JPH0223316A - 液晶表示素子及び装置 - Google Patents
液晶表示素子及び装置Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C09K19/544—Macromolecular compounds as dispersing or encapsulating medium around the liquid crystal
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、液晶表示素子及び装置に関するものであり、
そして特に例えば光学的シャッターの場合のように電場
又は磁場を印加することにより液晶材料を選択的に制御
して光の透過率を変えることのできる液晶装置に関する
。
そして特に例えば光学的シャッターの場合のように電場
又は磁場を印加することにより液晶材料を選択的に制御
して光の透過率を変えることのできる液晶装置に関する
。
電場又は磁場を選択的に印加できる透明なカプセル化材
料のマトリックス内にネマチック液晶材料を多数の小滴
として収納することは、例えばフランス国特許第２１３
９５３７号、米（！ｌｖｔ許第４４３５０４７号及び米
国特許第４６７１Ｇ１８号の各明細書から公知である。
料のマトリックス内にネマチック液晶材料を多数の小滴
として収納することは、例えばフランス国特許第２１３
９５３７号、米（！ｌｖｔ許第４４３５０４７号及び米
国特許第４６７１Ｇ１８号の各明細書から公知である。
電場又は磁場を印加しない状態においては、各カプセル
内のネマチック液晶分子はカプセルを画定しているカプ
セル化材料の三次元的な界壁で配向される傾向があり、
そのため総体的には液晶分子か全体的配向方向（ｐｒｅ
ｆｅｒｒｆ３ｄ Ｑ’／１３ｒａｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）
を選り好みすることはない。この状態においては液晶材
料は液晶表示素子及び装置に入射してくる光の偏光に感
応せず、従って液晶表示素子及び装置は実質的に不透明
である。
内のネマチック液晶分子はカプセルを画定しているカプ
セル化材料の三次元的な界壁で配向される傾向があり、
そのため総体的には液晶分子か全体的配向方向（ｐｒｅ
ｆｅｒｒｆ３ｄ Ｑ’／１３ｒａｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）
を選り好みすることはない。この状態においては液晶材
料は液晶表示素子及び装置に入射してくる光の偏光に感
応せず、従って液晶表示素子及び装置は実質的に不透明
である。
該表示素子及び装置に適当な大きさの電場又は磁場を印
加すると、カプセルの界壁で配向されるという液晶分子
のこの傾向は抑えられ、液晶分子は印加された電場又は
磁場の影響で一般に平行配向状態へと再配向するように
なる。そしてこの条件の下では、この状態では該表示素
子及び装置を光が透過できるようになる。
加すると、カプセルの界壁で配向されるという液晶分子
のこの傾向は抑えられ、液晶分子は印加された電場又は
磁場の影響で一般に平行配向状態へと再配向するように
なる。そしてこの条件の下では、この状態では該表示素
子及び装置を光が透過できるようになる。
また、米国特許第４４１１４９５号明細書ではセルロー
スの混合エステルから成る多孔質フィルタ材料からなる
層に液晶材料を分散させ、そして該液晶材料の屈折率を
電場を印加して制御してフィルタ材料の屈折率と整合さ
せる条件あるいは整合しない条件を作り出すことによっ
て液晶表示素子及び装置を通して光を選択的に透過させ
ることができることも公知である。もし液晶及びフィル
タ材料の屈折率が整合されると、該液晶表示素子及び装
置は入射光に対して透明となり、また、液晶及びフィル
タ材料の屈折率が不整合となると、該表示素子及び装置
は入射光に対して不透明となる。米国特許第４４１１４
９５号明細書によって構築された装置の操作性にとって
は、屈折率の変化が基本的なものとなっているという事
が銘記されるであろう。
スの混合エステルから成る多孔質フィルタ材料からなる
層に液晶材料を分散させ、そして該液晶材料の屈折率を
電場を印加して制御してフィルタ材料の屈折率と整合さ
せる条件あるいは整合しない条件を作り出すことによっ
て液晶表示素子及び装置を通して光を選択的に透過させ
ることができることも公知である。もし液晶及びフィル
タ材料の屈折率が整合されると、該液晶表示素子及び装
置は入射光に対して透明となり、また、液晶及びフィル
タ材料の屈折率が不整合となると、該表示素子及び装置
は入射光に対して不透明となる。米国特許第４４１１４
９５号明細書によって構築された装置の操作性にとって
は、屈折率の変化が基本的なものとなっているという事
が銘記されるであろう。
本発明の第１の特徴によれば、液晶材料を閉じ込める封
入手段と、液晶材料に電場又は磁場を印加する手段と、
液晶材料の浸透した光学的に非吸収性の物質の被浸透物
体とを有し、被浸透物体と液晶材料との複合部材を過ぎ
る光の透過性を上記電場又は磁場を印加する手段がオフ
状態の時減少されるようにした透過性物体を構成要素す
る液晶表示素子及び装置が提供され、特に、上記被浸透
物体は、層を形成するように沈着した繊維又は繊条から
成ることを特徴としている。
入手段と、液晶材料に電場又は磁場を印加する手段と、
液晶材料の浸透した光学的に非吸収性の物質の被浸透物
体とを有し、被浸透物体と液晶材料との複合部材を過ぎ
る光の透過性を上記電場又は磁場を印加する手段がオフ
状態の時減少されるようにした透過性物体を構成要素す
る液晶表示素子及び装置が提供され、特に、上記被浸透
物体は、層を形成するように沈着した繊維又は繊条から
成ることを特徴としている。
本発明の第２の特徴によれば、液晶材料を閉じ込める封
入手段と、液晶材料に電場又は磁場を印加する手段と、
液晶材料の浸透した光学的に非吸収性の物質の被浸透物
体とを有し、被浸透物体と液晶材料との複合部材を過ぎ
る光の透過性を上記電場又は磁場を印加する手段かオフ
状態の時減少されるようにした透過性物体を構成要素す
る液晶表示素子及び装置が提供され、特に、上記被浸透
物体を構成する繊維又は繊条は直径をもっており、その
ため上記繊維又は繊条は、電場又は磁場を印加した液晶
の配向状態で、上記複合部材の光透過性は液晶材料及び
上記繊維又は繊条の常光線屈折率の差が０．０１に達し
ないまではその差に実質的に感応しないことを特徴とし
ている。
入手段と、液晶材料に電場又は磁場を印加する手段と、
液晶材料の浸透した光学的に非吸収性の物質の被浸透物
体とを有し、被浸透物体と液晶材料との複合部材を過ぎ
る光の透過性を上記電場又は磁場を印加する手段かオフ
状態の時減少されるようにした透過性物体を構成要素す
る液晶表示素子及び装置が提供され、特に、上記被浸透
物体を構成する繊維又は繊条は直径をもっており、その
ため上記繊維又は繊条は、電場又は磁場を印加した液晶
の配向状態で、上記複合部材の光透過性は液晶材料及び
上記繊維又は繊条の常光線屈折率の差が０．０１に達し
ないまではその差に実質的に感応しないことを特徴とし
ている。
上記で述べたように、米国特許第４４１１４９５号明細
書に開示されている装置では、光透過性は屈折率を整合
させたり不整合にさせることによって調整される。同じ
ことは、フランス国特許第２１３９５３７号、米国特許
第４４３５０４７号及び米ＩＩＩ特許第４６７１６１８
号の各明細書に教示されているカプセル化法でも適用さ
れている０本発明による素子及び装置においては、電場
又は磁場を印加した状態においては、光透過性は、繊維
又は繊条の直径を適当に選ぶとで屈折率の不整合に対す
る感応度を低下させることができる。すなわち、本発明
は、装置の場がオフ状態にある時に要求される光の散乱
は径の小さな繊維もしくは繊条より成る被浸透物体によ
り提供され、一方、場がオン状態にあるときの高度の光
透過性はたとえ屈折率が整合しない場合でも保証されて
いるという事実の認識を基礎としている。に基づいてい
る。つまり、屈折率不整合によって生じる光散乱効果は
繊維又は繊条の直径に関連しており、繊維又は繊条の直
径がサブミクロン程度にすると減少され得るためである
。
書に開示されている装置では、光透過性は屈折率を整合
させたり不整合にさせることによって調整される。同じ
ことは、フランス国特許第２１３９５３７号、米国特許
第４４３５０４７号及び米ＩＩＩ特許第４６７１６１８
号の各明細書に教示されているカプセル化法でも適用さ
れている０本発明による素子及び装置においては、電場
又は磁場を印加した状態においては、光透過性は、繊維
又は繊条の直径を適当に選ぶとで屈折率の不整合に対す
る感応度を低下させることができる。すなわち、本発明
は、装置の場がオフ状態にある時に要求される光の散乱
は径の小さな繊維もしくは繊条より成る被浸透物体によ
り提供され、一方、場がオン状態にあるときの高度の光
透過性はたとえ屈折率が整合しない場合でも保証されて
いるという事実の認識を基礎としている。に基づいてい
る。つまり、屈折率不整合によって生じる光散乱効果は
繊維又は繊条の直径に関連しており、繊維又は繊条の直
径がサブミクロン程度にすると減少され得るためである
。
勿論、光の散乱は電場又は磁場を印加した場合では望ま
しくない効果であるが、一方電場又は磁場を印加しない
場合は光シヤツター効果又は光バルブ作用を提供するた
めには必須のものである。
しくない効果であるが、一方電場又は磁場を印加しない
場合は光シヤツター効果又は光バルブ作用を提供するた
めには必須のものである。
本発明による素子及び装置では、電場又は磁場を印加し
ない場合屈折率不整合による光散乱にはあまり信頼がお
かれてない、実際、繊維又は繊条の直径が適当に小さい
時には、本質的に光散乱はこのメカニズムで減少される
ことになる。むしろ、繊維又は繊条の直径が適当に小さ
い時には場又は磁場を印加しない状態で働く別の光散乱
メカニズムのからの利点が得られる。この後者の光散乱
メカニズムは液晶材料内にドメインが形成されることに
よって生じるものと信じられる。このような場合、液晶
分子が異なって配向されるので、屈折率は隣接ドメイン
と局部的に異なり、直径の小さな繊維又は繊条が液晶材
料に導入されることにより生じる回位によってドメイン
の形成が促進されるものと考えられる。
ない場合屈折率不整合による光散乱にはあまり信頼がお
かれてない、実際、繊維又は繊条の直径が適当に小さい
時には、本質的に光散乱はこのメカニズムで減少される
ことになる。むしろ、繊維又は繊条の直径が適当に小さ
い時には場又は磁場を印加しない状態で働く別の光散乱
メカニズムのからの利点が得られる。この後者の光散乱
メカニズムは液晶材料内にドメインが形成されることに
よって生じるものと信じられる。このような場合、液晶
分子が異なって配向されるので、屈折率は隣接ドメイン
と局部的に異なり、直径の小さな繊維又は繊条が液晶材
料に導入されることにより生じる回位によってドメイン
の形成が促進されるものと考えられる。
従って、本発明のもう一つの特徴によれば、液晶材料と
繊維状もしくは繊条状の被浸透物体から成る複合材が透
明度を少なくしている状態において、該複合材による入
射光の散乱の少なくとも２５％には液晶中でのドメイン
形成が貢献している、その程度まで該繊維もしくは繊条
がドメイン形成に機能するよう寸法並びに分布が定めら
れたそのような繊維もしくは繊条より成る透明体である
ことを特徴とする液晶表示素子及び装置を提供するもの
である。好ましくは光散乱の少なくとも４０％はドメイ
ン形成に寄与し、更に好ましくは重湯又は磁場を印加し
ない状態にある場合の光散乱は。
繊維状もしくは繊条状の被浸透物体から成る複合材が透
明度を少なくしている状態において、該複合材による入
射光の散乱の少なくとも２５％には液晶中でのドメイン
形成が貢献している、その程度まで該繊維もしくは繊条
がドメイン形成に機能するよう寸法並びに分布が定めら
れたそのような繊維もしくは繊条より成る透明体である
ことを特徴とする液晶表示素子及び装置を提供するもの
である。好ましくは光散乱の少なくとも４０％はドメイ
ン形成に寄与し、更に好ましくは重湯又は磁場を印加し
ない状態にある場合の光散乱は。
適当な小さな直径の繊維又は繊条が存在している結果と
して生じるドメインの形成に優先的に寄与することが望
ましい。
して生じるドメインの形成に優先的に寄与することが望
ましい。
液晶材料はネマチックであるが、コレステリック、コレ
ステリックでドーピングしたネマチ、ンク又はスメクチ
ックでもよい。
ステリックでドーピングしたネマチ、ンク又はスメクチ
ックでもよい。
繊維又は繊条の径は好ましくは、場がオンである十分に
配向した状態において該複合部材の光線透過率の変化が
、０．０１ （常光線屈折率の差が０．０２まで或いは
それ以上であっても本発明の範囲内で実施できる）まで
の範囲の常光線屈折率の差に応じて１０％を越えない範
囲（−層好ましくは５％以内）以内で変化する、そのよ
うな径であることが好ましい。本明細書で用いた用語光
の透過率”は１００％−ヘーズ（％）の量を表わし、こ
の場合ヘーズ値は後で記載する仕方で測定される。
配向した状態において該複合部材の光線透過率の変化が
、０．０１ （常光線屈折率の差が０．０２まで或いは
それ以上であっても本発明の範囲内で実施できる）まで
の範囲の常光線屈折率の差に応じて１０％を越えない範
囲（−層好ましくは５％以内）以内で変化する、そのよ
うな径であることが好ましい。本明細書で用いた用語光
の透過率”は１００％−ヘーズ（％）の量を表わし、こ
の場合ヘーズ値は後で記載する仕方で測定される。
本発明によれば屈折率を厳密に整合させるという強制が
緩められるので、本発明による代表的な装置では、電場
又は磁場を印加した十分に配向した状態において少なく
とも９０％の光線透過率と屈折率の不整合（例えば０．
０１２又はそれ以上）が件に存在し得る。
緩められるので、本発明による代表的な装置では、電場
又は磁場を印加した十分に配向した状態において少なく
とも９０％の光線透過率と屈折率の不整合（例えば０．
０１２又はそれ以上）が件に存在し得る。
用語“十分に配向しな”は、印加した電場又は磁場の大
きさは、実質的に全ての液晶分子を印加された電場又は
磁場の方向に配向させるのに十分であるということを意
味する。
きさは、実質的に全ての液晶分子を印加された電場又は
磁場の方向に配向させるのに十分であるということを意
味する。
電場又は磁場を印加しない場合、複合部材の光線透過率
は３０％以下であることか好ましい。（更には２０％以
下であることがより好ましい。）好ましくは、繊維又は
繊条の少なくとも大部分はサブミクロン程度の直径をも
つ。有利には、少なくとも５０％の（−層好ましくは７
０％の）繊維又は繊条か５００ナノメーター（ｎｍ）以
下、−層好ましくは３００ｎｍ以下の直径を有するもの
であるのが好都合である。
は３０％以下であることか好ましい。（更には２０％以
下であることがより好ましい。）好ましくは、繊維又は
繊条の少なくとも大部分はサブミクロン程度の直径をも
つ。有利には、少なくとも５０％の（−層好ましくは７
０％の）繊維又は繊条か５００ナノメーター（ｎｍ）以
下、−層好ましくは３００ｎｍ以下の直径を有するもの
であるのが好都合である。
被浸透物体として便利なのは繊維又は線条かのマット状
になったもので、静電紡糸、遠心力紡糸又はブロー紡糸
などの紡糸技術によって製造できる。
になったもので、静電紡糸、遠心力紡糸又はブロー紡糸
などの紡糸技術によって製造できる。
本発明の特殊な実施形態においては、封入という言葉の
意味に空間を限っている一対の境界壁を含めており、こ
れらの境界壁の少なくとも一方は透明であり、画境界壁
には電極手段が設けられる、この電極手段により画境界
壁間の空所を横切って電場が印加され得る。画境界壁か
共に透明である事は全ての例で必要とはしない。その一
方は例えば、反射性であってもよい。
意味に空間を限っている一対の境界壁を含めており、こ
れらの境界壁の少なくとも一方は透明であり、画境界壁
には電極手段が設けられる、この電極手段により画境界
壁間の空所を横切って電場が印加され得る。画境界壁か
共に透明である事は全ての例で必要とはしない。その一
方は例えば、反射性であってもよい。
繊維状又は繊条状の被浸透物体は境界壁間の空間に封入
され、そして液晶材料をそれに浸みこませである。この
液晶層及び被浸透物体の総厚さは代表的には１〜４０ミ
クロン、例えば１０ミクロンである。
され、そして液晶材料をそれに浸みこませである。この
液晶層及び被浸透物体の総厚さは代表的には１〜４０ミ
クロン、例えば１０ミクロンである。
繊維状又は繊条状被浸透物体が先ず境界壁間に封入され
、ついで液晶材料が該繊維状又は繊条状物体に導入され
る、例えば繊維状又は繊条状被浸透物体と境界壁より成
る組立て品の一縁部又は複数の縁部に治って一箇所又は
それ以上の箇所から液晶材料を注入するという方法で導
入され、がっ、この場合には被浸透物体は、その物体の
実質的な全域に該液晶材料を分布しているのを助ける芯
のような役割を果している。
、ついで液晶材料が該繊維状又は繊条状物体に導入され
る、例えば繊維状又は繊条状被浸透物体と境界壁より成
る組立て品の一縁部又は複数の縁部に治って一箇所又は
それ以上の箇所から液晶材料を注入するという方法で導
入され、がっ、この場合には被浸透物体は、その物体の
実質的な全域に該液晶材料を分布しているのを助ける芯
のような役割を果している。
別の実施形態では、液晶材料Ｇ二ついて被浸透物体の空
隙を充すように該物質に適用され、そして第２の境界壁
がその後に組合されて、液晶材料で含浸させられたれ被
浸透物体を封入する。被浸透物体に液晶材料を施すのは
、例えは液晶の貯蔵容器内へ回転ローラを浸して被浸透
物体を露出させながら被浸透物体上に液晶材料を塗る塗
工装置を用いて行われ得る。代わりに、液晶材料を露出
した被浸透物体上に噴霧するという適用法もある。
隙を充すように該物質に適用され、そして第２の境界壁
がその後に組合されて、液晶材料で含浸させられたれ被
浸透物体を封入する。被浸透物体に液晶材料を施すのは
、例えは液晶の貯蔵容器内へ回転ローラを浸して被浸透
物体を露出させながら被浸透物体上に液晶材料を塗る塗
工装置を用いて行われ得る。代わりに、液晶材料を露出
した被浸透物体上に噴霧するという適用法もある。
境界壁と被浸透物体とを一体に組立てる以前に該境界壁
の一方の面上に、マットを形成するように繊維を紡糸す
ることで被浸透掬体を境界壁の−方に現場形成させる。
の一方の面上に、マットを形成するように繊維を紡糸す
ることで被浸透掬体を境界壁の−方に現場形成させる。
紡糸は任意の適当な技術、例えば静電紡糸、遠心力紡糸
又はブロー紡糸によって行われ得る。
又はブロー紡糸によって行われ得る。
繊維は溶融紡糸され得るが、しかし好ましくは液晶材料
に対して化学的に不活性な繊維形成ポリマーの溶液から
紡糸される。こうして形成された繊維状マットの構造は
前者の場合には繊維が互いに垂れ下がる際になお柔らか
いままであるようにまた後者の場合には繊維がなお幾分
溶剤を含んでいるように条件法めすることで安定化され
得る。
に対して化学的に不活性な繊維形成ポリマーの溶液から
紡糸される。こうして形成された繊維状マットの構造は
前者の場合には繊維が互いに垂れ下がる際になお柔らか
いままであるようにまた後者の場合には繊維がなお幾分
溶剤を含んでいるように条件法めすることで安定化され
得る。
空気又は池の雰囲気カスと接触するか、又は熱又は放射
線、例えば、紫外光線を加えるか或いは紡糸中に反応性
前駆体を混合することにより飛翔中に硬化する繊維形成
材料を用いることもできる。
線、例えば、紫外光線を加えるか或いは紡糸中に反応性
前駆体を混合することにより飛翔中に硬化する繊維形成
材料を用いることもできる。
また形成されたマット・の安定化は硬化の完了する前に
繊維同志を接触させることによって達成できる。′ａ維
自体間の融着又は接着は一般には、構成の緩いマットに
糊剤又は他の接着剤を加える方法よりも一般に好まれる
。勿論、後者の方法もある種の応用場面では有効な代替
法となることがある。
繊維同志を接触させることによって達成できる。′ａ維
自体間の融着又は接着は一般には、構成の緩いマットに
糊剤又は他の接着剤を加える方法よりも一般に好まれる
。勿論、後者の方法もある種の応用場面では有効な代替
法となることがある。
一般に溶液紡糸に的したポリマーとしてはポリビニルア
ルコール及びポリビニルブチラールがあり、これらの両
物質とも水とメタノールの混合物中の溶液で噴霧するこ
とにより最も普通の液晶に対して実質上化学的不活性な
マットを形成することができる。他の材料例としてはポ
リ塩化ビニル、ポリビニルホルマール、種々のセルロー
ス誘導体、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポ
リエーテルイミド及びポリエーテルスルホンを挙げるこ
とができる。
ルコール及びポリビニルブチラールがあり、これらの両
物質とも水とメタノールの混合物中の溶液で噴霧するこ
とにより最も普通の液晶に対して実質上化学的不活性な
マットを形成することができる。他の材料例としてはポ
リ塩化ビニル、ポリビニルホルマール、種々のセルロー
ス誘導体、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、ポ
リエーテルイミド及びポリエーテルスルホンを挙げるこ
とができる。
溶融紡糸繊維に用いられ得るポリマーの例としてはポリ
プロピレン、ポリエチレン及びテレフタレートを挙げる
ことができる。
プロピレン、ポリエチレン及びテレフタレートを挙げる
ことができる。
本発明の別の実線形態では、繊維の紡糸に先立って又は
それに続いてモノマーもしくはオリゴマーを重合させ、
或いは架橋させてポリマーとする、そのように形成され
たポリマーから繊維をつくることができる。繊維の紡糸
前に、もしくは紡糸後にポリマー化されるモノマー又は
オリゴマーの例としては、エポキシ樹脂、ＵＶ硬化性並
びに／らしくは熱硬化性アクリルモノマー及びオリゴマ
ー並ヒニとニルモノマー及びオリゴマーを挙げることが
できる。
それに続いてモノマーもしくはオリゴマーを重合させ、
或いは架橋させてポリマーとする、そのように形成され
たポリマーから繊維をつくることができる。繊維の紡糸
前に、もしくは紡糸後にポリマー化されるモノマー又は
オリゴマーの例としては、エポキシ樹脂、ＵＶ硬化性並
びに／らしくは熱硬化性アクリルモノマー及びオリゴマ
ー並ヒニとニルモノマー及びオリゴマーを挙げることが
できる。
境界をを液晶閘成する材ｔｌは液晶に不活性な実質的に
先非吸収性Ｔｈ （＊でなければならない限定はないが
、液晶材料の屈折率か、又は繊維材又は繊条材の屈折率
がその何れかに整合した屈折率を有することも好ましい
。
先非吸収性Ｔｈ （＊でなければならない限定はないが
、液晶材料の屈折率か、又は繊維材又は繊条材の屈折率
がその何れかに整合した屈折率を有することも好ましい
。
以下単に例として添ｉｒｔ図面に示す実施形態及びまた
実施例を参照して本発明を説明する。
実施例を参照して本発明を説明する。
第１図に言及すると、図示装置は一種のシャッターであ
り、入射光に対して実質的に透明である状態と実質的に
不透明である状態とに切換えることができる。図示装置
は上方及び下方境界壁１１．１２及び側部（図示してな
い）にて限られた封入セルを有している。上方及び下方
境界壁１１．１２は可撓性透明プラスチック材料から成
り、それらの隣接した面は各々インジウムすず酸化物を
付加したような透明導電性材料から成る層１３．１４を
もっており、それにより電場を電極層１３．１４間に印
加できるようにしである。上方及び下方境界壁１１．１
２はお互いに相離れて位置され、その間に骨格材として
繊維状構造体１５が封入されている。この繊維状ｉ？Ｒ
造体１５の交差する繊維が液晶材料を充填され、無数の
相互に結合している空隙の輪郭を定めており、それによ
って境界壁間の空間は、繊維状構造体１５が浸された液
晶材料の層で占められるようになついる。繊維状構造体
１５は適当な紡糸法によりマツ１〜として形成されたも
のであってもよい。
り、入射光に対して実質的に透明である状態と実質的に
不透明である状態とに切換えることができる。図示装置
は上方及び下方境界壁１１．１２及び側部（図示してな
い）にて限られた封入セルを有している。上方及び下方
境界壁１１．１２は可撓性透明プラスチック材料から成
り、それらの隣接した面は各々インジウムすず酸化物を
付加したような透明導電性材料から成る層１３．１４を
もっており、それにより電場を電極層１３．１４間に印
加できるようにしである。上方及び下方境界壁１１．１
２はお互いに相離れて位置され、その間に骨格材として
繊維状構造体１５が封入されている。この繊維状ｉ？Ｒ
造体１５の交差する繊維が液晶材料を充填され、無数の
相互に結合している空隙の輪郭を定めており、それによ
って境界壁間の空間は、繊維状構造体１５が浸された液
晶材料の層で占められるようになついる。繊維状構造体
１５は適当な紡糸法によりマツ１〜として形成されたも
のであってもよい。
繊維はサブミクロンオーダーの直径を有するように形成
される。このことによって、該装置の透明状態と不透明
状態との間の良好なコントラストが達成できるようにし
ながら、他方では液晶材料と繊維を構成する素材との常
光線屈折率は厳密に整合すべきだとする要求を緩和する
ことも可能となる。第２図及び第３図には、電ｆ！１３
．１４を介して電場を印加して液晶分子を電場の方向に
配向させた時の液晶と繊維との常光線屈折率の差による
へ一ズ（′？ｉ過率に逆に関係する）の変化を定量的に
示す。第２図の場合、繊維は、屈折率の不整合が透過率
にかなりの影響を及ぼすような比較的大きな直径のもの
である。第３図の場合には、本発明に従って繊維はサブ
ミクロンの直径を持つ、いずれの場合も液晶と繊維との
屈折率が正確に整合された時にヘーズが最小（最大透過
率に相応する）となることがわかる。しかしながら、屈
折率の差が増大するにつれてヘーズの増加は第２図の場
合非常に頂著となり、その結果、繊維直径の比較的大き
い装置の透過率は屈折率の不整合に対してより大きく感
応する。
される。このことによって、該装置の透明状態と不透明
状態との間の良好なコントラストが達成できるようにし
ながら、他方では液晶材料と繊維を構成する素材との常
光線屈折率は厳密に整合すべきだとする要求を緩和する
ことも可能となる。第２図及び第３図には、電ｆ！１３
．１４を介して電場を印加して液晶分子を電場の方向に
配向させた時の液晶と繊維との常光線屈折率の差による
へ一ズ（′？ｉ過率に逆に関係する）の変化を定量的に
示す。第２図の場合、繊維は、屈折率の不整合が透過率
にかなりの影響を及ぼすような比較的大きな直径のもの
である。第３図の場合には、本発明に従って繊維はサブ
ミクロンの直径を持つ、いずれの場合も液晶と繊維との
屈折率が正確に整合された時にヘーズが最小（最大透過
率に相応する）となることがわかる。しかしながら、屈
折率の差が増大するにつれてヘーズの増加は第２図の場
合非常に頂著となり、その結果、繊維直径の比較的大き
い装置の透過率は屈折率の不整合に対してより大きく感
応する。
実施ＩＮについて説明するに先立ちこの明細書で用いた
以下の用語について説明する。
以下の用語について説明する。
°゛ヘーズ値は百分率で表わされ、ヘーズ（０■）及び
ヘーズ（１００Ｖ）は例えば装置の電極間にゼロボルト
（すなわち印加電場なし）及び１００ボルトの電圧を印
加して測定した値であり、ヘーズ値は株式会社東京計器
によって製造されたようなヘイズメーターを用いてＡＳ
ＴＭ規格Ｄ１００３に従って測定される。
ヘーズ（１００Ｖ）は例えば装置の電極間にゼロボルト
（すなわち印加電場なし）及び１００ボルトの電圧を印
加して測定した値であり、ヘーズ値は株式会社東京計器
によって製造されたようなヘイズメーターを用いてＡＳ
ＴＭ規格Ｄ１００３に従って測定される。
°゛コントラスト″これは［ヘーズ（ＯＶ）−ヘーズ（
１００Ｖ）］／ヘーズ（ＯＶ）として計算される。
１００Ｖ）］／ヘーズ（ＯＶ）として計算される。
“平均繊維直径パ、これは走査型電子顕微鏡＜ＳＥＭ）
を用いた試料測定から得られた直径値の統計学的平均を
意味するものとする。
を用いた試料測定から得られた直径値の統計学的平均を
意味するものとする。
”Ｘｎｍ以下の直径を持つ繊維の割合”、これは走査型
電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いた試料測定に基づく統計学
的計算値を意味するものとする。
電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いた試料測定に基づく統計学
的計算値を意味するものとする。
ｎｏ ：液晶材料の常光線屈折率。
ｎ ｐ ｎ （） ：繊維材料と液晶との屈折率の
差。
差。
“ヘーズ減少率“： ［ヘーズ（０■）−ヘーズ（３０
Ｖ）］／［ヘーズ（ＯＶ）−ヘーズ（１００Ｖ）］
。
Ｖ）］／［ヘーズ（ＯＶ）−ヘーズ（１００Ｖ）］
。
実Ｊ自１１
繊維を形成するためのポリマーとしてポリビニルブチラ
ール（ＰＶＢ ） （Ｈｅｘｔ Ｃｏ、 Ｌｔｄ、
ＢＧＯＴ製）を用い、これをインプロピルアルコールに
溶解して６％溶液を得た。コロネー） （Ｃｏｒｏｎａ
ｔｅ） ＨＬ（ＮＰＵとして略称される日本ポリウレタ
ン工業株式会社製） ０．２５ｇを５０ｇのポリビニル
ブチラール溶液に架橋剤として加え、−様に溶解するま
で掻きまぜた。その後、インジウム酸化Ｔｈ（１５：５
）を基材とした透明な導電性膜をポリエステルフィルム
に５００人の厚さにスパッタリングし、厚さ１１００Ａ
ｔ、大きさ７ ａｍ Ｘ ７儂の部片に切断した。
ール（ＰＶＢ ） （Ｈｅｘｔ Ｃｏ、 Ｌｔｄ、
ＢＧＯＴ製）を用い、これをインプロピルアルコールに
溶解して６％溶液を得た。コロネー） （Ｃｏｒｏｎａ
ｔｅ） ＨＬ（ＮＰＵとして略称される日本ポリウレタ
ン工業株式会社製） ０．２５ｇを５０ｇのポリビニル
ブチラール溶液に架橋剤として加え、−様に溶解するま
で掻きまぜた。その後、インジウム酸化Ｔｈ（１５：５
）を基材とした透明な導電性膜をポリエステルフィルム
に５００人の厚さにスパッタリングし、厚さ１１００Ａ
ｔ、大きさ７ ａｍ Ｘ ７儂の部片に切断した。
その後、静電紡糸装置を用いて上記ポリマー溶液の流量
２．０ｃｃ／時、ノズル電圧２５にＶ ＤＣで上記の導
電性ポリエステルフィルム上に上記のポリビニルブチラ
ール溶液を三分間分散させ、透明な繊維マットとポリエ
ステルフィルムとの集成体を得な。その後、この集成体
をオーブンに入れ、−週間の間５０℃に維持してポリビ
ニルブチラールの架橋処理を行った。架橋処理によって
得られた繊維マットとポリエステルフィルムとの集成体
の繊維の直径を走査型電子類ｆｉｇ 鏡を用いて測定し
たところ、平均直径は０．３２μｍであり、また０、５
μｍ又はそれ以下の直径を持つ繊維の割合は６３％であ
った。これに続いて表１に示す種々の屈折率をもつ種々
の液晶（Ｈｅｒｃｋ ｃｏ Ｌｔｄの製品）を繊維マッ
ト中に浸透させた。液晶の浸透に続いて透明な導電性膜
を備えた別のポリエステルフィルムを既存のフィルム上
に配置して液晶を充填した繊維マットをサンドイッチ状
に挾んだ。このようにして得られた液晶表示素子の電気
・光学的特性は表１に示される。表１から明らかなよう
に、ヘーズ（１００）は液晶と繊維との屈折率の差の変
（ヒに対して大きな変動を示さず、幾分低い値（３，５
〜５．１％）を示した。従って、直径の小さな繊維を用
いて製作した）夜具表示素子の場合には、繊維材料と液
晶との屈折率の差の制限はかなり緩やかにできることが
認められた。更にまた、表１から良好なコントラスト値
の得られることも認められ得る。
２．０ｃｃ／時、ノズル電圧２５にＶ ＤＣで上記の導
電性ポリエステルフィルム上に上記のポリビニルブチラ
ール溶液を三分間分散させ、透明な繊維マットとポリエ
ステルフィルムとの集成体を得な。その後、この集成体
をオーブンに入れ、−週間の間５０℃に維持してポリビ
ニルブチラールの架橋処理を行った。架橋処理によって
得られた繊維マットとポリエステルフィルムとの集成体
の繊維の直径を走査型電子類ｆｉｇ 鏡を用いて測定し
たところ、平均直径は０．３２μｍであり、また０、５
μｍ又はそれ以下の直径を持つ繊維の割合は６３％であ
った。これに続いて表１に示す種々の屈折率をもつ種々
の液晶（Ｈｅｒｃｋ ｃｏ Ｌｔｄの製品）を繊維マッ
ト中に浸透させた。液晶の浸透に続いて透明な導電性膜
を備えた別のポリエステルフィルムを既存のフィルム上
に配置して液晶を充填した繊維マットをサンドイッチ状
に挾んだ。このようにして得られた液晶表示素子の電気
・光学的特性は表１に示される。表１から明らかなよう
に、ヘーズ（１００）は液晶と繊維との屈折率の差の変
（ヒに対して大きな変動を示さず、幾分低い値（３，５
〜５．１％）を示した。従って、直径の小さな繊維を用
いて製作した）夜具表示素子の場合には、繊維材料と液
晶との屈折率の差の制限はかなり緩やかにできることが
認められた。更にまた、表１から良好なコントラスト値
の得られることも認められ得る。
尺土且ｌ
ポリマーの濃度を６％から１０％へ場大させたこと以外
は実施例１と同じ処方で架橋処理した繊維マットとフィ
ルムの集成体を製作した。繊維の直径を測定したところ
、平均直径は０．８７μｍであり、また直径０．５μｍ
又はそれ以上の繊維の割合は１８％であった。得られた
繊維マットにＨｅｒｃｋ社製の液晶２Ｌ１１２８９
（ｎｏ ： １．５１７ ） 、Ｅ−３７（ｎｏ ：１
．５２２ ）及びＥ ４９（ｎｏ ：１．５２７ ＞
をそれぞれ浸透させた後、実施例１の場合と同じ仕方で
液晶表示素子を製作した。このようにして得られた液晶
表示素子の電気・光学的特性は表１に示す通りである。
は実施例１と同じ処方で架橋処理した繊維マットとフィ
ルムの集成体を製作した。繊維の直径を測定したところ
、平均直径は０．８７μｍであり、また直径０．５μｍ
又はそれ以上の繊維の割合は１８％であった。得られた
繊維マットにＨｅｒｃｋ社製の液晶２Ｌ１１２８９
（ｎｏ ： １．５１７ ） 、Ｅ−３７（ｎｏ ：１
．５２２ ）及びＥ ４９（ｎｏ ：１．５２７ ＞
をそれぞれ浸透させた後、実施例１の場合と同じ仕方で
液晶表示素子を製作した。このようにして得られた液晶
表示素子の電気・光学的特性は表１に示す通りである。
表１から明らかなように、これらの全ての場合において
ヘーズ（１００）は低い値を示した。
ヘーズ（１００）は低い値を示した。
、また、良好なコントラスト値が得られた。
尺１■ユ
ポリマーとしてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）（ＢＤ
ｔｌ Ｃｏ、 Ｌｔｄ製８１４：１２５．０００ ＞を
用い、これをイソプロピルアルコールと水（混合比：５
０％：５０％）とから成る溶液中に溶解して３．５％溶
液を得た。実施例１と同じ仕方で導電性ポリエステルフ
ィルムを用意した後、静電紡糸装置を用いて上記ポリマ
ー溶液の流量２．０ＣＣ／時、ノズル電圧２８ＫＶ Ｄ
Ｃで上記の導電性ポリエステルフィルム上に上記のポリ
マー溶液を三分間分散させ、ポリエステルフィルム上に
透明な繊維マットを沈着させた。
ｔｌ Ｃｏ、 Ｌｔｄ製８１４：１２５．０００ ＞を
用い、これをイソプロピルアルコールと水（混合比：５
０％：５０％）とから成る溶液中に溶解して３．５％溶
液を得た。実施例１と同じ仕方で導電性ポリエステルフ
ィルムを用意した後、静電紡糸装置を用いて上記ポリマ
ー溶液の流量２．０ＣＣ／時、ノズル電圧２８ＫＶ Ｄ
Ｃで上記の導電性ポリエステルフィルム上に上記のポリ
マー溶液を三分間分散させ、ポリエステルフィルム上に
透明な繊維マットを沈着させた。
実施例１と同様にして＃ａ維を硬化させた後、上記フィ
ルムの繊維の直径を走査型電子顕微鏡を用いてＷＪ定し
なところ、平均直径は０，３５μｍであり、また０、５
μｍ又はそれ以下の直径を持つ繊維の割合は９０％であ
った。表２に示す種々の屈折率をもつ種々の液晶（Ｈｅ
ｒｃｋ Ｃｏ Ｌｔｄの製品）を繊維マット中に浸透さ
せて、実施例１と同じ仕方で液晶表示素子を製作した。
ルムの繊維の直径を走査型電子顕微鏡を用いてＷＪ定し
なところ、平均直径は０，３５μｍであり、また０、５
μｍ又はそれ以下の直径を持つ繊維の割合は９０％であ
った。表２に示す種々の屈折率をもつ種々の液晶（Ｈｅ
ｒｃｋ Ｃｏ Ｌｔｄの製品）を繊維マット中に浸透さ
せて、実施例１と同じ仕方で液晶表示素子を製作した。
このようにして得られた液晶表示素子の電気・光学的特
性は表２に示す通りである。表２から明らかなように、
ヘーズ（ｉｏｏ）は液晶と繊維との屈折率の差の変化に
対して大きな変動を示さずに低い［（２，２〜５．５％
）を示した６従って、直径の小さな繊維を用いて製作し
た液晶表示素子の場合には、液晶の屈折率の制限はかな
り緩やかにできることが認められた。更に、良好なコン
トラスト値が得られた。
性は表２に示す通りである。表２から明らかなように、
ヘーズ（ｉｏｏ）は液晶と繊維との屈折率の差の変化に
対して大きな変動を示さずに低い［（２，２〜５．５％
）を示した６従って、直径の小さな繊維を用いて製作し
た液晶表示素子の場合には、液晶の屈折率の制限はかな
り緩やかにできることが認められた。更に、良好なコン
トラスト値が得られた。
第１図は光学的シャッター型の液晶装置の概略図、第２
図及び第３図は屈折率の差によるヘーズの変動を定量的
に示すグラフである。 図 中 １１：境界壁 １２：境界壁 １３：層（電極） １４：層（電［り １５：繊維状構造体 図面の浄書（内容に変更なし） Ｆｉｇ、７． １゜ 手続？Ｉｎ正書１自発） 平成１年７月１４日
図及び第３図は屈折率の差によるヘーズの変動を定量的
に示すグラフである。 図 中 １１：境界壁 １２：境界壁 １３：層（電極） １４：層（電［り １５：繊維状構造体 図面の浄書（内容に変更なし） Ｆｉｇ、７． １゜ 手続？Ｉｎ正書１自発） 平成１年７月１４日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、液晶材料を閉じ込める封入手段と、液晶材料に電場
又は磁場を印加する手段と、液晶材料の浸透した光学的
に非吸収性の物質の被浸透物体とを有し、被浸透物体と
液晶材料との複合部材を過ぎる光の透過性を上記電場又
は磁場を印加する手段がオフ状態の時減少されるように
した透過性物体を構成要素する液晶表示素子及び装置に
おいて、上記被浸透物体が、層を形成するように沈着し
た繊維又は繊条から成ることを特徴とする液晶表示素子
及び装置。 ２、繊維又は繊条は、電場又は磁場を印加しない状態に
おいてドメイン形成を、この状態における光の減衰の少
なくとも２５％がドメイン形成の結果として光散乱に起
因し得るような程度に液晶材料中で促進させるような径
を持つている請求項１に記載の液晶表示素子及び装置。 ３、液晶材料を閉じ込める封入手段と、液晶材料に電場
又は磁場を印加する手段と、液晶材料の浸透した光学的
に非吸収性の物質の被浸透物体とを有し、被浸透物体と
液晶材料との複合部材を過ぎる光の透過性を上記電場又
は磁場を印加する手段がオフ状態の時減少されるように
した透過性物体を構成要素とする液晶表示素子及び装置
において、上記被浸透物体を構成する繊維又は繊条は直
径をもっており、そのため上記繊維又は繊条は、電場又
は磁場を印加した液晶の配向状態で、上記複合部材の光
透過性は液晶材料及び上記繊維又は繊条の常光線屈折率
の差が０．０１に達しないまではその差に実質的に感応
しないことを特徴とする液晶表示素子及び装置。 ４、繊維又は繊条の直径は、電場又は磁場を印加した配
向状態で複合部材の光線透過率が０．０１までの範囲の
常光線屈折率の差に応じて１０％以内で変化するような
ものである請求項３に記載の液晶表示素子及び装置。 ５、繊維又は繊条の直径は、電場又は磁場を印加した配
向状態で複合部材の光線透過率が０．０１までの範囲の
常光線屈折率の差に応じて５％以内で変化するようなも
のである請求項３に記載の液晶表示素子及び装置。 ６、０．０２までの範囲の常光線屈折率の差に対して不
感応性を示す請求項３〜５のいずれか一項に記載の液晶
表示素子及び装置。 ７、液晶材料と繊維又は繊条との常光線屈折率が異なり
、また複合部材の光線透過率が電場又は磁場を印加した
液晶配向状態で少なくとも９０％である請求項１〜６の
いずれか一項に記載の液晶表示素子及び装置。 ８、屈折率が少なくとも０．００５異なる請求項７に記
載の液晶表示素子及び装置。 ９、屈折率が少なくとも０．０１まで異なる請求項７に
記載の液晶表示素子及び装置。 １０、屈折率が少なくとも０．０１２まで異なる請求項
７に記載の液晶表示素子及び装置。 １１、繊維又は繊条の少なくとも大部分がサブミクロン
の直径を持つ請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液
晶表示素子及び装置。 １２、繊維又は繊条の５０％が５００ｎｍ以下の直径を
持つ請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液晶表示素
子及び装置。 １３、繊維又は繊条の少なくとも７０％が５００ｎｍ以
下の直径を持つ請求項１〜１０のいずれか一項に記載の
液晶表示素子及び装置。 １４、繊維又は繊条が１ミクロン以下の平均直径を持つ
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の液晶表示素子及
び装置。 １５、繊維又は繊条が７５０ｎｍ以下の平均直径を持つ
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の液晶表示素子及
び装置。 １６、繊維又は繊条が５００ｎｍ以下の平均直径を持つ
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の液晶表示素子及
び装置。 １７、被浸透物体が繊維又は繊条のマットから成る請求
項１〜１６のいずれか一項に記載の液晶表示素子及び装
置。 １８、繊維又は繊条のマットが紡糸によつて作られる請
求項１７に記載の液晶表示素子及び装置。 １９、電場又は磁場を印加しない状態における複合部材
の透過率が３０％以下である請求項１〜１８のいずれか
一項に記載の液晶表示素子及び装置。 ２０、電場又は磁場を印加しない状態における複合部材
の透過率がサブミクロンの繊維又は繊条の存在すること
により結果として液晶材料内に形成されたドメインによ
る光の散乱で優先的に減少される請求項１〜１９のいず
れか一項に記載の液晶表示素子及び装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB888812135A GB8812135D0 (en) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | Electro-optical devices & method for producing them |
| GB8812135.5 | 1988-05-23 | ||
| GB888827277A GB8827277D0 (en) | 1987-12-16 | 1988-11-22 | Process for producing liquid crystal devices |
| GB8827277.8 | 1988-11-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0223316A true JPH0223316A (ja) | 1990-01-25 |
Family
ID=26293917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1128000A Pending JPH0223316A (ja) | 1988-05-23 | 1989-05-23 | 液晶表示素子及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5088807A (ja) |
| EP (1) | EP0343903A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0223316A (ja) |
| GB (1) | GB8911697D0 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003005162A (ja) * | 2001-06-22 | 2003-01-08 | Katsumi Yoshino | 紙液晶デバイス |
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| US5997964A (en) * | 1991-04-11 | 1999-12-07 | Sprayex Llc | Liquid crystal display |
| JPH05303086A (ja) * | 1991-05-01 | 1993-11-16 | Canon Inc | 液晶素子および表示装置、それを用いた表示方法 |
| DE69226396T2 (de) * | 1991-05-01 | 1999-02-11 | Canon Kk | Flüssigkristalleinrichtung sowie diese verwendende Anzeigevorrichtung und Darstellungsverfahren |
| US5434685A (en) * | 1992-01-10 | 1995-07-18 | Kent State University | Ferroelectric liquid crystal cell, a method of making it, and its use |
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| JPH08500681A (ja) * | 1992-08-25 | 1996-01-23 | メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング | ペーパーホワイトｐｄｌｃシステム |
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| CA2247625C (en) | 1996-02-29 | 2006-05-30 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Display brightness enhancement film |
| WO1997032223A1 (en) | 1996-02-29 | 1997-09-04 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | An optical film with co-continuous phases |
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| EP1565302A1 (en) * | 2002-10-24 | 2005-08-24 | 3M Innovative Properties Company | Methods of making high gain optical devices having a continuous and dispersive phase |
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| US4890902A (en) * | 1985-09-17 | 1990-01-02 | Kent State University | Liquid crystal light modulating materials with selectable viewing angles |
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-
1989
- 1989-05-22 EP EP19890305162 patent/EP0343903A3/en not_active Withdrawn
- 1989-05-22 GB GB898911697A patent/GB8911697D0/en active Pending
- 1989-05-23 JP JP1128000A patent/JPH0223316A/ja active Pending
- 1989-05-23 US US07/359,471 patent/US5088807A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5088807A (en) | 1992-02-18 |
| EP0343903A2 (en) | 1989-11-29 |
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| EP0343903A3 (en) | 1990-10-17 |
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