JP2009259763A - フィルムユニット及びこれを備えるプラズマディスプレイパネル - Google Patents

Abstract

【課題】ディスプレイ装置の全面に直接付着されるフィルムユニットとして、外部から加えられる衝撃を吸収及び分散して装置の機能を保護し、外形上の変形を防止できるディスプレイ用フィルムユニットを提供する。
【解決手段】本発明は、所定の面積と厚さを有し、前記厚さ方向に形成された複数の開口部を備えるベースフィルムと、前記開口部の密閉された空間に位置する空気層により自体弾性が形成されるように前記複数の開口部の上端部を塞ぐカバー層とを含む。
【選択図】図１Ｂ

Description

本発明は外部から加えられる衝撃を吸収及び分散させてディスプレイ装置の画面を保護できるフィルムユニット及びこのフィルムユニットを備えるプラズマディスプレイパネルに関する。

近年、プラズマディスプレイパネルは既存のディスプレイ装置を代表するＣＲＴに比べて大型化及び薄型化を同時に満足できることから、次世代ディスプレイ装置の１つとして持続的に研究開発されている。

プラズマディスプレイパネルは放電により駆動するので、強い電磁波を放出し、このような電磁波は人体や他の電子機器に影響を与える。従って、既存のプラズマディスプレイパネルでは放出する電磁波を法定基準値以下に下げることが要求されている。そのために、既存の大部分のプラズマディスプレイパネルでは電磁波と近赤外線を遮断すると共に、同時に外部光の反射率を下げて明室明暗比を向上させることができる全面フィルタを採用している。

全面フィルタはガラスを利用するガラスフィルタと、ガラスを利用しないフィルムフィルタとに区分できるが、フィルムフィルタはガラスフィルタに比べて軽量化及び薄型化、二重映像の改善などの長所を有するので、多く用いられている。

しかしながら、フィルムフィルタはガラスフィルタに比べてプラズマディスプレイパネルの全面に加えられる外部からの衝撃を遮断又は緩和させる能力が低い。従って、既存のフィルムフィルタを備えるプラズマディスプレイパネルは全面に加えられる外部の衝撃により機能の損傷や外形上の変形をもたらすおそれがある。
大韓民国特許公開第２００２−００７７２５１号 日本特許公開第２００６−１６２８９０号 大韓民国特許公開第２００３−０００１４９４号

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ディスプレイ装置の全面に直接付着されるフィルムユニットとして、外部から加えられる衝撃を吸収及び分散して装置の機能を保護し、外形上の変形を防止できるディスプレイ用フィルムユニットを提供することにある。
本発明の他の目的は、前述したフィルムユニットを備えることで、耐久性を向上させることができるプラズマディスプレイパネルを提供することにある。

前記目的を解決するために、本発明の一側面によれば、所定の面積と厚さを有し、前記厚さ方向に形成された複数の開口部を備えるベースフィルムと、前記開口部の密閉された空間に位置する空気層により自体弾性が形成されるように前記複数の開口部の上端部を塞ぐカバー層とを含むディスプレイ用フィルムユニットが提供される。

好ましくは、ベースフィルムは複数のリブを備え、複数のリブの全体的な構造は格子構造又は開放型格子構造を有する。
前記リブの高さは５０μｍ〜２００μｍであり、前記リブの幅は５μｍ〜５０μｍである。

前記フィルムユニットはベースフィルムにカバー層を固定する接着層を更に含むことができる。接着層は色補正、近赤外線の遮断及びネオン光の遮断のうちの少なくともいずれか１つのための色素を含むことができる。

前記カバー層は反射防止層であり得る。この場合、フィルムユニットは反射防止層に含まれるか、又は反射防止層の一面に配置されるハードコーティング材を更に含むことができる。

前記フィルムユニットはベースフィルムの一面に配置される導電層を更に含むことができる。また、前記フィルムユニットはベースフィルムの一面に配置される色補正層を更に含むことができる。また、前記フィルムユニットはベースフィルムの一面に配置される透明フィルムを更に含むことができる。

前記ベースフィルムはポリエチレンテレフタレートからなることができる。
本発明の他の側面によれば、前述した一側面によるフィルムユニットが一面に配置されたパネル本体を含むプラズマディスプレイパネルが提供される。

本発明のフィルムユニットによれば、衝撃を吸収する能力に優れており、ディスプレイ装置の画面を効果的に保護できるという効果を奏する。また、本発明のフィルムユニットは、既存のフィルムフィルタの一面に直接付着されるか、ディスプレイ装置の全面に直接付着され得るので、使い勝手がよい。更に、放電セル領域に対応して配置される開口部と黒色系列の色を有するリブを介してディスプレイ装置の明室明暗比を向上させる。

下記の詳細な説明は、本発明の特定の実施形態だけを詳細に記載し示す。本発明の技術分野において通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で下記の実施形態を多様に変形できる。従って、添付する図面と説明は、本発明を説明するだけであって、これに限定されない。また、１つの構成要素が他の構成要素と「接触している（ｏｎ）」ということはそれがその他の構成要素と直接接触したり、１つ以上の要素を２つの間に介在させて間接的に接触していることを意味する。また、ある要素が他の要素に「結合されている」ということは、それがその他の要素に直接的に連結されているか、１つ以上の要素を２つの間に介在させて間接的に連結されていることを意味する。 以下では、同じ参照番号は同じ構成要素を意味する。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
図１Ａは、本発明の一実施形態によるディスプレイ用フィルムユニットの斜視図である。図１Ｂは、図１Ａのフィルムユニットの分解斜視図である。
図１Ａ及び図１Ｂを参照すれば、本実施形態のフィルムユニットは、ベースフィルム１０、及びベースフィルム１０の一面に配置されるカバー層２０を含む。
ベースフィルム１０は所定の面積と厚さを有し、厚さ方向に形成された複数の開口部を備える。開口部はベースフィルム１０の一面に形成された複数のリセス（ｒｅｃｅｓｓ）又はトレンチ（ｔｒｅｎｃｈ）形状を有することができる。
カバー層２０はベースフィルム１０の一面に配置され、ベースフィルム１０の複数の開口部の上端部を塞ぐ。この場合、複数の開口部は内部に空気層を備えるため、フィルムユニットに自体弾性を提供できる。

本実施形態のフィルムユニットは、ディスプレイ装置の画面の最上層に配置されることが最も効率的である。従って、前述したカバー層２０は反射防止層で形成されることが最も好ましい。前述した複数の開口部の詳細は後述する。
図２は、本発明の他の実施形態によるフィルムユニットの断面図である。図２は、図１ＡのＩ−Ｉ’線による断面に対応し得る。

図２を参照すれば、フィルムユニットは、ベースフィルム１０、ベースフィルム１０の一面に配置されるカバー層（以下、反射防止層という）、及び反射防止層２０をベースフィルム１０の一面に固定する接着層３０を含む。
ベースフィルム１０は、複数のリブ１２により区画される複数の開口部１４を備える。ベースフィルム１０は力学的物性や光学的物性のバランス側面を考慮しながら機械的な強度が高くて熱収縮が小さく、加熱時にオリゴマーの発生量が少ない材料を用いて製作され得る。

ベースフィルム１０は、フィルムユニットの支持基材として用いられるが、その材料はＰＥＴ以外にポリエーテルスルホン（ＰＥＳ、ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｐｈｏｎｅ）、ポリアクリレート（ＰＡＲ、ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ、ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｎａｐｔｈａｌａｔｅ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ、ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅｓｕｌｆｉｄｅ）、ポリアリレート（ｐｏｌｙａｌｌｙｌａｔｅ）、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｂｏｎａｔｅ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ、ｔｒｉａｃｅｔａｔｅ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ、ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ａｃｅｔａｔｅ ｐｒｏｐｉｏｎａｔｅ）からなるグループから選択される。特に、ベースフィルム１０の材料としては、ＰＥＴが好適である。

ベースフィルム１０の材料としてＰＥＴを採用した場合、リブ１２の高さＨは５０μｍ〜２００μｍに設定される。リブ１２の高さＨが５０μｍより小さければ、空気層の形成時に期待する効果が得られ難く、リブ１２の高さＨが２００μｍより大きければ、ベースフィルム１０自体の強度が顕著に弱くなり得る。もちろん、前述したリブ１２の高さＨはフィルムユニットの全体の大きさとリブ１２の幅によって調節可能である。

反射防止層２０は、ベースフィルム１０の開口部１４の一端を封止しながら透過する光の損失を最小化し、外部光の反射及び乱反射を防止するように配置される。反射防止層２０は単層構造又は多層構造に設置されることができる。単層構造の反射防止層２０はフッ素系透明高分子樹脂やフッ素化マグネシウム、シリコン系樹脂や酸化ケイ素の薄膜などを１／４波長の光学膜厚さに配置したものを含む。そして、多層構造の反射防止層２０は屈折率の異なる金属酸化物、フッ素化物、ケイ化物、ホウ化物、炭化物、窒化物、黄化物などの無機化合物、シリコン系樹脂、アクリル樹脂、又はフッ素系樹脂などの有機化合物の薄膜を２層以上配置したものを含む。前述した反射防止層２０の形成には、スパッタリング法、イオンメッキ法、イオンビームアシスト法、真空蒸着法、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、物理気相蒸着（ＰＶＤ）などが利用され得る。

本明細書において、「透明」という用語は可視光の透過率が１００％であるという意味だけでなく、本技術分野において通常透明であると見られる程度の透過率を有することを意味する。

接着層３０は、ベースフィルム１０の開口部１４が封止されるように開口部１４の上端部を覆う。このとき、接着層３０の材料によって接着材料の一部が開口部１４の内側に若干挿入され得る。

一方、本実施形態のフィルムユニットはベースフィルム１０の他面に配置されるもう１つの接着層を含むことができる。この場合、もう１つの接着層はディスプレイ装置の全面、即ち、ディスプレイ装置用ガラスフィルタ又はフィルムフィルタの一面に本発明のフィルムユニットを付着するために用いられることができる。

接着層３０の材料としては、アクリル系、シリコン系、ウレタン系、ポリビニール系などの熱可塑性樹脂及び／又は紫外線硬化性樹脂のような透明な接着剤又は粘着剤を用いることができる。例えば、アクリルレート系樹脂やＰＳＡ（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ａｄｈｅｓｉｖｅ）のようなシリコン粘着剤が使用可能である。

また、接着層３０は色補正、近赤外線の遮断又はネオン光の遮断のために可視光領域で特定波長の光を選択的に吸収できる染料や顔料のような色素を含むことができる。例えば、色素としては、ネオンの励起（ｅｘｃｉｔｅｄ）時に放出される約５８５μｍ波長付近の不要な光を遮断できるシアニン系、スクアリリウム系、アゾメチン系、 キサンテン系、オキソノール系 、アゾ系などの化合物が使用可能である。前述した色素の種類及び濃度は色素の吸収波長及び吸収係数、透明導電層の色調、フィルタユニットに要求される透過特性及び透過率などから決定され得る。

前述した本発明のディスプレイ用フィルムユニットの製造方法を例に挙げて説明すれば、以下の通りである。
まず、ポリエチレンテレフタレートペレットを２９０℃〜３００℃で溶融させ、圧出機により厚さ２００μｍのフィルムを製作する。そして、このフィルムを再び加熱しながら２軸延伸（横と縦から伸ばす）して厚さ１００μｍのＰＥＴフィルムを用意する。

その後、用意したＰＥＴフィルムをレーザエッチング工程を通じてパターニングして所定パターンのリブ１２と開口部１４が備えられたベースフィルム１０を用意する。

その後、ベースフィルム１０の一面に接着層３０を積層する。
次に、一面に接着層３０が積層されたベースフィルム１０と予め用意されている反射防止フィルムをロール-ツー-ロール方式で積層する。ここで、反射防止フィルムは厚さ１８８μｍのもう１つのＰＥＴフィルムの一面に反射防止層２０を積層し、他面に接着層を積層して準備される。前述した製造工程を通じて本実施形態のフィルムユニットが製作される。参考までに、本明細書における「反射防止層」とは、透明フィルム上に塗布された反射防止層そのものはもちろん、一面に反射防止層が塗布された反射防止フィルムを意味し得る。

前述した構成によれば、外部からフィルムユニットに衝撃が加えられるとき、開口部１４内の空気層がクッションとしての役割をすることで、効果的に衝撃を吸収及び分散させることができる。

図３Ａは、本発明の一実施形態によるディスプレイ用フィルムユニットのベースフィルムに対する平面図である。
図３Ａを参照すれば、ベースフィルム１０は格子構造のリブ１２と、このリブ１２により区画される複数の開口部１４とを備える。このような格子構造は既存のディスプレイ装置で用いられるブラックマトリクス構造と類似するが、ベースフィルム１０の開口部１４がカバー層により封止されると、開口部１４には空気層が形成され、前述した構造によれば、ベースフィルム１０は外部から衝撃が加えられるとき、前記衝撃に対してクッションとしての役割をする空気層を通じて外部の衝撃を効果的に吸収及び分散できるという、ブラックマトリックスとは異なる機能を有する。

フィルムユニットの空気層構造とフィルムユニットがディスプレイ装置の視認面上に取り付けられることを考慮すれば、前述したリブ１２の幅Ｗは５μｍ〜５０μｍに、フィルムユニットの幅方向におけるリブ間の距離Ｌ１は５０μｍ〜３００μｍに、フィルムユニットの長さ方向におけるリブ間の距離Ｌ２は５０μｍ以上にそれぞれ設定される。前述した範囲で特定設計値はフィルムユニットが設置されるディスプレイ装置の大きさ、セルピッチなどによって更に精密に決定され得る。

図３Ｂは、本発明の他の実施形態によるディスプレイ用フィルムユニットのベースフィルムの平面図である。
図３Ｂを参照すれば、ベースフィルム１０ａは格子構造でフィルムユニットの横方向に位置するリブが除去された開放型格子構造のリブ１２パターンを備えることができる。ここで、開放型格子構造はリブ１２により区画される開口部１４が前記横方向に延びるストライプ状で形成されるものと言及され得る。ベースフィルム１０ａの両面が封止されると、開口部１４にはストライプ状の空気層が形成される。前述した構造によれば、ベースフィルム１０ａは外部から衝撃が加えられるとき、前記衝撃に対してクッションとしての役割をする複数のストライプ状の空気層を通じて外部の衝撃を効果的に吸収及び分散できる。
ベースフィルム１０ａのリブ１２の幅は５μｍ〜５０μｍに、フィルムユニットの幅方向におけるリブ間の距離は５０μｍ〜３００μｍに設定され、これらの範囲は前述した横方向におけるリブ間の距離を除けば、図３Ａを参照して前述したベースフィルム１０の場合と同一である。

図４は、本発明の他の実施形態によるフィルムユニットを備えたプラズマディスプレイパネルの部分断面図である。
図４を参照すれば、プラズマディスプレイパネルは、フィルムユニットと、このフィルムユニットを一面（視認面）に備えるパネル本体とを含む。図４において、Ａ区間はフィルムユニットが設置されている領域を意味し、Ｂ区間はパネル本体の透明な全面基板が設置されている領域を意味する。

フィルムユニットは、基本的に図１Ａ〜図３Ｂを参照して前述したフィルムユニットを含む。本実施形態において、フィルムユニットはパネル本体から発生し得る電磁波、近赤外線、ネオン光を遮断できる機能性膜を更に含むことができる。

例えば、フィルムユニットは導電層４０／透明フィルム５０／色補正層６０／接着層３４の順に積層された構造の下部フィルムを備えることができる。
導電層４０は、パネル本体で発生する人体に有害な電磁波の遮断と近赤外線の遮断のために備えられる。前記近赤外線は周辺電子機器の誤作動の原因になり得る。導電層４０は、単層又は多層構造で配置されることができ、多層構造の場合、導電層４０の表面抵抗値を容易に補正できるため、それを通じて可視光の透過率を調節できる。前述した導電層４０は金属層、金属酸化物、導電性ポリマーなどで形成されることができる。金属層はパラジウム、銅、白金、ロジウム、アルミニウム、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、ルテニウム、錫、タングステン、イリジウム、鉛、銀などから選択される少なくとも１つを含む。そして、金属酸化物は酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、金属アルコキシド、インジウムチンオキシド、ＡＴＯなどから選択される少なくとも１つを含む。

色補正層６０は、近赤外線の吸収及び／又はネオン光の吸収のために備えられる。色補正層６０は、透明な樹脂に少なくとも１種以上の色素を混練させた高分子フィルムであるか、樹脂バインダと有機系溶媒に少なくとも１種以上の色素を加えて得られる塗料を透明な基材上にコーティングしたものか、少なくとも１種以上の色素を含有する透明な粘着剤で形成されることができる。ここで、「含有」とは、基材、膜又は粘着剤の内部に含まれることはもちろん、基材又は膜の表面に塗布された状態も意味する。

透明フィルム５０は、基本的に導電層４０及び／又は色補正層６０を支持するために備えられる。例えば、透明フィルム５０を基材としてその一面に導電層４０を形成し、その他面に色補正層６０を形成できる。

接着層３４は、導電層４０及び色補正層６０を含むフィルムユニットをパネル本体の視認面に付着するために備えられる。本実施形態において、色補正層６０が透明な粘着材に１種又は複数種類の色素を含有して構成される場合、接着層３４は省略され得る。

また、フィルムユニットは前述した積層構造以外に導電層４０がベースフィルム１０の上部フィルムに含まれるか、導電層４０と色補正層６０の位置を変えるか、ベースフィルム１０の上部及び／又は下部にもう１つの透明フィルム及び／又は接着剤を追加して構成されることができる。

更に、フィルムユニットは反射防止層２０として反射防止機能をする膜２０ａと、この膜２０ａの一面（上部面）に塗布されたハードコーティング材２０ｂを備えることができる。ハードコーティング材２０ｂは、多様な形態の外力によるスクラッチの防止のために備えられる。このようなハードコーティング材２０ｂとしては、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、シロキサン系ポリマーを用いることができ、また、オリゴマーのような紫外線硬化樹脂を用いることもできる。そして、強度の向上のために、ハードコーティング材２０ｂにシリカ系のフィラーを付加することもできる。ハードコーティング材２０ｂを含む反射防止層２０の厚さはあまり厚くないながらも、期待する効果が得られるように、２μｍ〜７μｍに設定される。

もちろん、ハードコーティング材２０ｂは反射防止機能をする膜２０ａに挿入されるか、前記膜２０ａの他面（下部面）に配置され得る。
ハードコーティング材２０ｂを含むフィルムユニットの光学的特性は、ヘイズが１〜３％程度に低く、可視光の透過率が３０％〜９０％であり、外部光の反射率が１％〜２０％程度に低く、ガラス転移温度以上の耐熱性及び１Ｈ〜３Ｈの鉛筆硬度を備えるように設計される。

前述したパネル本体は全面フィルタを具備しないプラズマディスプレイパネルを意味し、透明な第１基板７０の他の一面に配置されるＸ−Ｙ電極、誘電体層及び保護膜を備える上板（ｆｒｏｎｔ ｐｌａｔｅ）、第１基板７０と対向配置された第２基板上に設置されるアドレス電極、誘電体層、隔壁及び蛍光体層を備える下板（ｂａｃｋ ｐｌａｔｅ）、上板と下板を支持するようにパネル本体Ｂの後面に付着されるシャーシベース、及び駆動回路基板を含む。

パネル本体で隔壁は多数の放電セル空間を区画し、隔壁の側面には赤色、緑色又は青色蛍光体層が塗布されている。また、セル空間内にはネオン気体のような気体が注入されている。前述したパネル本体はＸ−Ｙ電極とアドレス電極を介して印加される電圧によりセル空間内の放電を制御して画像を表示する。Ｘ−Ｙ電極とアドレス電極は駆動回路基板の制御回路により制御される。

一方、前述した実施形態では、本発明のフィルムユニットを備えるディスプレイ装置としてプラズマディスプレイパネルを例に挙げて説明した。しかしながら、本発明はそのような例に限定されない。本発明は、電界発光ディスプレイ（ＦＥＤ）、真空蛍光表示管（ＶＦＤ）、有機電界発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）、液晶表示装置（ＬＣＤ）などのディスプレイ装置に適用可能である。

以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることはもちろんであり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。

本発明の一実施形態によるディスプレイ用フィルムユニットの斜視図である。 図１Ａのフィルムユニットの分解斜視図である。 本発明の他の実施形態によるフィルムユニットの断面図である。 本発明に適用可能なフィルムユニットのベースフィルムに対する平面図である。 本発明に適用可能なフィルムユニットのベースフィルムに対する平面図である。 本発明の他の実施形態によるフィルムユニットを備えるプラズマディスプレイパネルの部分断面図である。

符号の説明

１０ ベースフィルム
１２ リブ
１４ 開口部
２０ カバー層
３０、３４ 接着層
４０ 導電層
５０ 透明フィルム
６０ 色補正層
７０ 第１基板

Claims (11)

1. 所定の面積と厚さを有し、前記厚さ方向に形成された複数の開口部を備えるベースフィルムと、
   前記開口部の密閉された空間に位置する空気層により自体弾性が形成されるように前記複数の開口部の上端部を塞ぐカバー層と
   を含むディスプレイ用フィルムユニット。
2. 前記ベースフィルムは複数のリブを備え、前記複数のリブの全体的な構造は格子構造又は開放型格子構造であることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用フィルムユニット。
3. 前記リブの高さは５０μｍ〜２００μｍであり、前記リブの幅は５μｍ〜５０μｍであることを特徴とする請求項２に記載のディスプレイ用フィルムユニット。
4. 前記ベースフィルムに前記カバー層を固定する接着層を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用フィルムユニット。
5. 前記接着層は色補正、近赤外線の遮断及びネオン光の遮断のうちの少なくともいずれか１つのための色素を含むことを特徴とする請求項４に記載のディスプレイ用フィルムユニット。
6. 前記カバー層は反射防止層であり、
   前記フィルムユニットは前記反射防止層に含まれるか、又は前記反射防止層の一面に配置されるハードコーティング材を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用フィルムユニット。
7. 前記ベースフィルムの一面に配置される導電層を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用フィルムユニット。
8. 前記ベースフィルムの一面に配置される色補正層を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用フィルムユニット。
9. 前記ベースフィルムの一面に配置される透明フィルムを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用フィルムユニット。
10. 前記ベースフィルムはポリエチレンテレフタレートからなることを特徴とする請求項１に記載のディスプレイ用フィルムユニット。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載のフィルムユニットと、
    前記フィルムユニットが一面に配置されたパネル本体を含むプラズマディスプレイパネル。

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