DE69216788T2 - Anzeigevorrichtung mit elektrolumineszenter Beleuchtung - Google Patents
Anzeigevorrichtung mit elektrolumineszenter BeleuchtungInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung, in welcher eine Anzeigemarkierung durch Lichtemission von der Hinterseite beleuchtet wird, und insbesondere betrifft sie eine Anzeigevorrichtung, die geeignet ist zur Verwendung als Instrumententafel für ein Anzeigeinstrument.
- Zum Beispiel in einer Automobilanzeige sind Anzeigemarkierungen, wie Skalen oder numerische Figuren, die auf die Vorderseite einer Instrumententafel gedruckt sind, deutlich während der Nacht oder in dunkler Umgebung zu sehen. Insbesondere wird ein lichtdurchlässiges Substrat für die Instrumententafel benutzt und es ist so geformt, daß eine Anzeigemarkierung in Form einer negativen Anzeige (die Anzeigemarkierung erscheint hell) oder eine positive (Gegensatz von Negativ) Anzeige und ein Beleuchtungsglied, das Lampen enthält, an der Rückseite der Instrumententafel angeordnet sind (siehe beispielsweise US- Patente Nrn. 4,878,387 und 5,047,761).
- Bei der oben erwähnten Anzeige ist die Helligkeit der Anzeigemarkierung nicht gleichmäßig je nach dem Unterschied im Abstand vom Beleuchtungsglied, und sie ist schwierig zu sehen. Weiter muß im Hinblick auf die Wärmeerzeugung durch das Beleuchtungsglied ein teures wärmebeständiges Material für das Gehäuse verwendet werden, welches die Anzeige enthält. Da weiterhin ein Spalt zwischen dem Beleuchtungsglied und dem Gehäuse groß sein muß im Hinblick auf die Wärmeerzeugung durch das Beleuchtungsglied wird die Größe des Gehäuses erhöht.
- Als Gegenmaßnahme um solche Probleme zu überwinden, wird eine elektrolumineszente Lampenplatte (im folgenden als "EL" bezeichnet) manchmal an der Rückseite der Instrumententafel angeordnet (siehe beispielsweise US-Patent Nr. 5,036,249 und das japanische offengelegte Gebrauchsmuster Sho 62-40518 und Sho 62-124510).
- Die vorstehenden Probleme können gelöst werden, indem man EL für die Beleuchtung der Ziffernscheibe bzw. der Instrumententafel benutzt. Wenn jedoch EL auf der Hinterseite der Instrumenmtentafel ist, muß die Stellung zwischen EL und der Instrumententafel genau ausgerichtet sein, damit eine zufriedenstellende Beleuchtung der Anzeigenmarkierung auf der Instrumenmtentafel durch EL- Emission erfolgt. Da außerdem EL dünn ist und leicht durch Biegen verzerrt wird, muß EL von der umgebenden Atmosphäre, wie äußeren Vibrationen geschützt werden, und es wurde beispielsweise ein starrer Rahmen an der Rückseite von EL befestigt. Demgemäß wird der Zusammenbau zwischen der Instrumententafel und EL oder der Instrumententafel, EL und dem hinteren Rahmen zu kompliziert und macht die Produktion mühevoll.
- Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Überwindung des vorstehenden Problems und die Bereitstellung einer Anzeigevorrichtung, die mit EL integriert ist und insbesondere einer Anzeigevorrichtung, die sich zur Verwendung als Ziffernscheibe bzw. Instrumententafel zur Anwendung in einer Anzeigevorrichtung eignet.
- In der vorliegenden Erfindung ist EL auf der Hinterseite eines lichtdurchlässigen Substrats aufgedruckt. Die Vorderseite des Substrats und die rückseitige Fläche des EL sind mit einem feuchtigkeitsdichten Film bedeckt, um EL zu isolieren und vor der umgebenden Atmosphäre zur schützen, oder das Substrat und EL sind vollständig bedeckt, und eine Anzeigemarkierung ist auf die Oberfläche des feuchtigkeitsdichten Films gedruckt.
- In der vorliegenden Erfindung ist EL auf die Rückseite eines lichtdurchlässigen Substrats aufgedruckt, das eine Anzeigemarkierung auf seiner Oberfläche aufgedruckt hat, wobei die Vorderseite des Substrats und die Rückseite der EL mit einem feuchtigkeitsdichten Film bedeckt sind, um EL zu isolieren und vor der umgebenden Atmosphäre zu schützen, oder das Substrat und EL sind vollständig bedeckt.
- In der vorliegenden Erfindung werden eine lichtdurchlässige vordere Elektrode, eine Lichtemissionsschicht und eine hintere Elektrode nacheinander auf die Rückseite des lichtdurchlässigen Substrats gedruckt, das eine Anzeigemarkierung auf der Vorderseite hat, und eine Isolationsschicht zum Isolieren und Schutz der vorderen Elektrode, der Lichtemissionsschicht und der hinteren Elektrode vor der umgebenden Atmosphäre ist auf der Rückseite des Substrats gebildet, und insbesondere ist die Isolationsschicht durch Drucken eines isolierenden Materials gebildet.
- Die japanische Patentanmeldung JP 880038067 (Publikationsnr. JP 1213988) zeigt ein elektrolumineszentes Element, das eine verbesserte feuchtigkeitsfeste Dichtung hat, welche einen Vliesstoff (bwz. ungewobenes Gewebe) umfaßt, der ein feuchtigkeitsdichtes Wachs trägt. Das Gewebe ist um das Element gewickelt, und die Vorrichtung ist mit einem haftenden Dichtungsmittel abgedichtet.
- Die japanische Patentanmeldung Nr. JP 870332782 (Publikationsnr. JP 1171994) zeigt eine Anzeigetafel, die eine elektrolumineszente Anzeige hat. Die Vorderseite der Anzeigetafel ist durchsichtig oder durchscheinend, so daß die Schrift auf der Vorderseite durch die elektrolumineszente Anzeige beleuchtet ist.
- Die europäische Patentanmeldung Nr.0 357 443 zeigt eine elektrolumineszente Vorrichtung, die hergestellt ist durch Bildung einer gedruckten dielektrischen Schicht und einer gedruckten Phosphorschicht zwischen geeigneten leitfähigen Schichten, vorzugsweise unter Verwendung eines UV-härtbaren Binders, der die Feuchtigkeitsempfindlichkeit der Vorrichtung verringert.
- Die europäische Patentanmeldung Nr.0 432 930 zeigt eine elektrolumineszente Anzeigetafel, welche transparente und Grundelektroden enthält mit dielektrischen und phosphoreszierenden Schichten dazwischen und einer Isolationsschicht hinter der Grundschicht. Eine Feuchtigkeitssperrschicht ist ebenfalls auf der Rückseite der Tafel vorgesehen. Die phosphoreszierende Schicht kann Phosphorteilchen umfassen, die eine geätzte Oberfläche haben, was die Helligkeit der Vorrichtung verbessert.
- Figur 1 ist eine teilweise abgeschnittene perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Anzeigevorrichtung;
- Figur 2 ist eine Querschnittsansicht für einen Teil, der oben beschriebenen Ausführungsform;
- Figur 3 ist eine Querschnittsansicht für einen Teil einer zweiten Ausführungsform einer Anzeigevorrichtung;
- Figur 4 ist eine Querschnittsansicht für einen Teil einer dritten Ausführungsform einer Anzeigevorrichtung;
- Figur 5 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung;
- Figur 6 ist eine Querschnittsansicht für einen Teil der oben beschriebenen Ausführungsform; und
- Figur 7 ist eine rückseitige Ansicht in einem Zustand, worin eine vordere Elektrode und eine Sammelschiene auf dem Substrat der oben beschriebenen Ausführungsform gebildet sind.
- Figuren 1 und 2 zeigen eine erste Ausführungsform einer Anzeigevorrichtung, bei welcher EL 2 auf der Rückseite eines lichtdurchlässigen Substrats 1 aufgedruckt ist, und EL 2 ist gebildet durch Laminieren, auf der Rückseite des Substrats 1, einer feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht (Sumicagel, Nylon oder dergleichen) 21, einer lichtdurchlässigen vorderen Elektrode (Beschichtungstyp ITO) 22, einer Lichtemissionsschicht 23, einer Isolationsschicht 24, einer reflektierenden schwarzen Elektrode (Ag-Folie) 25 und einer feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht 26, und zwar nacheinander (Sumicagel, Nylon und ITO sind eingetragene Warenzeichen). Dann werden die vordere Oberfläche des Substrats 1 und die Rückseite von EL 2 mit einem feuchtigkeitsdichten Film 3 bedeckt, um EL 2 zu isolieren und vor der umgebenden Atmosphäre zu schützen. Anschlüsse (Leitungen) 22a, 25a für die Elektroden 22, 25 liegen frei zur Außenseite des feuchtigkeitsdichten Films 3, wobei der Umfang bzw. die Außenfläche des feuchtigkeitsdichten Films 3 abgedichtet ist und eine Anzeigemarkierung 4 in negativer Anordnung auf die vordere Oberfläche des feuchtigkeitsdichten Films auf der Seite der vorderen Oberfläche des Substrats 1 aufgedruckt ist.
- Figur 3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Anzeigevorrichtung, worin der feuchtigkeitsdichte Film 3 in der ersten Ausführungsform das Substrat 1 und EL 2 vollständig abdeckt, und eine Anzeigemarkierung 4 auf die Oberfläche des feuchtigkeitsdichten Films 3 gedruckt ist.
- Figur 4 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Anzeigevorrichtung, wobei eine Anzeigemarkierung 4 vorher auf die vordere Seite des lichtdurchlässigen Substrats 1 gedruckt ist und EL 2 von der gleichen Zusammensetzung, wie in der ersten oder zweiten Ausführungsform, auf die Rückseite des Substrats 1 gedruckt ist, und das Substrat 1 und EL 2 vollständig von einem feuchtigkeitsdichten Film 3 abgedeckt sind zur Isolierung und zum Schutz von EL 2 vor der umgebenen Atmosphäre wie in der zweiten Ausführungsform. In der dritten Ausführungsform kann der feuchtigkeitsdichte Film 3 die vordere Oberfläche des Substrats 1 und die Rückseite von EL 2 abdecken, wie in der ersten Ausführungsform.
- Gemäß den ersten bis dritten Ausführungsformen emittiert die Lichtemissionsschicht 23 Licht durch Anlegen einer vorbestimmten Spannung an jeden der Anschlüsse 22a, 25a für die Elektroden 22, 25, und die Lichtemission beleuchtet die Anzeigemarkierung 4 von der Rückseite.
- Dann kann gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform eine Ziffernscheibe, die mit EL 2 integriert ist, erhalten werden. Demgemäß kann die Herstellung einer Ziffernscheibe vereinfacht werden im Vergleich mit dem Stand der Technik (Herstellung von EL als unabhängiges Teil und seine Befestigung an eine Ziffernscheibe).
- Die Figuren 5, 6 und 7 zeigen eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, wobei eine Ziffernscheibe 51 durch aufeinanderfolgendes Drucken auf der Rückseite eines lichtdurchlässigen Substrats 52 gebildet wird und zwar einer lichtdurchlässigen vorderen Elektrode (Beschichtungtyp ITO) 53, einer Lichtemissionsschicht 54, einer hinteren Elektrode 55, gefolgt von Trocknen und weiter Bilden einer Isolierschicht und dann Bedrucken und Trocknen einer Anzeigemarkierung 57, welche die Laufgeschwindigkeit und den restlichen Kraftstoff der Vorderseite des Substrats 52 zeigt, in welcher eine Elektrode 53, eine Lichtemissionsschicht 54, eine Elektrode 55 und eine Isolationsschicht 56 EL 2 (siehe Figuren 1 bis 4) der ersten bis dritten Ausführungsform entsprechen.
- Das Substrat 52 ist eine Platte (von etwa 1,5 mm Dicke) aus Kunststoff, beispielsweise Polycarbonat, wie die derzeitigen Ziffernscheiben für den Anzeiger und im Falle der Anzeige einer Anzeigemarkierung 57 in negativer Form, kann sie erhalten werden durch Drucken der Anzeigemarkierung 57 mit einer weißen oder ähnlichen anderen lichtdurchlässigen Farbe und durch Drucken von anderen Teilen mit einer lichtundurchlässigen Farbe von schwarz oder einer ähnlichen Farbe, und eine positive Anzeige wird durch entgegengesetzte Arbeitsweisen erhalten. Bei dieser Ausführungsform wird eine negative Anzeigemarkierung 57 durch die gleichen Druckmittel wie für bestehende Ziffernscheiben gebildet durch Drucken der Anzeigemarkierung 57 mit einer weißen Farbe 57a, während der andere Teil mit einer schwarzen Farbe 57b bedruckt wird.
- Die vordere Elektrode 53 ist gebildet durch Herstellung eines lichtdurchlässigen leitfähigen Materials, indem man ein Metalloxid, das Indiumoxid umfaßt, welches Zinn enthält, knetet und ein Dispergiermittel adsorbiert, das aus einem anionischen oberflächenaktiven Mittel und einem Binderharz, das Vinylacetatharz enthält, zusammengesetzt ist und eine Viskosität durch ein Lösungsmittel, das Butylcellosolveacetat enthält, einstellt und das leitfähige Material in einer Form, welche der Anzeigemarkierung 57 entspricht (etwa 5 µm Dicke) druckt und trocknet. Eine Sammelschiene 58, die ein Material mit geringem Widerstand aus einer Silberpaste enthält, wird durch Drucken und Trocknen gebildet, so daß sie nicht der Anzeigemarkierung 57 an der Außenfläche bzw. am Umfang der vorderen Elektrode 53 gegenübersteht, und ein Teil einer Sammelschiene 58 wird zum Ende an der Rückseite des Substrats 52 als Anschluß 59 geführt (etwa 5 µm Dicke).
- Die Lichtemissionsschicht 54 wird gebildet, indem man eine fluoreszierende Paste verwendet, die hergestellt ist durch Dispergieren eines fluoreszierenden Materials, das eine Matrix von Zinksulfid, gemischt mit einem Kupferaktivator und nach Erfordernis einem Chloraktivator in einem hitzehärtenden Epoxyharz von geringer Wasserabsorption hat und Drucken und Trocknen desselben in praktisch der gleichen Form (identisch oder etwas größer) wie die der Elektrode 53 (etwa 40 µm Dicke).
- Die hintere Elektrode 55 wird gebildet durch Drucken und Trocknen eines reflektierenden leitfähigen Materials aus einer Silberpaste, so daß sie der vorderen Elektrode 53 mittels einer Lichtemissionsschicht 54 gegenübersteht, gefolgt von Trocknen und ein Teil der hinteren Elektrode 55 wird zum Ende der Hinterseite des Substrats 52 als Anschluß 60 herausgeführt (etwa 10 µm Dicke). Dann emittiert die Lichtemissionsschicht 54 Licht durch Anlegen einer vorbestimmten Spannung zwischen den Anschlüssen 59 und 60, d.h. zwischen den Elektroden 53 und 55, und das Licht beleuchtet die Anzeigemarkierung 57 auf der Rückseite. Es ist ersichtlich, daß die Elektroden 53, 55 und die Anschlüsse 59 und 60 mit solcher Sorgfalt entworfen und ausgebildet sein müssen, daß sie keinen Kurzschluß zwischen jedem von ihnen bilden.
- Eine Isolationsschicht 56 dient dazu, die vordere Elektrode 53, die Emissionsschicht 54 und die hintere Elektrode 55 vor der umgebenden Atmosphäre, wie Feuchtigkeit oder Stoßschock zu schützen, die ausgebildet sein kann durch Aufbringen eines Isolationsmaterials mit hohem Molekulargewicht, wie einer dünnen Nylonfolie oder einem Polyethylennaphthalatfilm, auf die Rückseite des Substrats 52 mit Ausnahme der Anschlüsse 59, 60. Wie in den Figuren 5 und 6 gezeigt, können, wenn ein hitzehärtendes polymres Material, wie ein Epoxyharz mit einem Abstandsmaterial von Glaskügelchen, durch Drucken und Trocknen als Isoliermaterial gebildet wird (etwa 15 µm Dicke), die vollständige Dicke und das Gewicht der Zifferntafel vermindert werden gegenüber dem Fall der Verwendung des Isoliermatenals, und das gesamte Teil einschließlich der vorderen Elektrode 53, und der Isolationsschicht 56 kann durch Drucken gebildet werden und demgemäß kann die Produktionsstufe mehr vereinfacht werden als im Fall der Verwendung des Isoliermaterlais.
- Obwohl nicht gezeigt, ist es wirksam zur Verbesserung des Lichtemissionsverhaltens der Emissionsschicht 54, wenn, falls nötig, eine dielektrische Schicht dazwischengelegt wird (entsprechend der Isolierschicht 24 in der ersten bis dritten Ausführungsform, die in den Figuren 1 bis 4 gezeigt sind) und zwar zwischen den Elektroden 53 und 55. Eine solche dielektrische Schicht wird gebildet durch Drucken einer dielektrischen Paste, die hergestellt ist durch Dispergieren eines dielektrischen Materials aus Bariumtitanat in einem hitzehärtenden Epoxyharz von geringer Wasserabsorption und Trocknen desselben (etwa 40 µm Dicke).
- Die Bezugszahl 61 in Figur 7 bezeichnet eine Ausrichtungsmarkierung, die gleichzeitig mit dem Druck der vorderen Elektrode 53 mit dem identischen Material gedruckt wird, und sie ist auf der Rückseite des Substrats 52 angeordnet und steht der Anzeigemarkierung 57 nicht entgegen, und die Anzeigemarkierung 57 wird auf der vorderen Oberfläche des Substrats 52 gebildet durch Ausrichten einer Druckmaske (nicht gezeigt), die ein Muster für die Anzeigemarkierung 57 als Bezugnahme hat.
- Weiter kann ein Anzeigenglied, das auf der Rückseite der Ziffernscheibe 51 angeordnet ist, beleuchtet werden, indem man die vordere Elektrode 53 bis zur hinteren Elektrode 55 größer macht als die Anzeigemarkierung 57 und die hintere Elektrode 55 lichtdurchlässig macht.
- Eine Ziffernscheibe mit dem vorstehenden Aufbau ist auf einer Anzeigevorrichtung (nicht gezeigt) angeordnet, und die Anschlüsse 59 und 60 sind mit einem Schalter (nicht gezeigt) mit einem Antriebsstromkreis (nicht gezeigt) verbunden. Wenn dann der Schalter während der Nacht oder in einer dunklen Umgebung "EIN" geschaltet wird, emittiert die Lichtemissionsschicht 54 Licht, um die Anzeigemarkierung 57 hell zu beleuchten.
- In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Ziffernscheibe erhalten werden, die mit EL integriert ist. Demgemäß kann die Herstellung vereinfacht werden im Vergleich mit dem Stand der Technik, wobei EL als unabhängiges Teil hergestellt wurde.
- Da weiter die vordere Elektrode 53 und die folgenden Teile auf der Rückseite des Substrats 52 für die Ziffernscheibe 51 gebildet werden, ist es möglich, die Emissionswirksamkeit zu verbessern, während der Abfall der Emission durch die Emissionsschicht 54 unterdrückt wird, und die Helligkeit der Anzeigemarkierung 57 verbessert wird unter Anlegen einer identischen Spannung, verglichen mit dem Fall der ersten bis dritten Ausführungsform.
- Wenn weiter die Isolationsschicht 56 zum Isolieren und Schutz der vorderen Elektrode 53, der Lichtemissionsschicht 54 und der hinteren Elektrode 55 vor der umgebenden Atmosphäre auf der Rückseite des Substrats 52 der Isolierschicht 56 gedruckt ist, können die gesamte Dicke und das Gewicht der Ziffernscheibe 51 vermindert werden und der gesamte Teil, einschließlich der vorderen Elektrode 53 bis zur Isolationsschicht 56, kann durch Drucken gebildet werden und demgemäß kann die Herstellungsstufe vereinfacht werden.
- Die vorliegende Erfindung ist zusätzlich auch auf jede der oben erwähnten Ausführungsformen anwendbar, um Teile, wie Hinweisscheiben, die einen Notausgang anzeigen, oder eine dekorative Anzeigetafel zu zeigen. Weiter ist ersichtlich, daß die verwendeten Materialien verschiedenartig gewählt werden können und die Farbe der Lichtemission gegebenenfalls je nach dem Material der Lichtemissionsschichten 23, 54 ausgewählt werden kann.
- Wenn weiterhin die hintere Elektrode 25, 55 aus dem gleichen lichtdurchlässigen Material hergestellt ist, wie das für die vorderen Elektroden 22, 53, wird Licht, das von dem Lichtemissionsschichten 23, 54 emittiert wird, auch nach hinten strahlen, und beispielsweise ein Zähler (nicht gezeigt) kann ebenfalls beleuchtet werden.
- In der vorliegenden Erfindung, einschließlich jeder der vorstehenden Ausführungsformen, können verschiedene geeignete Druckmethoden für das "Drucken" benutzt werden, wie Siebdruck, und sie umfaßt auch eine Filmbeschichtungsmethode, wie Walzenbeschichtung.
Claims (10)
1. Elektrolumineszente Anzeigevorrichtung (51) umfassend:
ein lichtdurchlässiges Substrat (52) mit einer Anzeigemarkierung (57) auf
der Vorderseite davon, und
eine lichtdurchlässige Elektrode (53), eine Lichtemissionsschicht (54), eine
Basiselektrode (55) und eine Isolationsschicht (56), die nacheinander auf
der Rückseite dieses lichtdurchlässigen Substrats (52) gebildet sind,
wobei die Anzeigevorrichtung (51) dadurch gekennzeichnet ist, daß
(i) die lichtdurchlässige Elektrode (53), die Lichtemissionsschicht (54),
die Basiselektrode (55) und die Isolationsschicht (56) durch
Drukken gebildet sind, und
(ii) die Isolationsschicht (56) diese lichtdurchlässige Elektrode (53), die
Lichtemissionsschicht (54) und die Basiselektrode (55) isoliert und
den Feuchtigkeitszutritt in diese Vorrichtung verhindert.
2. Anzeigevorrichtung (51) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Anzeigemarkierung (57) von hinten beleuchtet ist durch Anlegen einer
Spannung zwischen der Basiselektrode (55) und der lichtdurchlässigen
Elektrode (53).
3. Anzeigevorrichtung (51) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die lichtdurchlässige Elektrode (53) in einer Form ist, welche der
Anzeigemarkierung (57) entspricht.
4. Anzeigevorrichtung (51) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Isolationsschicht (56) gebildet ist durch Aufbringen
eines Isolationsmaterials in flüssiger Form.
5. Anzeigevorrichtung (51) nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtemissionsschicht (54) praktisch die
gleiche Form hat wie die lichtdurchlässige Elektrode (53).
6. Anzeigevorrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsschicht (56) ein hitzehärtendes
polymeres Material umfaßt, welches ein Abstandsmaterial aus
Glaskügelchen einbezogen hat.
7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
hitzehärtende polymere Material ein Epoxyharz ist.
8. Anzeigevorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Isolationsschicht (56) ein Material von hohem
Molekulargewicht umfaßt.
9. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Material von hohem Molekulargewicht Nylon ist.
10. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
Material von hohem Molekulargewicht Polyethylennaphthalat ist.
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