明する。レンズ面２２Ｓの形状は、例えば、円柱側面の一部であってよい。このとき、上記の境界線ｂｌに垂直な断面（図２に示す断面）において、レンズ面２２Ｓは円弧を形成する。また、レンズ面２２Ｓは、上記断面において、非球面式で表わされる曲線を形成してもよい。さらに、自由曲面であってもよい。

　レンズ面２２Ｓを規定する非球面式は、例えば、曲率半径Ｒ１（または曲率ｃ）と非球面係数（コーニック定数）ｋとを用いて下記の式によって表わされる。
　非球面式：ｆ（ｘ）＝Ｙ－ｃｘ²／（１＋（１－（１＋ｋ）ｃ²ｘ²）^1/2）
　ただし、ｃ＝１／Ｒ１、ｘはレンズ頂上（レンズ部２２と平板部２４との境界）からの水平方向距離、Ｙはレンズ頂上における高さ（平板部２４における透光性カバーの厚さ）である。曲率半径Ｒ１およびコーニック定数ｋは、額縁領域１０Ｆの幅などに応じて適宜設定される。

　なお、レンズ面２２Ｓの形状については、国際公開第２００９／１５７１５０号や、国際公開第２０１０／０７０８７１号において詳細に記載されている。本発明の実施形態においても、上記文献に記載のレンズ面形状を適用することができる。参考のために、国際公開第２００９／１５７１５０号および国際公開第２０１０／０７０８７１号の開示内容の全てを本明細書に援用する。

　また、表示パネル１０の角部において、レンズ部２２の形状は、例えば回転体の一部であることが好ましい。なお、回転体とは、平面図形をそれと同平面に位置する直線の周りに３６０°回転することにより得られる立体図形を意味する。

　表示装置１００が備える筐体３０は、表示パネル１０の側面に対向するように（または側面を覆うように）配置された横筐体部３２と、バックライト４０（あるいは表示パネル１０）の背面側に配置された底筐体部３４とから構成されている。図２に示すように、横筐体部３２は、レンズ部２２の端部２２Ｅの一部を覆うように設けられていてもよい。

　本実施形態において、横筐体部３２と底筐体部３４とは一体的に形成されており、例えばマグネシウム合金からなる。ただし、筐体３０の一部または全部は、種々の材料を用いて形成されていてよく、例えば、鉄、ステンレスなどの鉄合金、アルミニウム合金、マグネシウム合金、カーボンファイバー、樹脂材料から形成されていてもよい。また、横筐体部３２と底筐体部３４とは、必ずしも一体的に形成されている必要はなく、別個に形成されていてよい。

　この筐体３０によって、表示パネル１０の外部から埃が進入することを防いだり、外部からの衝撃を緩和することができる。筐体３０は、接着テープや、ネジ止めなどの方法により、表示パネル１０の側面に固定される。また、バックライト４０の背面と底筐体部３４とが固定されていてもよい。

　以下、横筐体部３２のより詳細な配置について説明するが、まず、本実施形態の表示装置１００において想定される使用者の使用位置を説明する。

　下記表１に、一般的なテレビジョンについての、画面サイズと適切な視聴距離との関係を示す。

 

　テレビジョンを視聴するときの最適な視聴距離として、画面の高さの３倍の距離が提唱されている。これは主観評価から得られたデータであり、もっとも疲れにくく自然に視聴できる距離とされている。ここで、画面の高さの３倍として求めた視聴距離から視野角（水平方向）を計算すると、すべてのスクリーンサイズで約３３゜となる。

　同様の見解が、ＴＨＸ社の基準においても示されている。ＴＨＸ社は、ホームシアターにおいて推奨される視聴距離と画面サイズとの関係を発表している。高精細なハイビジョン画質を視聴する場合には、画面の横幅が視聴者の視野角（水平）の３６°以内に収まるように視聴距離と画面サイズとが選択されることが好ましい。また、標準画質を視聴する場合、画面の横幅が視野角の３０°以内が収まることが好ましい。

　したがって、視聴の際には、使用者から見て、視野角３０°～３６°の面（仮想的な視野面）の近傍に表示装置の左右端が位置していることが好適であると言える。スクリーンサイズが６０型の場合、視野角３０°～３６°は、２．１～２．４ｍの視聴距離に相当する。

　図３（ａ）は、使用者（観察者）９０と、表示装置１００との位置関係を示す。上記の位置から使用者９０が視聴するものと仮定すると、透光性カバー２０のレンズ面２２Ｓに接する面であって、表示パネル１０の法線方向１０ｎに対して２θ＝３０°～３６°の角度を為す面９２を仮想的な視野面として規定できる。そして、表示パネル１０および透光性カバー２０の側面外側の空間において、この仮想的な視野面９２よりも内側（表示パネル１０側）の領域が、いわゆる死角となる領域である。したがって、表示パネル１０の側面に配置される横筐体部３２が視認されにくいためには、横筐体部３２が上記の死角となる領域に設けられていればよい。

　上記の仮想的な視野面９２は、パネル面法線１０ｎに対して所定の鋭角θをなす面であり、かつ、透光性カバー２０のレンズ面２２Ｓと接する面である。この仮想的な視野面９２は、図に示す断面においては、レンズ面２２Ｓが形成する曲線（例えば、円弧）に対する接線を形成する。この接線がパネル法線１０ｎに対して為す角度θを用いて、横筐体部３２を配置すべき領域を規定することができる。以下、具体的に説明する。

　サイズが６０型の表示装置の場合において、使用者９０は、パネル中央を通る法線方向１０ｎにおいて約２．１～２．４ｍ離れた位置から、２θ＝約３０～３６゜の角度範囲（視野角範囲）で透光性カバー２０の前面を見ることになる。また、異なるサイズの表示装置においても、視野角が約３０～３６°の範囲となる距離から観察することが想定されることは、上述の通りである。

　このため、図３（ｂ）に示すように、パネルの断面において、曲線を形成するレンズ面２２ｓに接するθ＝１５～１８゜傾いた接線ｌ１５～ｌ１８を越えないように、横筐体部３２を配置すればよい。サイズが６０型の場合において、θ＝１５゜に設定された場合には、視聴距離が約２．４ｍよりも近い場合に額縁が無いように見え、θ＝１８゜に設定された場合には、視聴距離が約２．１ｍよりも近い場合に額縁が無いように見える。したがって、鋭角θの角度範囲としては、もっとも好ましくは１５゜以下、好ましくは１８゜以下である。ただし、θ＝約２０゜以下であれば、通常のテレビの使用状態において、多少額縁として認識されるものの、気にならないレベルであることを確認している。したがって、本実施形態の表示装置においては、θ＝約２０゜以下（ただし０°超）が好ましい範囲である。

　横筐体部３２は、上記のθ＝約２０°で規定できる仮想的な視野面９２（接線ｌ２０で示される面）よりも表示パネル１０側に設けられるように、かつ、表示パネル１０の側面を覆うように設けられている。すなわち、本実施形態において、横筐体部３２の外側面３２Ｓは、レンズ部２２の外側端面２２Ｅと接しパネル法線方向１０ｎに平行な面９４（レンズ端垂直面または第１の面）と、パネル面法線に対して２０°以下の鋭角θをなしレンズ面２２Ｓと接する面９２（仮想的な視野面または第２の面）との間の空間９５に存在する。これとは逆に、θ＝２０°で規定される仮想的な視野面９２よりも外側に横筐体部３２の外側面３２Ｓが存在している場合、上記の一般的な距離から使用者が見たときに横筐体部３２の一部が気になるレベルで額縁として認識される場合がある。

　ただし、表示装置のサイズによっては、後述の実施形態２において示すように、角度θをより大きく設定した場合にも、額縁が視認されにくい場合がある。その範囲はθ＝２５°以下である。したがって、実施形態１ではθ＝２０°以下が好ましい範囲ではあるが、本発明の種々の実施形態では、これに限られずθ＝２５°以下に設定されることが好ましい。

　ここで、横筐体部３２の外側面３２Ｓとは、横筐体部３２における、表示パネル１０側面に対向する面（横筐体部３２の内側面）以外の表面のことを指す。すなわち、表示装置１００において外側から観察可能な面が横筐体部３２の外側面３２Ｓであり、図３（ｂ）に示すように、横筐体部３２の外側側面３２Ｓ１および端面３２Ｓ２を含むものとする。

　図４（ａ）および（ｂ）は、本実施形態の変形例による横筐体部３２の断面を示す。

　横筐体部３２は、その主面がレンズ端垂直面に対して鋭角の先端角θ２をなすように形成されており、横筐体部３２の先端部（観察者側）は、尖った形状を有している。

　この先端角θ２は、好適には、上記の視野面を規定する角度θと略同じ程度の角度になるように決定される。この場合、横筐体部３２の先端部は、上記使用者からの死角となる空間に適合した形状に形成される。

　このようにすれば、横筐体部３２が視認されにくいままで、先端部よりも太い部分を表示パネル１０の側面に対応する場所などに設けることができるので、比較的強度が高い横筐体部３２を得ることができる。また、横筐体部３２を、表示パネル１０から透光性カバー２０に向かう方向に突出させやすいので、透光性カバー２０と横筐体部３２とを堅固に固定しやすい。

　横筐体部３２の先端は、完全に尖っている必要はなく、例えば、先端がわずかに丸められていても良い。少なくとも横筐体部３２の外側面の主面がレンズ端垂直面（あるいはパネル側面）に対して傾斜していればよい。

　次に、横筐体部３２の厚さについて説明する。筺体として機能するために、横筐体部３２は、ある程度の厚さや剛性を有していることが好ましい。

　本発明者は、液晶層１３の延長線（水平方向）上で、横筺体部３２がどの程度の厚さを有していることが好ましいかを、シミュレーションにより確認した。なお、横筺体部３２の厚さは、上述の死角となる空間に応じて決定され得るが、この空間の大きさは、透光性カバー２０の厚さによって変化する。そして、透光性カバー２０の厚さは、額縁の幅に応じて適切に選択することが好ましい。より具体的には、本発明者の実験によって、実効カバー厚（透光性カバー２０自体の厚さだけでなく、対向基板１１や光学フィルムなど、液晶層１３より上の部材の厚さを含む合計の厚さ）が、額縁幅の２．７～４．６倍であることが好ましいことがわかっている（ただし、カバー材料がアクリル樹脂など、屈折率が１．５に近い場合）。

　図５に示すように、本明細書において、実効カバー厚ｔ１とは、表示パネル１０の表示媒体（液晶層１３）の表面から透光性カバー２０の表面までの距離を意味している。すなわち、実効カバー厚ｔ１は、本実施形態では、透光性カバー２０自体の厚さｔ２に、液晶層１３の表面から透光性カバー２０の裏面までの距離（すなわち、対向基板１１の厚さｔ４と、光学フィルムの厚さｔ３との合計）を加算することによって求めることができる。なお、一般的な光学フィルムの厚さｔ３は０．１ｍｍ程度であり、対向基板１１の厚さｔ４は０．７ｍｍ程度である。また、有機ＥＬパネルを用いる場合、発光素子の表面から、透光性カバーの表面までの距離が、実効カバー厚ｔ１に該当する。

　実効カバー厚ｔ１は、額縁領域１０Ｆ上に好適に画像を表示するためには、額縁領域１０Ｆの幅に応じて（典型的には、額縁幅の２．７から４．６倍となるように）適切に選択されることが好ましい。このように、額縁幅の大きさによって、好適な実効カバー厚ｔ１の範囲が変動し得るが、同時に、実効カバー厚ｔ１によって横筐体部３２の水平方向の厚さｔ３２（液晶層１３と同レベルでの厚さ）も変動し得る。

　下記表２には、実効カバー厚（カバー厚）ｔ１と、この厚さｔ１に対応する表示パネルの額縁領域の幅（パネル額縁幅）とを示す。また、パネル法線に対する仮想的な視野面の角度θを、それぞれ、１５°、１８°、２０°に設定した時の、横筐体部３２の取り得る最大の厚さｔ３２を示している。

 

　表２からわかるように、実効カバー厚ｔ１が大きいほど、対応可能な額縁幅のサイズも大きくなり、また、視認されにくい範囲での横筺体部３２の厚さｔ３２も大きく設定することができる。

　次に、本出願人から得られる６０型の表示装置（型番：ＰＮ－Ｖ６０２）を用いて行った、横筺体部の厚さと視認されやすさとの関係、および、横筺体部の厚さと表示装置の耐衝撃性との関係についての実験の結果を説明する。

　実験に用いた表示装置のパネル額縁幅は約３．６ｍｍである。上記表２によると、パネル額縁幅が約３．６ｍｍのときには、実効カバー厚ｔ１が１０ｍｍ～１６ｍｍであることが好ましいことがわかる。以下には、実効カバー厚ｔ１が１０ｍｍの場合と１６ｍｍの場合とを例示する。なお、横筐体部（外側面）の色は黒としている。

　額縁の見え方の評価基準は、表示装置正面方向の２．１～２．４ｍ離れた位置から表示装置を見て、すべての位置で額縁が見えなかった場合を○、場所によっては見えなかった（気にならなかった）場合を△、いずれの位置でも額縁が見えやすかった場合を×とした。また、衝撃強度については、横筐体部をハンマーで打ちつけて、表示異常が発生しないかどうかを確認した。結果を下記の表３に示す。

 

　上記表３からわかるように、実効カバー厚ｔ１が１０ｍｍの場合は、水平方向の横筐体部の厚さ（筐体厚さ）ｔ３２が１．２ｍｍ以下でいずれの場所でも額縁が見えなくなり、１．４～１．８ｍｍの範囲では一部額縁が見える場所があったものの、気になるレベルではなかった。筐体厚さｔ３２が２．０ｍｍ以上の場合では、額縁が比較的視認されやすかった。

　また、実効カバー厚ｔ１が１６ｍｍの場合は、筐体厚さｔ３２が２．０ｍｍ以下でいずれの場所でも額縁が見えなくなり、２．２～２．８ｍｍの範囲では一部額縁が見える場所があったものの、気になるレベルではなかった。筐体厚さｔ３２が３．０ｍｍ以上の場合には、額縁が比較的視認されやすかった。

　衝撃強度については、実効カバー厚ｔ１にかかわらず、筺体厚さｔ３２が０．４ｍｍ以下の場合、表示に異常をきたすことがあった。衝撃強度を必要としない用途の場合には、もちろん、筐体厚さｔ３２を０．４ｍｍ以下に設定することもできる。

　ただし、横筐体部３２が極端に薄く形成されていると、筐体としての機能を果たさない可能性がある。このため、上記の横筐体部３２の厚さとしては、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。同様の理由から、横筐体部３２の外側面３２Ｓの少なくとも一部は、パネル法線に対してθ＝１．８°の角度をなしてレンズ面２２Ｓと接する面よりも外側に位置することが好ましい。この角度θで示される面よりも内側に横筐体部３２の外側面３２Ｓが存在する場合、横筐体部３２が薄すぎるので好ましくない。

　このように、適切な空間に横筐体部３２の外側面３２Ｓが配置されていれば、表示パネル１０を適切に保護しながら、使用者から視認されにくくすることができる。本実施形態の表示装置は、筐体３０を備えていることにより、表示パネル１０が塵や水にさらされるのを防止することができる。また、表示パネル１０に直接衝撃が加わるのを防止することもできる。

　次に、横筐体部３２の外側面３２Ｓについて説明する。横筐体部３２の視認性を低下させるためには、横筐体部３２の外側面３２Ｓにおける反射率や色味を適切に選択することが好ましい。なお、以下には、横筺体部３２が透光性を有しない材料から形成されている形態を説明するが、横筺体部３２が透光性を有する材料から形成されていてもよい。

　まず、横筐体部３２の外側面３２Ｓの色味については、無彩色が好ましい。ここで、無彩色とは、白、黒、または、任意の濃さの灰色を意味し、彩度が０の色である。

　次に、反射率については、下の表４に示すように、３０～７０％である場合に、使用者がより気にならなくなることが分かった。表４において、額縁が見えなかった場合を○、場所によっては見えなかった（気にならなかった）場合を△、額縁が見える場合を×で示している。

　この理由は、上記の反射率の場合では、図６に示すように、横筺体部３２の外側面３２Ｓを反射する光３９により、外側面３２Ｓが、周囲環境に適合した見栄えになるためであると考えられる。横筐体部３２の外側面３２Ｓが、白すぎたり、黒すぎたりする場合には、周囲環境と比較して目立ってしまうので、額縁として認識され易くなる。また、外側面３２Ｓの表面状態は、鏡面であっても散乱面であってもよいが、鏡面であった方が、若干額縁が目立たない印象が得られた。なお、下記の表４には、外側面３２Ｓが散乱面からなる場合の実験結果を示している。

 

　次に、図７を参照しながら、表示パネル１０の側面と横筐体部３２との間に、緩衝部材３３を配置する形態について説明する。

　筐体３０（横筺体部３２および底筺体部３４）を構成する材料は、硬い方が耐衝撃性が得られるので好ましい。具体的には、筐体３０は、アクリルやポリカーボネートなどの樹脂材料よりも、ステンレスやアルミニウム、マグネシウム合金などの硬い金属から形成されることがより好ましい。

　また、横筐体部３２と表示パネル１０の側面との間に、比較的柔らかい材料からなる緩衝部材３３を配置すると、耐衝撃性が向上することがわかった。上記と同様の表示装置に対して緩衝部材３３を設けた場合における衝撃試験の結果を下記の表５に示す。

　緩衝部材３３は、緩衝性の高いゲル材料を用いて形成されること好ましい。例えば、タイカ社から得られるαゲル（登録商標）や、エクシールコーポレーション社から得られる種々のウレタンゲルなどが使用できる。

　下記表５に示すように、緩衝部材３３の厚さｔ５を０．０５～０．３ｍｍまで変えて実験を行った。また、横筐体部３２はマグネシウム合金を用いて形成し、緩衝部材３３の厚さｔ５と横筐体部３２の厚さｔ６との合計は、０．４ｍｍで一定とした。表５から分かるように、０．１ｍｍ以上の厚さｔ５を有する緩衝部材３３を用いることが、衝撃強度を低下させるために好ましいことが確認された。

 

　以上に説明したように、実施形態１の表示装置においては、テレビジョンなどの固定型の表示装置において、表示パネルの額縁領域に対応するようにレンズ部が設けられ、かつ、パネル側面を覆う横筐体部が視認されにくい場所に設けられているので、表示装置を適切に保護しながら、額縁が存在しないかのような表示を使用者に提供することができる。

（実施形態２）
　以下、実施形態２の表示装置２００として、スマートフォンやタブレットＰＣなどのモバイル機器として用いられる比較的小型の携帯型（手持ち型）の表示装置を説明する。本実施形態の表示装置は、典型的には、対角１９インチ以下、より具体的には、１５インチ以下のサイズの表示パネルを備え、手に持って使用することが想定される。

　図８（ａ）および（ｂ）は、実施形態２の表示装置２００の構成を示す。表示装置２００の基本的な構造は実施形態１の表示装置１００と同じである。したがって、表示装置１００と同様の構成要素には同じ参照符号を付すとともに説明を省略する。

　表示装置２００では、図８（ｂ）に示すように、表示パネル１０と透光性カバー２０との間に、操作用のタッチパネル５０が配置されている。また、図８（ａ）に示すように、表示画面２８の周辺において、ハードキー５４が設けられている。

　なお、図８（ｂ）において、表示パネル１０の観察者側に配置されたアウトセル型のタッチパネル５０を示しているが、タッチパネル５０に代えて、オンセル型、インセル型のタッチパネルを用いても良いことは言うまでもない。インセル型のタッチパネルを用いる場合、表示パネル１０の内部においてタッチパネル構造が形成される。

　また、バックライト４０の背面側には、表示装置２００を駆動するための回路基板や電池（以下、まとめて電池部５２と呼ぶ）が配置されている。図示する形態において、筐体３０の底筐体部３４は、電池部５２を収容するように、表示装置２００の背面側の最外側に設けられているが、この構成に限られない。電池部５２は、表示パネル１０やバックライト４０を収容する筐体３０の外側において、別の筐体に収容された状態で、筐体３０と固定・接続されていても良い。

　本実施形態の表示装置２００は、手に保持した状態で使用されるので、表示装置と目との間の距離は、実施形態１のように視聴に適した距離に基づいて想定されるのではなく、むしろ、手に持って保持しやすい位置に基づいて想定される。また、表示パネル１０のサイズが比較的小さいので、使用者の網膜間の距離の影響を無視できないという点でも、実施形態１の表示装置１００と異なる。

　以下、表示装置２００における、横筐体部３２を設ける位置について説明する。

　表示装置２００を使用する場合には、実験の結果、少なくとも片目の位置から、表示装置の左右いずれかの額縁が見えなければ、額縁が無いように感じられることが確認された。一般に、スマートフォン等のモバイル機器を手に持って使用する場合には、視聴距離は１６０～３００ｍｍであることが多い。

　ここで、図９（ａ）に示すように、画面サイズＷを５５ｍｍ、瞳孔間距離（すなわち、右目ＥＲの中心と左目ＥＬの中心との間の距離）を６４ｍｍ（日本人男性の平均値）とした場合、視聴距離が１６０ｍｍの場合は、上記の仮想的な視野面を規定する角度θ＝２０．４゜であり、視聴距離が３００ｍｍの場合はθ＝１１．２である。

　下記表６に、視聴距離と、仮想的な視野面のなす角（視野角）θとの関係を示す。

 

　したがって、視聴距離を１６０～３００ｍｍであると想定すれば、上記サイズの表示装置２００においては、図９（ｂ）に示すように、透光性カバー２０のレンズ部２２のレンズ面２２Ｓに接する１１．２～２０．４゜傾いた接線ｌ１１．２～ｌ２０．４を越えないように横筺体部３２を設ければよい。これにより、少なくとも片目の位置から左右いずれかの額縁が見えることが無くなるので、装置の使用感として額縁の無いように感じることができる。

　以上のことからわかるように、横筺体部３２の外側面３２Ｓの最外位置を表す面を規定する角度θの角度範囲としては、もっとも好ましくは１１．２゜以下、好ましくは２０．４゜以下である。ただし、θ＝約２５゜以下であれば多少額縁として認識されるものの、気にならないレベルであることを確認している。したがって、本実施形態の表示装置２００においては、θ＝約２５°以下（ただし０°超）が好ましい範囲である。

　すなわち、本実施形態において、横筐体部３２の外側面３２Ｓは、レンズ部２２の外側端面２２Ｅと接しパネル法線方向に平行な面９４と、パネル面法線１０ｎに対して２５°以下の鋭角θをなしレンズ面２２Ｓと接する面９２（仮想的な視野面または第２の面）との間の空間に存在する。これとは逆に、θ＝２５°で規定される仮想的な視野面９２（接線ｌ２５で示される面）よりも外側に横筐体部３２の外側面３２Ｓが存在している場合、上記の一般的な距離から使用者が見たときに横筐体部３２の一部が見えやすい。

　ただし、より一般的には、表示装置の幅Ｗ１に応じて、横筐体部を設ける位置を設定することができる。以下、具体的に説明する。

　図１０は、図９（ａ）と同様に、使用者の右目ＥＲおよび左目ＥＬと、表示装置２００との位置関係を示している。図１０に示すように、右目ＥＲから表示装置２００の左端接点７０に向けて、一方の視線（仮想的な視野面）７２が規定される。また、左目ＥＬから表示装置２００の右端接点に向けて、他方の視線（仮想的な視野面）７４が規定される。

　ここで、他方の視線７４に平行でかつ左端接点７０を通る直線７８を引き、この直線７８と右目ＥＲおよび左目ＥＬを通る直線７６とが交わる点を交点Ｃ１とする。このとき、接点７０を頂点として、接点７０、右目ＥＲ、および交点Ｃ１を結ぶ二等辺三角形が規定される。この二等辺三角形の底辺ＥＲ－Ｃ１の長さは、６４＋Ｗ１（ｍｍ）で表わされる。

　また、接点７０から底辺ＥＲ－Ｃ１に対して垂直二等分線（すなわち、接点７０を通るパネル面法線）を引き、底辺ＥＲ－Ｃ１と交わる点を交点Ｃ２とする。上記の垂直二等分線と視線７２とが為す角度θは、視線７２の方向を規定する角度である。また、この垂直二等分線の長さは、視聴距離Ｌ１である。

　ここで、接点７０、右目ＥＲ、および交点Ｃ２を結ぶ直角三角形（頂角θ）を考えると、ｔａｎθ＝（６４＋Ｗ１）／２Ｌ１が成り立つことがわかる。

　したがって、表示パネルの幅を幅Ｗ１（ｍｍ）とするとき、θ＝ａｒｃｔａｎ（（６４＋Ｗ１）／２Ｌ１）で表わされる鋭角θより内側に横筐体部の外側面が位置することが、額縁を視認されにくくするために好ましい条件となる。ここで、本実施形態において、一般的な使用時の距離は１６０≦Ｌ１≦３００であるので、上記式において１６０≦Ｌ１≦３００の条件で規定されるθの範囲に設定することが好ましい。また、右目ＥＲと左目ＥＬとの間の距離をＥｄ（ただし、５６≦Ｅｄ≦７５）とすると、上記式は、θ＝ａｒｃｔａｎ（（Ｅｄ＋Ｗ１）／２Ｌ１）と書き直すことができる。

　次に、横筐体部３２の厚さについて説明する。筺体３０として機能するために、横筐体部３２は、ある程度の厚さや剛性を有していることが好ましい。本実施形態においても、実施形態１と同様に、液晶層１３の延長線（水平方向）上で、横筺体部３２がどの程度の厚さを有していることが好ましいかを、シミュレーションにより確認した。

　なお、図１１に示す実効カバー厚ｔ１が、額縁幅の２．７～４．６倍であることが好ましいことは前述の通りである（ただし、カバー材料がアクリル樹脂など、屈折率が１．５に近い場合）。本実施形態において、実効カバー厚ｔ１は、透光性カバー２０自体の厚さｔ２に、対向基板１１の厚さｔ４と、光学フィルムの厚さｔ３と、タッチパネルの厚さｔ７とを加算することによって求めることができる。なお、一般的な光学フィルムの厚さｔ３は０．１ｍｍ程度であり、対向基板の厚さｔ４は０．３ｍｍ程度であり、タッチパネル５０の厚さｔ７は０．５ｍｍ程度である。

　下記表７には、実効カバー厚（カバー厚）ｔ１と、この厚さｔ１に対応する表示パネルの額縁領域の幅（パネル額縁幅）とを示す。また、パネル法線に対する仮想的な視野面の角度θを、それぞれ、１１．２°、２０．４°、２５°に設定した時の、横筐体部３２の取り得る最大の厚さｔ３２を示している。

 

　次に、実施形態１と同様に、スマートフォン向けの４．５型の表示装置（液晶モジュール）を用いて行った、横筺体部の厚さと視認されやすさとの関係、および、横筺体部の厚さと表示装置の耐衝撃性との関係についての実験の結果を説明する。

　実験に用いた表示装置のパネル額縁幅は、約１．０ｍｍである。上記表７によると、パネル額縁幅が約１．０ｍｍのときには、実効カバー厚ｔ１が３ｍｍ～４．５ｍｍであることが好ましいことがわかる。以下では、実効カバー厚ｔ１が３ｍｍの場合と４．５ｍｍの場合とを例示する。なお、横筐体部（外側面）の色は黒としている。

　額縁の見え方の評価基準は、表示装置を顔から１６０～３００ｍｍ離れた位置に保持して見て、すべての位置で額縁が見えなかった場合を○、場所によっては見えなかった（気にならなかった）場合を△、いずれの位置でも額縁が見えやすかった場合を×とした。また、衝撃強度については、表示装置を１ｍの高さから落下させて、表示異常が発生しないかどうか確認した。結果を下記の表８に示す。

　上記表８からわかるように、実効カバー厚が３ｍｍの場合は、水平方向の横筐体部の厚さ（筐体厚さ）ｔ３２が０．３ｍｍ以下でいずれの場所でも額縁が見えなくなり、０．４～０．７ｍｍの範囲では一部額縁が見える場所があったものの、気になるレベルではなかった。筐体厚さｔ３２が０．８ｍｍ以上の場合には、額縁が比較的視認されやすかった。

　また、実効カバー厚ｔ１が４．５ｍｍの場合は、筐体厚さｔ３２が０．４ｍｍ以下でいずれの場所でも額縁が見えなくなり、０．５～１．０ｍｍの範囲では一部額縁が見える場所があったものの、気になるレベルではなかった。筐体厚さｔ３２が１．１ｍｍ以上の場合には、額縁が比較的視認されやすかった。

　衝撃強度については、カバー厚ｔ１にかかわらず、筺体厚さｔ３２が０．２ｍｍ以下の場合、表示に異常をきたすことがあった。衝撃強度を必要としない用途の場合には、もちろん、筐体厚さｔ３２を０．２ｍｍ以下に設定することもできる。

　ただし、横筐体部３２が極端に薄く形成されていると、筐体３０としての機能を果たさない可能性がある。このため、上記の横筐体部３２の厚さとしては、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。同様の理由から、横筐体部３２の外側面３２Ｓは、パネル法線に対してθ＝６．２°の角度をなしレンズ面と接する面よりも外側に位置することが好ましい。この角度θで示される面よりも内側に横筐体部３２の外側面３２Ｓが存在する場合、横筐体部３２が薄すぎるので好ましくない。

　以上に説明したように、実施形態２の表示装置においては、スマートフォンなどの携帯型の表示装置において、額縁に対応するようにレンズ部が設けられ、かつ、パネル側面を覆う横筐体部が視認されにくい場所に設けられているので、表示装置を適切に保護しながら、額縁が存在しないかのような表示を使用者に提供することができる。

　なお、図８（ａ）に示したように、表示装置２００の上辺および左右２辺において額縁が狭く、下の辺においては、ハードキー５４を配置する関係で額縁が大きい場合もある。この場合、ハードキー５４が配置される領域では、表示装置の周縁まで表示領域を拡大することはなく、額縁を視認しにくくする必要もない。このため、表示装置２００に設けられる透光性カバー２０は、上記狭額縁の３辺に対応して曲面状のレンズ部２２を有し、下辺の額縁に対してはレンズ部を有していなくても良い。もちろん、デザイン等の要請から、透光性カバーを表示装置の下辺端まで覆うように設けるとともに、下辺に沿って曲面を設けてもよい。また、横筐体部３２も、上記狭額縁の３辺においてのみ、視認されにくい位置に配置されていてもよい。

　また、上記には平面矩形状の表示装置を説明したが、平面円形上、楕円形状、多角形状など、種々の形状の表示装置に適用し得る。

　本発明は、テレビジョンやスマートフォン等の種々の表示装置において広く利用される。

　１０　表示パネル
　２０　透光性カバー
　２２　レンズ部
　２４　平板部
　３０　筐体
　３２　横筐体部
　３４　底筐体部
　４０　バックライト
　９２　仮想的な視野面（第２の面）
　９４　レンズ端垂直面（第１の面）
　１００、２００　表示装置

Claims (15)

1. 　表示領域と前記表示領域の外側に設けられた額縁領域とを有する表示パネルと、
   　前記表示パネルの観察者側に配置された透光性カバーであって、前記表示パネルの前記額縁領域と前記表示領域との境界に対応する位置に配置されたレンズ部を有する透光性カバーと、
   　前記表示パネルの側面に対向するように配置された横筐体部を有する筐体と
   　を備える表示装置であって、
   　前記横筐体部の外側面が、前記表示パネルのパネル面法線に平行でかつ前記透光性カバーの前記レンズ部の外側端面と接する第１の面と、前記パネル面法線に対して２５°以下の鋭角θをなしかつ前記レンズ部の表面と接する第２の面との間の空間に存在している、表示装置。
2. 　前記表示パネルのサイズは対角１９インチ以下であり、前記鋭角θが２０．４°以下である、請求項１に記載の表示装置。
3. 　前記鋭角θが１１．２°以下である、請求項２に記載の表示装置。
4. 　前記表示パネルのサイズは対角１９インチ以上であり、前記鋭角θが２０°以下である、請求項１に記載の表示装置。
5. 　前記鋭角θが１８°以下である請求項４に記載の表示装置。
6. 　前記鋭角θが１５°以下である請求項５に記載の表示装置。
7. 　前記鋭角θは、１．８°以上である、請求項１から６のいずれかに記載の表示装置。
8. 　横筐体部の厚さは、０．１ｍｍ以上である、請求項１から７のいずれかに記載の表示装置。
9. 　前記表示パネルの表示媒体表面から前記透光性カバーの表面までの距離が、前記額縁領域の幅の２．７倍以上４．６倍以下に設定されている、請求項１から８のいずれかに記載の表示装置。
10. 　前記横筐体部の外側面の主面が、前記第１の面に対して鋭角の先端角θ２をなすように形成されており、前記先端角θ２は、２５°以下である請求項１から９のいずれかに記載の表示装置。
11. 　前記横筐体部の外側面の反射率が３０～７０％である請求項１から１０のいずれかに記載の表示装置。
12. 　前記横筐体部の前記外側面は無彩色である、請求項１から１１のいずれかに記載の表示装置。
13. 　前記横筐体部の外側面と、前記表示パネルの前記側面との間に設けられた緩衝部材をさらに備える請求項１から１２のいずれかに記載の表示装置。
14. 　前記緩衝部材は、ゲル材料からなる、請求項１３に記載の表示装置。
15. 　表示領域と前記表示領域の外側に設けられた額縁領域とを有する表示パネルと、
    　前記表示パネルの観察者側に配置された透光性カバーであって、前記表示パネルの前記額縁領域と前記表示領域との境界に対応する位置に配置されたレンズ部を有する透光性カバーと、
    　前記表示パネルの側面に対向するように配置された横筐体部を有する筐体と
    　を備える表示装置であって、
    　前記横筐体部の外側面は、前記表示パネルのパネル面法線に平行でかつ前記透光性カバーの前記レンズ部の外側端面と接する第１の面と、前記パネル面法線に対して鋭角θをなしかつ前記レンズ部の表面と接する第２の面との間の空間に存在しており、
    　前記表示パネルの幅がＷ１ｍｍであるとき、前記鋭角θが下記の式を満足する、表示装置。
    　θ＝ａｒｃｔａｎ（（Ｅｄ＋Ｗ１）／２Ｌ）　　　ただし、１６０≦Ｌ≦３００、かつ、５６≦Ｅｄ≦７５

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