JPWO2010100807A1 - Liquid crystal blind device and its use - Google Patents
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- G02F2202/00—Materials and properties
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Abstract
観察者の視線に沿って光透過状態となり、任意形状の複数のパターンから形成されている液晶ブラインド装置とその使用方法を提供する。ガラス又は樹脂もしくはプラスティックからなる複数の透明板と、各1対の前記透明板の内側に形成された1対の中間膜又は接着材又は粘着材と、前記1対の中間膜又は接着材又は粘着材に挟まれた液晶フィルムを有し、前記液晶フィルムは、1対の基板と、前記1対の基板の内側に形成された1対又は複数対の透明電極と、前記1対又は複数対の透明電極の各々の対に挟まれた高分子及び液晶複合材料と、を含むことを特徴とする。Provided are a liquid crystal blind device which is in a light transmission state along the line of sight of an observer and is formed from a plurality of patterns having an arbitrary shape, and a method of using the same. A plurality of transparent plates made of glass, resin or plastic, a pair of intermediate films or adhesives or adhesives formed inside each pair of the transparent plates, and the pair of intermediate films or adhesives or adhesives A liquid crystal film sandwiched between materials, the liquid crystal film comprising a pair of substrates, a pair or a plurality of transparent electrodes formed inside the pair of substrates, and the one or a plurality of pairs A polymer and a liquid crystal composite material sandwiched between each pair of transparent electrodes.
Description
非通電時には不透明だが、電圧を印加すると透明に変わる液晶ブラインド装置が建物の窓などに用いられるようになってきた。本発明は、窓ガラスやパーティション、自動車の窓やルーフ、電車、航空機等の窓として用いる液晶ブラインド装置とその使用方法に関するものである。 Liquid crystal blind devices, which are opaque when not energized but turn transparent when a voltage is applied, have come to be used for building windows. The present invention relates to a liquid crystal blind device used as a window of a window glass or a partition, a window or roof of an automobile, a train, an aircraft or the like and a method of using the same.
液晶ブラインド装置は通電すると液晶の分子が一定方向に整列して、液晶が透明に変わる。非通電時は液晶の分子の向きがバラバラなので光が散乱して透明にならないというものであり今までに種々提案されている。特許文献もそのひとつであり、全面の不透明と半透明の切り替えや、ライン状の不透明と透明の切り替えができる。
しかし、ショーウィンドウや窓を通して特定方向の商品や景色をみたい、隠したい、特定方向の光を入れたい、遮光したいというニーズには対応できていなかった。更に、ラインだけでなくプリント柄のような多様な形状を楽しみたい、といった新しいニーズには対応できないという問題点があった。When the liquid crystal blind device is energized, the liquid crystal molecules are aligned in a certain direction, and the liquid crystal turns transparent. When no current is applied, the orientation of the liquid crystal molecules is so different that light is not scattered and does not become transparent. Patent literature is one of them, and it can switch between opaque and translucent on the entire surface, and switch between opaque and transparent in a line shape.
However, it has not been able to respond to the need to view, hide, put light in a specific direction, or block light in a specific direction through show windows or windows. Furthermore, there is a problem that it is not possible to respond to new needs such as wanting to enjoy not only lines but also various shapes such as printed patterns.
そこで、本発明は上記従来の液晶ブラインド装置とその使用方法における問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、背景技術で述べた従来の液晶ブラインド装置とその使用方法の問題点を克服することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the problems in the above-mentioned conventional liquid crystal blind device and its usage, and the object of the present invention is the problem of the conventional liquid crystal blind device described in the background art and its usage. Overcoming the point.
上記目的を達成するためになされた、本発明による液晶ブラインド装置は、ガラス又は樹脂又はプラスティックからなる複数の透明板と、各1対の前記透明板の内側に形成された1対の中間膜又は接着材と、前記1対の中間膜又は接着材に挟まれた液晶フィルムを有し、前記液晶フィルムは、1対の基板と、前記1対の基板の内側に形成された1対又は複数対の透明電極と、前記1対又は複数対の透明電極の各々の対に挟まれた高分子及び液晶複合材料と、を含むことを特徴とする。
前記高分子及び液晶複合材料は液晶調光フィルムからなることが好ましい。In order to achieve the above object, a liquid crystal blind device according to the present invention includes a plurality of transparent plates made of glass, resin, or plastic, and a pair of intermediate films formed inside each pair of the transparent plates. An adhesive and a liquid crystal film sandwiched between the pair of intermediate films or adhesives, wherein the liquid crystal film is a pair of substrates and one or more pairs formed inside the pair of substrates. And a polymer and a liquid crystal composite material sandwiched between each pair of the one or more pairs of transparent electrodes.
The polymer and the liquid crystal composite material are preferably made of a liquid crystal light control film.
前記液晶ブラインド装置は、1対又は複数対の前記透明電極をレーザー加工した、任意形状の複数のブロック電極から形成されており、前記ブロック電極は、所定の間隔で形成されていることが好ましい。 The liquid crystal blind device is formed of a plurality of block electrodes having an arbitrary shape obtained by laser processing one or more pairs of the transparent electrodes, and the block electrodes are preferably formed at predetermined intervals.
前記液晶フィルムは観察者の視線に沿って光透過状態となるように前記ブロック電極が制御されるように形成されていることが好ましい。 The liquid crystal film is preferably formed such that the block electrode is controlled so as to be in a light transmission state along the line of sight of the observer.
又、上記目的を達成するためになされた本発明による液晶ブラインド装置の使用方法は、液晶ブラインド装置を光透過性の外部部材の少なくとも前面に配置し、前記外部部材の後方にスクリーン部材を配置し、光源からの光線を光透過状態とするように前記前記ブロック電極を制御し、前記液晶ブラインド装置を透過した光線が前記外部部材を透過した後、前記スクリーン部材に映し出すことを特徴とする。 In addition, the method of using the liquid crystal blind device according to the present invention made to achieve the above object includes disposing the liquid crystal blind device on at least the front surface of the light-transmitting external member and disposing the screen member behind the external member. The block electrode is controlled so that a light beam from a light source is in a light-transmitting state, and the light beam transmitted through the liquid crystal blind device is transmitted through the external member and then projected onto the screen member.
本発明による液晶ブラインド装置は、ショーウィンドウや窓を通してから特定方向の商品や景色をみたい、隠したい、特定方向の光を入れたい、遮光したい、というニーズに対応する視野角依存性を有し、ラインだけでなくプリント柄のような多様な形状を楽しみたい、などのニーズに対応して、視覚効果を高める自由形状のパターン作成が容易である、という効果がある。 The liquid crystal blind device according to the present invention has a viewing angle dependency corresponding to the need to view a product or scenery in a specific direction through a show window or window, to hide, to enter light in a specific direction, or to block light. In response to the need to enjoy not only lines but also various shapes such as printed patterns, it is easy to create free-form patterns that enhance visual effects.
次に、本発明に係る液晶ブラインド装置を実施するための形態の具体例を、図面を参照しながら説明する。 Next, a specific example of an embodiment for implementing the liquid crystal blind device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1(a)は本発明の液晶ブラインド装置1が3枚の透明板10、2対の中間膜20、2枚の液晶フィルム30からなる場合の断面図であり、(b)は斜視図である。この例では外側の2枚の透明板10は3mmガラス、内側の1枚の透明板10は8mmガラスのサンドイッチ構造になっている。
1A is a cross-sectional view when the liquid crystal
図1においてパターニングされた2枚の液晶フィルム30を各々ガラス板あるいは樹脂板もしくはその両方からなる中間膜20で挟むサンドイッチ構造とし、2枚ある液晶フィルム30の中で1枚目の奇数列部分と2枚目の偶数列部分を電気的に透明にすることにより角度依存性をもったブラインドの実現が可能となる。正面からは1枚目の液晶フィルム30の奇数列の液晶と2枚目の液晶フィルム30の偶数列の液晶が不透明なために、視界が遮られ反対側が見えなくなる、しかし左斜め又は右斜め方向から見ると1枚目の液晶フィルム30の偶数列の液晶と2枚目の液晶フィルム30の奇数列の液晶が透明になっているために、これら透明の液晶部分を通して反対側が見える。
A sandwich structure in which two
2枚の液晶フィルム30の奇数列信号線および偶数列信号線の両方に電気を印加するとすべて透明となり透明ガラス様となる。2枚の液晶フィルム30に電気を印加しない場合はスリガラス様となる。2枚の液晶フィルム30の一方の奇数列信号線に電気を印加し、もう一方の液晶フィルム30の偶数列信号線に電気を印加すると図3(a)のように正面からはブラインドとなり、図3(b)のように斜め方向からは透過して見える角度依存性を持ったブラインドとなる。
When electricity is applied to both the odd-numbered signal lines and the even-numbered signal lines of the two
2枚ある液晶フィルム30の一方は奇数列を9mm、偶数列を7mmでカットし、もう一方は奇数列を7mm、偶数列を9mmでカットすることが好ましい。なお奇数列と偶数列のギャップ(隙間)は0.5mm以下が好ましい。
One of the two
上記した、2枚ある液晶フィルム30の1枚目の奇数列、2枚目の液晶フィルム30の偶数列を電気的に透明にすること以外にも多様な形状のパターンを形成することが可能である。
例えば、2枚の液晶フィルム30の半分に電気を印加し、残りの部分の1枚目には奇数列信号線に電気を印加し2枚目の偶数列信号線に電気を印加すると、上記半分は透明ガラス様となり、残りは角度依存性を持ったブラインドが出来る。It is possible to form patterns of various shapes other than making the first odd-numbered row of the two
For example, when electricity is applied to half of the two
また基板の任意の場所に一定あるいはランダムに同一直径形状のパターンを形成したり、ストライプ、波形、市松などの模様のパターンや、カーテン地のような多様な織やプリントのパターンを形成することも可能である。液晶フィルムをレーザーでパターニングすることにより、上記のように多様なパターンの形成が可能となる。 It is also possible to form a pattern with the same diameter shape at any place on the substrate, or to form various patterns such as stripes, corrugations, checkers, and various woven and printed patterns such as curtains. Is possible. By patterning a liquid crystal film with a laser, various patterns can be formed as described above.
以上のパターンを総称してブロック電極と呼ぶ。各々のブロック電極に電気を印加すると、透明、ガラス様となり、ブロック電極に電気を印加しないと、不透明、スリガラス様となる。 The above pattern is generically called a block electrode. When electricity is applied to each block electrode, it becomes transparent and glass-like, and when electricity is not applied to the block electrode, it becomes opaque and ground-glass-like.
図2は、本発明の液晶フィルム30の断面図である。液晶フィルム30の最外側が基板40であり、その内側が透明電極50であり、この二つに高分子及び液晶複合材料60が挟まれている。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the
基板40の材質は、PET、PMMA、PC、PENなど紫外線を透過するフィルムに加工可能な材質であれば何でも良い。透明電極50はITOだけでなく導電性ポリマーやZnO、SnO2、カーボンナノファイバーなど所謂、透明電極50を形成できるものであれば何でも良い。
The material of the
コーティング方法は、滴下法、ノンスピン・スリット法、ナイフコート法、インクジェット法、スリットコート法、ディップコート法、スプレー法、スクリーン印刷法など所謂、ウェットコーティングといわれるものであれば何れでも良い。劣化防止として接着剤、テープなど周辺をカバー出来るものであれば良い。劣化防止の材質としては高分子及び液晶複合材料60、ならびに透明電極50、つまり液晶フィルムを構成する材料、を劣化させない材質であれば何でも良いが、液晶用のものであれば尚、望ましい。
The coating method may be any so-called wet coating such as a dripping method, a non-spin slit method, a knife coating method, an ink jet method, a slit coating method, a dip coating method, a spray method, and a screen printing method. Any adhesive or tape that can cover the periphery can be used to prevent deterioration. Any material that does not degrade the polymer and the liquid crystal
高分子及び液晶複合材料60は高分子分散型液晶(PDLC: Polymer Dispersed Liquid Crystal)又は高分子ネットワーク型液晶(PNLC: Polymer Network Liquid Crystal)又はNCAP(Nematic
Curvilinear Aligned Phase)又はPALC(Polymer-Assembled Liquid Crystal)など、液晶調光フィルムからなる。The polymer and liquid crystal
It consists of a liquid crystal light control film such as Curvilinear Aligned Phase) or PALC (Polymer-Assembled Liquid Crystal).
次にレーザー装置を使った液晶フィルムのパターニングについて説明する。パターニングによりブロック電極を生成する。パターンの形状が決まると、パソコン(PC)でパターン絵を作図しデータ化してレーザー装置にデータを送る。レーザー装置はこのデータを使って液晶フィルムをカットする際の制御を実行する。同時にレーザー装置から液晶フィルム表面までの距離をレーザー光を使ってリアルタイムに測定し、測定した距離を基にレーザー出力を自動調整してエッチングする。 Next, liquid crystal film patterning using a laser device will be described. Block electrodes are generated by patterning. When the pattern shape is determined, a pattern picture is drawn on a personal computer (PC), converted into data, and sent to the laser device. The laser device uses this data to execute control when cutting the liquid crystal film. At the same time, the distance from the laser device to the liquid crystal film surface is measured in real time using laser light, and the laser output is automatically adjusted based on the measured distance for etching.
液晶フィルムをカットする場合、XY軸平面の制御は勿論、Z軸(高さ方向)の距離を測定してレーザーの出力をリアルタイムで制御して一定深さのカットが出来るように装置を工夫している。この機能は電極部分の加工に有効で、電極は2枚のITO-PETフィルムの1枚だけをカット(ハーフカット)する事で実現する。
レーザーの焦点をフィルム表面より深部にずらし透明電極層(ここではITO)のみを除去(フィルムを切断するハーフカットではない)することも可能である。When cutting a liquid crystal film, the device is devised so that it can cut a fixed depth by controlling the laser output in real time by measuring the distance in the Z axis (height direction) as well as controlling the XY axis plane. ing. This function is effective for processing the electrode part, and the electrode is realized by cutting only one of the two ITO-PET films (half cut).
It is also possible to remove only the transparent electrode layer (ITO here) by shifting the focal point of the laser deeper than the film surface (instead of half-cutting the film).
液晶フィルムのパターニングには通常、化学的に行うケミカルエッチングが主流であり、レーザーを使う場合でも事前にパターニングする必要がある。そのため少量で任意のパターニングを行う事は不可能である。
これに対して本発明では後加工でレーザーを使いパターニングを行うため、あらゆる種類の液晶フィルムで上記のように多様なパターンの形成が実現可能となる。In general, chemical etching performed chemically is the mainstream for patterning a liquid crystal film, and it is necessary to perform patterning in advance even when a laser is used. Therefore, it is impossible to perform arbitrary patterning with a small amount.
On the other hand, in the present invention, since patterning is performed using a laser in post-processing, formation of various patterns as described above can be realized with all kinds of liquid crystal films.
次に、本発明の液晶ブラインド装置の種々の使用方法について説明する。
第1の使用方法は、窓やパーティションとしての使用方法である。Next, various methods of using the liquid crystal blind device of the present invention will be described.
The first usage method is a usage method as a window or a partition.
従来より用いられている機械的なブラインドやルーバーや隠し窓においては、細い格子や桟をつけて、細い桟に所定の角度を持たせることにより、外から内部の様子が見えないように視線をさえぎったり、光を遮ったりしている。本発明はこれを電子的に行なうことによって、所望の方向の景色が見えるようにできる。 For mechanical blinds, louvers and concealed windows that have been used in the past, a thin grid or crosspiece is attached so that the thin crosspiece has a predetermined angle so that the inside can not be seen from the outside. They are blocking or blocking light. The present invention can do this electronically so that the scenery in the desired direction can be seen.
例えば窓から外を見た場合に、左側には隣家の窓が右側には美しい桜の木があり、隣家の窓に目を向けると視線が合う不都合がある場合に対し、本願の発明では、隣家の窓が見えないが、桜の木が見えるように、ブラインドを構成することにより不都合を解消できる。 For example, when looking out from the window, the window of the neighbor's house is on the left side and there is a beautiful cherry tree on the right side. The window can be seen, but the inconvenience can be solved by configuring the blinds so that the cherry trees can be seen.
このような使用方法は、住宅や病院やオフィスなどあらゆる住空間のパーティションに有効である。病院では、新生児室、診察室、病室、ICUなどのガラスの仕切りに使えばプライバシー保護で患者の負担も低減し、カーテンと違い埃がつかないなど衛生面でも安心、等多様性のある用途に使用できる。視野カット、ストレス低減、カーテン不要に加えて、オープンにする時間帯やプライバシーを重視する時間帯を決めることにより、患者や家族のプライバシーとアメニティーによりきめ細かく対応することも可能になる。 Such a method of use is effective for partitions of all living spaces such as houses, hospitals and offices. In hospitals, if used for glass partitions in newborn rooms, doctor's rooms, hospital rooms, ICU, etc., privacy protection will reduce the burden on patients. Can be used. In addition to cutting the field of view, reducing stress, and eliminating the need for curtains, it is possible to respond more closely to the privacy and amenities of patients and families by deciding when to open and when to focus on privacy.
図4は以上の各種の使用態様に用いるためのパーティション100を示す。パーティション100は複数の縦枠体110と複数の横枠体120とを組み合わせることにより、矩形状の複数の液晶フィルム30を仕切った状態となっている。横枠体120は滑らかに湾曲されており、これによりパーティション100をフロアや地面上に載置したとき、倒れることなく自立状態となることができる。
複数の液晶フィルム30は図示を省略した電極を有し、この電極が図示を省略した制御回路に接続されている。そして、制御回路が駆動することにより、特定の液晶フィルム30が光不透過状態となり、他の液晶フィルム30が光透過状態となることが可能である。図4において、スモークで表示した液晶フィルム30aは光不透過状態となっている。白抜きで表わした液晶フィルム30bは光透過状態となっており、この液晶フィルム30bを通じてパーティション100の向こう側を視認することができる。FIG. 4 shows a
The plurality of
本発明の液晶ブラインド装置の第2の使用方法としては、ショーウィンドウとしての使用方法がある。 As a second usage method of the liquid crystal blind device of the present invention, there is a usage method as a show window.
図5はショーウィンドウに適用した側面図である。地面150上に設置された店舗等の建物の外壁140には、透明な窓ガラス130が配置されている。窓ガラス130の内側には液晶フィルム30が貼り付けられている。
部屋の内部には台に載ったプロジェクタ80と商品90が置かれている。台に載った商品90は窓のより近くに設置されており、プロジェクタ80は窓からより離れて設置されている。ここで、窓ガラス130をショーウィンドウとして使うときには、液晶フィルム30のA領域は通電せずに不透明にし、A領域以外の部分は通電して透明にすることにより、窓の外から商品90が見えて、通常のショーウィンドウの形になる。
他の使用例としては、商品90は見せず、窓ガラス130をスクリーンとして用い、プロジェクタから投射した画像を、通行人が建物の外から眺められるようにできる。この場合は液晶フィルムには通電せず不透明にしておき、A領域にプロジェクタ80から光線80aのような形で画像を投射すると、通行人が建物の外から鮮明な画像を見ることが可能になる。
室内からプロジェクター投射によって静止画や動画を放映することにより、これまでの看板公告に比べ、コスト、スペース両面での大幅な改善が図れる。FIG. 5 is a side view applied to a show window. A
A
As another example of use, the
By projecting still images and moving images from the room by projector projection, cost and space can be greatly improved compared to previous signboard announcements.
外壁140と商品90とプロジェクタ80を含む空間を広くすると、舞台やインテリアやアミューズメントの空間としても使用できる。例えばプロジェクター80と液晶フィルム30の間に舞台装置や大道具や小道具や人間のような実物を配置し、雪や落ち葉や模様など自由形状のパターンを複数の液晶フィルム30に形成し、制御装置によって通電するパターンを時々刻々切り替えることが可能になる。
If the space including the
図6はプロジェクタ80とスクリーン170との間に水槽160を配置した使用態様である。水槽160の少なくともプロジェクタ80側の面に液晶フィルム30を装着する。液晶フィルム30に代えて、液晶ブラインド装置1(図1参照)を配置しても良い。
プロジェクタ80からの光線を透過状態とするよう液晶フィルム30のブロック電極を制御する。これにより、液晶フィルム30を透過した光線が水槽160を透過した後、スクリーン170に映像を映し出す。FIG. 6 shows a usage mode in which a
The block electrode of the
液晶フィルム30は、自由にカットしたり曲面への使用も容易なために、直方体のほか曲面体などあらゆる形状の水槽に貼り付けることが可能である。
Since the
液晶フィルム30の光の透過や遮断の動作によって、水中での光の散乱や屈折や反射などの効果により、パターンや画像と効果とが融合した画像が生成される。
By the operation of transmitting and blocking the light of the
図6に示す実施形態においては、水槽160の使用形態としては純粋に水だけを入れるか、水中に微粒子を含ませたり、魚や水草や石など実物を入れることも可能である。水中に微粒子を入れると光がさらに拡散される。また、実物を入れることにより、リアルな画像とバーチャルな画像が融合した形態とすることができる。
In the embodiment shown in FIG. 6, the
通常は観察者がプロジェクタ80を背に水槽160を見る態様であるが、観察者がスクリーン170と水槽160の間にあって、水槽160を通してプロジェクタ80の方向に向くことにより、水槽160の中の光路と画像が融合した効果を鑑賞することもできる。以上の実施形態は、図1に示す液晶ブラインド装置1としても同様に作用することができる。
Normally, the observer looks at the
本発明において、液晶フィルム30の構成要素である高分子及び液晶複合材料60の組成変更することによって表現形態を変更することが可能である。また、液晶フィルムとマジックミラーを組み合わせることによっても空間演出を行なうことができる。透過光を使った演出のみならず反射光を利用する方式、所謂、フロントスクリーン方式でも同様な効果が実現できる。
In the present invention, the expression form can be changed by changing the composition of the polymer and the liquid
尚、本発明は、上述の実施形態に限られるものではない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲内で多様に変更実施することが可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above. Various modifications can be made without departing from the technical scope of the present invention.
本発明は車窓、オフィスや家屋の窓、パーティションやブラインド、カーテンのほか、映像用スクリーン、電子ポスター、ショーウィンドウ、自動車の窓ガラス、玩具やアミューズメントへの利用、建材、自動ドア、映像投影による広告、水槽に液晶フィルムを貼り付けての映像投影、デジタルサイネージなどの分野への適用が可能である。
In addition to car windows, office and house windows, partitions and blinds, curtains, video screens, electronic posters, show windows, automobile window glass, use for toys and amusements, building materials, automatic doors, advertisements by video projection It can be applied to fields such as video projection and digital signage by attaching a liquid crystal film to a water tank.
1 液晶ブラインド装置
10 透明板
20 中間膜
30 液晶フィルム
30a 不透明状態
30b 透明状態
40 基板
50 透明電極
60 高分子及び液晶複合材料
80 プロジェクタ
80a 光線
90 商品
A 画像投影面
100 パーティション
110 枠体
120 ショーウィンドウ
130 窓ガラス
140 外壁
150 地面
160 水槽
170 スクリーン
DESCRIPTION OF
Claims (6)
各1対の前記透明板の内側に形成された1対の中間膜又は接着材又は粘着材と、
前記1対の中間膜又は接着材又は粘着材に挟まれた液晶フィルムを有し、
前記液晶フィルムは、1対の基板と、前記1対の基板の内側に形成された1対又は複数対の透明電極と、前記1対又は複数対の透明電極の各々の対に挟まれた高分子及び液晶複合材料と、を含むことを特徴とする液晶ブラインド装置。A plurality of transparent plates made of glass or resin or plastic;
A pair of intermediate films or adhesives or adhesives formed inside each pair of the transparent plates;
Having a liquid crystal film sandwiched between the pair of intermediate films or adhesives or adhesives,
The liquid crystal film includes a pair of substrates, a pair of transparent electrodes formed inside the pair of substrates, and a pair of high electrodes sandwiched between the pair of transparent electrodes. A liquid crystal blind device comprising a molecule and a liquid crystal composite material.
6. The liquid crystal blind device according to claim 1, wherein the liquid crystal blind device is disposed on at least a front surface of the light transmissive external member, a screen member is disposed behind the external member, and light from the light source is transmitted through the light. The block electrode constituting the transparent electrode is controlled so that the light beam that has passed through the liquid crystal blind device passes through the external member and then appears on the screen member. Method.
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