JP2005258446A - Ｍｖａ型液晶表示器 - Google Patents

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Abstract

【課題】 従来のＭＶＡ型液晶表示器の視角範囲に限界があり、全視角を達成することができない課題を解決するＭＶＡ型液晶表示器を提供する。
【解決手段】 第１基板、第２基板、第１基板と第２基板との間に位置する液晶層からなるＭＶＡ型液晶表示器を提供する。このうち、第１基板上にはストライプ状に配列された複数の放射状突起からなる複数の第１突起が設けられている。第２基板上には、ストライプ状の突起であり、上記複数の第１突起と交錯して配置された複数の第２突起が設けられている。第１基板上にストライプ状に配列された放射状突起が設けられているので、液晶表示器における液晶分子により多くのチルト方向を持たせ、液晶表示器の視角範囲を増大させることができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は広視角液晶表示器に関し、特にＭＶＡ型液晶表示器に関する。
現在の液晶表示器はまさに表示量の増大、高輝度、高コントラスト、広視角、大画面及びフルカラー化に向けて発展している。然しながら、液晶表示器は視角範囲の狭小と、価格が割高であるという問題を抱えているので、いかにして視角の範囲を増大するか、が目下改善が急がれる課題の一つとなっている。現在、既に多くの、ＭＶＡ型液晶表示器、ＩＰＳ（In-Plane-Switching、横電界）型液晶表示器及びＦＦＳ（Fringe Field Switching）型液晶表示器などを含む広視角液晶表示器の企画が出されている。このうち、ＭＶＡ型液晶表示器は表示用の液晶をたくさんの領域に区画し、液晶分子を多方向に傾斜させることによって、液晶表示器の視角範囲を増大させる。
図１は従来のＭＶＡ型液晶表示器における一画素の平面図である。図１に示すように、基板上（図示せず）に走査線１０２、データ線１０４、薄膜トランジスタ１２０及び画素電極１１２が設けられている。このうち、薄膜トランジスタ１２０は、ゲート１０６と、チャネル層１０８と、ソース／ドレイン１１０ａ／１１０ｂとを備え、ゲート１０６は走査線１０２と電気的に接続されており、ソース１１０ａはデータ線１０４と電気的に接続されており、ドレイン１１０ｂはコンタクトホール１１６を通して画素電極１１２と電気的接続をする。
特に、液晶表示器の視角を増大させるために、通常は画素電極１１２において複数のスリット１１４を形成し、またカラーフィルタを有する別の基板（図示せず）上には複数のストライプ状突起１１８（Protrusion）が配置される。又は、画素電極１１２上に複数のストライプ状突起１１８を設け、且つカラーフィルタを有する他方の基板上の電極膜（図示せず）において複数のスリット１１４を形成する。このようにして、スリット１１４と突起１１８とを組合せることにより、両基板の間に配置された液晶分子を多方向にチルトさせ、液晶表示器の視角範囲を増大する目的を果たす。
上記ＭＶＡ型液晶表示器は突起１１８とスリット１１４の設計によりその視角範囲を増大させることができ、左右上下に良好な視角パフォーマンスを得る事ができる。然しながら、このような液晶表示器において液晶分子は、主に四つの特定方向にチルトするので、その他の角度から該液晶表示器を見た場合、特に表示器の右上、右下、左上、左下から見ると、その視角パフォーマンスは左右方向の視角パフォーマンスに及ばない。従って、上記のＭＶＡ型液晶表示器は広視角液晶表示器の一つのタイプではあるが、後続する発展には上記問題による限界がある。従って、更に多くの液晶チルト方向を有するＭＶＡ型液晶表示器を開発する必要がある。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ＭＶＡ型液晶表示器を提供し、従来のＭＶＡ型液晶表示器の視角範囲に限界があり、全視角を達成することができない課題を解決することを目的とする。
本発明は別のＭＶＡ型液晶表示器を提供し、従来のＭＶＡ型液晶表示器によるその視角範囲に限度があり、全視角を達成することができない課題を解決することをもう一つの目的とする。
本発明は更に別のＭＶＡ型液晶表示器を提供し、従来のＭＶＡ型液晶表示器による、その視角範囲に限度があり、全視角を達成することができない課題を解決することを更にもう一つの目的とする。
本発明は、第１基板、第２基板および第１基板と第２基板との間に位置する液晶層からなるＭＶＡ型液晶表示器を提供する。このうち、第１基板上には、ストライプ状に配列された複数の放射状突起からなる複数の第１突起が設けられている。第２基板上には、上記第１突起と交錯して配置された複数のストライプ状第２突起が設けられている。
本発明は、第１基板、第２基板および第１基板と第２基板との間に位置する液晶層からなる別のＭＶＡ型液晶表示器をさらに提供する。このうち、第１基板上には、ストライプ状に配列された複数の放射状スリットからなる複数の第１スリットを有する第１電極膜が設けられている。第２基板上には、上記第１スリットと交錯して配置された複数の第２スリットを有する第２電極膜が設けられている。
本発明は、第１基板、第２基板および第１基板と第２基板との間に位置する液晶層からなる更に別のＭＶＡ型液晶表示器を提供する。このうち、第１基板上には、ストライプ状に配列された複数の放射状突起からなる複数の突起が設けられている。第２基板上には、上記突起と交錯して配置された複数のスリットを有する電極膜が設けられている。
本発明は、第１基板、第２基板および第１基板と第２基板との間に位置する液晶層からなる更に別のＭＶＡ型液晶表示器を提供する。このうち、第１基板には、ストライプ状に配列された複数の放射状スリットからなる複数のスリットを有する電極膜が設けられている。また、第２基板上には、上記スリットと交錯して配置された複数の突起が設けられている。
本発明は、ストライプ状に配列された放射状突起若しくは放射状スリットを備えているので、ＭＶＡ型液晶表示器における液晶分子が更に多くのチルト方向を示すことができ、チルトドメインの対称性を向上することができる。よって、本発明のＭＶＡ型液晶表示器はほぼ全域の視角範囲を持つ。
本発明は、ストライプ状に配列された放射状突起若しくは放射状スリットを備えているので、ＭＶＡ型液晶表示器における液晶分子により多くのチルト方向を持たせ、チルトドメインの対称性を向上することができる。従って、本発明のＭＶＡ型液晶表示器は、ほぼ全域の視角範囲を得ることができる。
図２は本発明の第１実施の形態であるＭＶＡ型液晶表示器を示す平面図であり、図２のＩ−Ｉ’に沿った断面図を図３Ａの如く示す。
同時に図２及び図３Ａを参照すると、本発明の第１実施の形態のＭＶＡ型液晶表示器は、第１基板２００、第２基板２０２及び第１基板２００と第２基板２０２との間に位置する液晶層２０４からなる。このうち、第１基板２００は、例えばカラーフィルタ２０６を備えた基板であり、第２基板２０２は、例えばスイッチ素子（薄膜トランジスタなど）と画素電極を備えた薄膜トランジスタアレイ基板である。
第１基板２００上には、例えば複数の赤色フィルタ（Ｒ）、複数の緑色フィルタ（Ｇ）及び複数の青色フィルタ（Ｂ）からなるカラーフィルタ２０６を有し、且つ赤色フィルタ、緑色フィルタ及び青色フィルタの間にブラックマトリックスを形成する。また、カラーフィルタ２０６上に、例えばＩＴＯからなる電極膜２０８が更に設けられている。この他、電極膜２０８上は、例えば透明高分子材料からなる複数のストライプ状突起２１０が設けられている。
更に、第２基板２０２上には、例えば、走査線２１２、データ線２１４、スイッチ素子（薄膜トランジスタなど）２１６及び画素電極２１８が設けられている。このうち、薄膜トランジスタ２１６はゲート２２０、チャネル層２２２、ソース／ドレイン２２４ａ／２２４ｂを備え、且つゲート２２０は走査線２１２と電気的接続をしており、ソース２２４ａはデータ線２１４と、ドレイン２２４ｂはコンタクトホール２２６を介して画素電極２１８とそれぞれ電気的接続をしている。
この他、画素電極２１８上には、ストライプ状に配列された複数の放射状突起２３０からなる複数の突起２２８が設けられている。ストライプ状突起２１０はストライプ状に配列された放射状突起２３０と交錯して配置されている。これら放射状突起２３０は、例えば透明高分子材料からなる。好適な実施の形態において、これら放射状突起２３０は、例えば図２に示すようなＸ形突起である。さらに好ましくは、これら放射状突起２３０の放射延伸方向は、例えばそれぞれストライプ状突起２１０の延伸方向と４５度を成す（図２におけるθで表される角度）。また、別の好適な実施の形態においては、これら放射状突起２３０はＸ形であるが、その中心が交叉しない突起２３１でも良い（図９に示す）。然し、本発明は放射状２３０、２３１のように四方向に放射する突起に限らず、必要に応じて多方向放射状突起に設計してもよい。
注意すべきは、本発明はストライプ状に配列された放射状突起２３０により、従来のストライプ状突起に代えているので、本発明のＭＶＡ型液晶表示器が作動する際に、電極膜２０８と画素電極２１８との間に生じる電界が液晶層２０４における液晶分子２３４を図２の部分拡大領域２３２（部分拡大区２３２は図８に示される）が示す仮想線２３３の分布方向に沿ってチルトされる。つまり、液晶層２０４における液晶分子２３４がこれら放射状突起２３０の中心から各方向に向かって配列するので、液晶分子２３４のチルト方向を増加させることができ、液晶分子２３４のチルトドメインの対称性を向上し、ほぼ全方位の配列にすることができる。よって、本発明は放射状突起２３０の配置によりＭＶＡ型液晶表示器の視角範囲を増加することができる。
また、本発明の更に好適な実施の形態において、隣合う二つの放射状突起２３０同士の間の隙間において対向する基板の電極膜２０８上に、円形突起２３６をさらに設けるので、液晶分子２３４は電界が印加するとき、隣合う二つの放射状突起２３０の界面でディスクリネーション（disclination）を生じることがない。つまり、円形突起２３６の存在により、電界が横方向に延伸するのを抑制して、隣合う二つの放射状突起２３０の界面で液晶分子２３４の配列が不連続という問題がなく、ディスクリネーションが発生する可能性を減少することができる。
この他、本発明の第２実施の形態において、隣合う二つの放射状突起２３０同士の間の隙間における対向する基板の電極膜２０８上にも、図４に示すように上記円形突起２３６と同じ効果を有する線形突起２３７を設けても良い。この他に、上記円形突起２３６若しくは線形突起２３７も、スリットを設計する方法に代えてもよく、隣合う二つの放射状突起２３０同士の間の隙間における対向する基板の電極膜２０８に、対応する円形若しくは線形スリットを設計することで、液晶分子２３４が界面でディスクリネーションが生じるのを防ぐことができる。
また、上記の実施の形態において、ストライプ状に配列される放射状突起２３０は第２基板２０２上の画素電極２１８以外に、図３Ｂに示すように、本発明の第３実施の形態が示すように第１基板２００上の電極膜２０８上に設けても良い。具体的には、図３ＢのＭＶＡ型液晶表示器は第１基板２００上の電極膜２０８上にストライプ状に配列された放射状突起２３０を設け、且つ第２基板２０２上の画素電極２１８上にストライプ状突起２１０を設ける。このようにして、電極膜２０８上のストライプ状に配列された放射状突起２３０と画素電極２１８上のストライプ状突起２１０との組合せにより、液晶層２０４における液晶分子２３４が多方向へのチルトを呈し、視角範囲増大の目的を達成する。
さらに、本発明では、突起２１０、２２８及び２３０を利用して液晶分子２３４を多方向にチルトさせる以外、スリットを利用して液晶分子２３４を多方向にチルトさせ、視角範囲増大の目的を達成することができる。以下で詳細に説明する。
図５Ａは、本発明の第４実施の形態を示す。第１基板２００上のカラーフィルタ２０６上には電極膜２０８ａが設けられ、電極膜２０８ａには前述のストライプ状突起２１０（図３Ａに示す）と同じ位置にある複数のスリット２３８が設けられている。なお、第２基板２０２上には複数のストライプ状に配列された放射状スリット２４０を有する画素電極２１８ａが設けられている。また、これら放射状スリット２４０の所在位置は前述のストライプ状突起２３０（図３Ａに示す）の所在位置と同じである。好適な実施の形態において、これら放射状スリット２４０の形状は例えばＸ形スリットである。別の好適な実施の形態においては、これら放射状スリット２４０は中心が交差しないＸ形スリット２３１（図９に示す）でもよい。然し、本発明はこれら放射状スリット２４０が必ず四方に放射するスリットに限らず、必要に応じて多方放射状スリットに設計しても良い。また、図５Ａにおけるその他構成部材は図３Ａと同じであるので、ここでは特に述べない。本実施の形態においても同様に、電極膜２０８ａにおけるスリット２３８と画素電極２１８ａにおけるストライプ状に配列された放射状スリット２４０との組合せにより、液晶層２０４における液晶分子２３４を多方向にチルトさせ、視角範囲を増大させる目的を達成する。
また、更に好適な実施の形態において、隣合う二つの放射状スリット２４０同士の間の隙間における対向する基板の電極膜２０８ａにも、円形スリット若しくは線形スリットを、前述の円形突起２３６（図２に示す）若しくは線形突起２３７（図４に示す）の位置と同じ位置に設けることにより、液晶分子２３４は隣合う二つの放射状スリット２４０の界面でディスクリネーションが生じるのを防ぐ。同様に、別の好適な実施の形態においては、上記のスリットに代えて、隣合う二つの放射状スリット２４０同士の間の隙間において対向する基板の電極膜２０８ａ上に、円形若しくは線形突起を設けても良い。
また、上記の実施の形態において、ストライプ状に配列された放射状スリット２４０を第２基板２０２上の画素電極２１８ａに設ける以外に、図５Ｂにおける本発明の第５実施の形態に示すように、第１基板２００上の電極膜２０８ａに設けても良い。このときスリット２３８は第２基板２０２上の画素電極２１８ａに設けられる。
さらに、本発明は突起２１０、２２８及び２３０の組合せ、又はスリット２３８と２４０の組合せによって液晶分子２３４を多方向にチルトさせる以外に、本発明は図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、スリットと突起を組合わせることによって液晶分子２３４を多方向にチルトさせ、視角範囲の増大という目的を達成させる。以下で、具体的に説明をする。
図６Ａは本発明の第６実施の形態を示す。図６ＡのＭＶＡ型液晶表示器は第１基板２００上のカラーフィルタ２０６上に電極膜２０８ａを設け、この電極膜２０８ａには前述のストライプ状突起２１０（図３Ａに示す）の位置と同じ位置にある複数のスリット２３８を備える。また、第２基板２０２上の画素電極２１８上には、図３Ａに示すようなストライプ状に配列された放射状突起２３０が設けられている。この他、図６Ａにおけるその他の部材は図３Ａと同様であるので、ここでは特に述べない。本実施の形態においては同様に、電極膜２０８ａにおけるスリット２３８と画素電極２１８上のストライプ状に配列された放射状突起２３０を組合せて、液晶層２０４における液晶分子２３４を多方向にチルトさせて、視角範囲の増大という目的を達成させることができる。
この他、更に好適な実施の形態において、隣合う二つの放射状突起２３０同士の間の隙間において対向する基板の電極膜２０８ａ上にも、円形突起、線形突起、円形スリット若しくは線形スリットを、前述の円形突起２３６（図２に示す）若しくは線形突起２３７（図４に示す）の所在位置と同じ位置に設けてもよい。このようにして、液晶分子２３４は隣合う放射状突起２３０の界面でディスクリネーションが生じるのを防ぐことができる。
更に、上記の実施の形態において、ストライプ状に配列された放射状突起２３０を第２基板２０２における画素電極２１８上に設ける以外に、図６Ｂにおける本発明の第７実施の形態のように、第１基板２００における電極膜２０８上に設けても良い。このとき、スリット２３８は第２基板２０２における画素電極２１８ａ上に設けられる。
図７Ａは本発明の第８実施の形態を示す。図７ＡのＭＶＡ型液晶表示器は、第１基板２００における電極膜２０８上に、図３Ａに示すような複数のストライプ状突起２１０を設けている。この他、第２基板２０２上には、複数のストライプ状に配列された放射状スリット２４０を、前述のストライプ状に配列された放射状突起２３０（図３Ａに示す）の所在位置と同じ位置に備えた画素電極２１８ａが設けられている。また、図７Ａにおけるその他の部材については図３Ａと同様であるので、ここでは特に述べない。本実施の形態においては同様に、電極膜２０８上のストライプ状突起２１０と画素電極２１８ａにおけるストライプ状に配列された放射状スリット２４０との組合せにより、液晶層２０４における液晶分子２３４を多方向にチルトさせて、視角範囲の増大の目的を達成することができる。
この他、更に好適な実施の形態において、隣合う二つの放射状スリット２４０同士の間の隙間において対向する基板の電極膜２０８上にも、円形突起、線形突起、円形スリット若しくは線形スリットを、前述の円形突起２３６（図２に示す）若しくは線形突起２３７（図４に示す）の所在位置と同じ位置に設けても良い。このようにして、液晶分子２３４は隣合う二つの放射状スリット２４０の界面でディスクリネーションが生じるのを防ぐことができる。
さらに、上記の実施の形態において、ストライプ状に配列された放射状スリット２４０を第２基板２０２上の画素電極２１８ａに設ける以外、図７Ｂに示す本発明の第９実施の形態に示すように、第１基板２００における電極膜２０８ａに設けてもよい。このとき、ストライプ状突起２１０は第２基板２０２における画素電極２１８上に設けられる。
以上、本発明の実施の形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
以上の説明の通り、本発明に係るＭＶＡ液晶表示器は、携帯型端末装置、携帯型電子機器や各種電気機器および電子機器の表示装置として最適である。
従来のＭＶＡ型液晶表示器における画素構造を示す平面図である。 本発明の第１実施の形態に係るＭＶＡ型液晶表示器の平面図である。 図２のＩ−Ｉ’に沿った断面図である。 本発明の第３実施の形態に係るＭＶＡ型液晶表示器の断面図である。 本発明の第２実施の形態に係るＭＶＡ型液晶表示器の平面図である。 本発明の第４実施の形態に係るＭＶＡ型液晶表示器の断面図である。 本発明の第５実施の形態に係るＭＶＡ型液晶表示器の断面図である。 本発明の第６実施の形態に係るＭＶＡ型液晶表示器の断面図である。 本発明の第７実施の形態に係るＭＶＡ型液晶表示器の断面図である。 本発明の第８実施の形態に係るＭＶＡ型液晶表示器の断面図である。 本発明の第９実施の形態に係るＭＶＡ型液晶表示器の断面図である。 図２におけるＭＶＡ型液晶表示器の一部拡大領域２３２の平面図である。 本発明の第１実施の形態に係るＭＶＡ型液晶表示器における別の突起若しくはスリット２３１の模式図である。
符号の説明
１０２、２１２ 走査線
１０４、２１４ データ線
１０６、２２０ ゲート
１０８、２２２ チャネル層
１１０ａ、２２４ａ ソース
１１０ｂ、２２４ｂ ドレイン
１１２、２１８、２１８ａ 画素電極
１１４、２３８ スリット
１１６、２２６ コンタクトホール
１１８、２１０、２２８ 突起
１２０、２１６ 薄膜トランジスタ
２００、２０２ 基板
２０４ 液晶層
２０６ カラーフィルタ
２０８、２０８ａ 電極膜
２３０、２３１ 放射状突起
２３２ 一部拡大領域
２３３ 仮想線
２３４ 液晶分子
２３６ 円形突起
２３７ 線形突起
２３１，２４０ 放射状スリット
θ 角度

Claims (20)

  1. ストライプ状に配列された複数の放射状突起からなる複数の第１突起をその上に設けた第１基板と、
    前記複数の第１突起と交錯して配置されたストライプ状突起である複数の第２突起をその上に設けた第２基板と、
    前記第１基板及び第２基板の間に位置する液晶層と、
    を備えることを特徴とするＭＶＡ型液晶表示器。
  2. 前記ストライプ状突起が設けられた前記第２基板上に設けられ、隣合う二つの前記放射状突起同士の間の隙間に対応して設けられた円形スリット若しくは突起を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のＭＶＡ型液晶表示器。
  3. 前記ストライプ状突起が設けられた前記第２基板上に設けられ、隣合う二つの前記放射状突起同士の間の隙間に対応して設けられた線形スリット若しくは突起をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のＭＶＡ型液晶表示器。
  4. 前記放射状突起がＸ形突起であることを特徴とする請求項１に記載のＭＶＡ型液晶表示器。
  5. 前記第１基板と前記第２基板のうちいずれか一方がカラーフィルタ基板であり、他方が薄膜トランジスタアレイ基板であることを特徴とする請求項１に記載のＭＶＡ型液晶表示器。
  6. ストライプ状に配列された複数の放射状スリットからなる複数の第１スリットを有する第１電極膜を備える第１基板と、
    前記複数の第１スリットと交錯して配置された複数の第２スリットを備えた第２電極膜を備える第２基板と、
    前記第１基板及び第２基板の間に位置する液晶層と、
    を備えることを特徴とするＭＶＡ型液晶表示器。
  7. 前記スリットがある前記第２基板上に設けられ、隣合う二つの前記放射状スリット同士の間の隙間に対応して設けられた円形スリット若しくは突起を更に備える請求項６に記載のＭＶＡ型液晶表示器。
  8. 前記スリットのある前記第２基板上に設けられ、隣合う二つの前記放射状スリット同士の間の隙間に対応して設けられた線形スリット若しくは突起をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のＭＶＡ型液晶表示器。
  9. 前記放射状スリットがＸ形スリットであることを特徴とする請求項６に記載のＭＶＡ型液晶表示器。
  10. 前記第１基板及び第２基板のうちいずれか一方がカラーフィルタ基板で、他方が薄膜トランジスタアレイ基板であることを特徴とする請求項６に記載のＭＶＡ型液晶表示器。
  11. ストライプ状に配列された複数の放射状突起からなる複数の突起が設けられた第１基板と、
    前記複数の突起と交錯して配置された複数のスリットを有する電極膜をその上に備える第２基板と、
    前記第１基板及び第２基板の間に位置する液晶層と、
    を備えることを特徴とするＭＶＡ型液晶表示器。
  12. 前記スリットのある第２基板上に設けられ、隣合う二つの放射状突起同士の間の隙間に対応して設けられた円形スリット若しくは突起を更に備えることを特徴とする請求項１１に記載のＭＶＡ型液晶表示器。
  13. 前記スリットのある第２基板上に設けられ、隣合う二つの放射状突起同士の間の隙間に対応して設けられた線形スリット若しくは突起を更に備えることを特徴とする請求項１１に記載のＭＶＡ型液晶表示器。
  14. 前記放射状突起がＸ形突起であることを特徴とする請求項１１に記載のＭＶＡ型液晶表示器。
  15. 前記第１基板及び前記第２基板のうちいずれか一方がカラーフィルタ基板であり、他方が薄膜トランジスタアレイ基板であることを特徴とする請求項１１に記載のＭＶＡ型液晶表示器。
  16. ストライプ状に配列された複数の放射状スリットからなる複数のスリットを有する電極膜を備えた第１基板と、
    前記複数のスリットと交錯して配置された複数のストライプ状突起を有する第２基板と、
    前記第１基板及び第２基板の間に位置する液晶層と、
    を備えることを特徴とするＭＶＡ型液晶表示器。
  17. 前記スリットのある第２基板上に設けられ、隣合う二つの放射状スリット同士の間の隙間に対応して設けられた円形スリット若しくは突起を更に備えることを特徴とする請求項１６に記載のＭＶＡ型液晶表示器。
  18. 前記ストライプ状突起のある第２基板上に設けられ、隣合う二つの放射状スリット同士の間の隙間に対応して設けられた線形スリット若しくは突起を更に備えることを特徴とする請求項１６に記載のＭＶＡ型液晶表示器。
  19. 前記放射状スリットがＸ形スリットであることを特徴とする請求項１６に記載のＭＶＡ型液晶表示器。
  20. 前記第１基板及び第２基板のうちいずれか一方がカラーフィルタ基板であり、他方が薄膜トランジスタアレイ基板であることを特徴とする請求項１６に記載のＭＶＡ型液晶表示器。
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