KR102016407B1 - 적층 필름 - Google Patents
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Abstract
양자 도트층 등의 광학 기능층을 갖는 적층 필름으로서, 산소 등에 의한 광학 기능층의 열화를 방지할 수 있는 적층 필름의 제공을 과제로 한다. 광학 기능층의 적어도 한쪽 면에 가스 배리어층을 적층한 적층체와, 적층체의 에지면을 덮는, 고형분 전체량을 100질량부로 했을 때에, (메트)아크릴로일기, 바이닐기, 글리시딜기, 옥세테인기, 지환식 에폭시기로부터 적어도 하나 선택되는 중합성 관능기를 갖는 화합물을 5질량부 이상 함유하는 조성물에 의하여 형성된, 산소 투과도가 10cc/(m2·day·atm) 이하인 수지층을 가짐으로써, 이 과제를 해결한다.
Description
본 발명은 액정 표시 장치의 백라이트 등에 이용되는 적층 필름에 관한 것이다.
액정 표시 장치((Liquid Crystal Display) 이하, LCD라고도 함)는, 소비 전력이 작고, 공간을 절약할 수 있는 화상 표시 장치로서 해마다 그 용도가 확대되고 있다. 또, 최근의 액정 표시 장치에 있어서는, LCD 성능 개선으로서, 추가적인 전력 절약화, 색재현성 향상 등이 요구되고 있다.
LCD에 대한 전력 절약화의 요구에 따라, 백라이트(백라이트 유닛)에 있어서의 광이용 효율을 높이고, 또 색재현성을 향상시키기 위하여, 입사광의 파장을 변환하여 출사하는 양자 도트(QD(Quantum Dot))를, 백라이트에 이용하는 것이 제안되고 있다.
양자 도트란, 3차원 전체 방향에 있어서 이동 방향이 제한된 전자의 상태이며, 반도체의 나노 입자가, 높은 포텐셜 장벽에서 3차원적으로 둘러싸여 있는 경우에, 이 나노 입자는 양자 도트가 된다. 양자 도트는 다양한 양자 효과를 발현한다. 예를 들면, 전자의 상태 밀도(에너지 준위)가 이산화(離散化)되는 "양자 사이즈 효과"가 발현된다. 이 양자 사이즈 효과에 의하면, 양자 도트의 크기를 변화시킴으로써, 광의 흡수 파장이나 발광 파장을 제어할 수 있다.
양자 도트는, 일반적으로, 아크릴 수지나 에폭시 수지 등의 수지로 이루어지는 매트릭스로 분산되어 양자 도트층이 되고, 예를 들면 파장 변환을 행하는 양자 도트 필름으로서, 백라이트와 액정 패널의 사이에 배치되어 이용된다.
백라이트로부터 양자 도트 필름에 여기광이 입사하면, 양자 도트가 여기되어 형광을 발광한다. 여기에서 다른 발광 특성을 갖는 양자 도트를 이용함으로써, 적색광, 녹색광, 청색광의 반값폭이 좁은 광을 발광시켜 백색광을 구현화할 수 있다. 양자 도트에 의한 형광은 반값폭이 좁기 때문에, 파장을 적절히 선택함으로써 얻어지는 백색광을 고휘도로 하거나 색재현성이 우수한 설계로 하는 것이 가능하다.
그런데, 양자 도트는, 산소 등에 의하여 열화되기 쉽고, 광산화 반응에 의하여 발광 강도가 저하된다는 과제가 있다. 이로 인하여, 양자 도트 필름에서는, 양자 도트층의 양면에 가스 배리어 필름을 적층하여 양자 도트층을 보호하는 것이 행해지고 있다.
그러나, 양자 도트층의 양면을 가스 배리어 필름으로 협지하는 것만으로는, 가스 배리어 필름으로 덮여 있지 않은 에지면으로부터 양자 도트층에 수분이나 산소가 침입하여, 양자 도트가 열화된다는 문제가 있었다.
이로 인하여, 양자 도트층의 양면에 더하여, 양자 도트층의 주변도 가스 배리어 필름 등으로 밀봉하는 것이 제안되고 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에는, 양자 도트 형광체를 농도 0.0~20질량%의 범위에서 사이클로올레핀 (공)중합체에 분산시킨 조성물이 기재되어 있고, 이 조성물로 이루어지는 양자 도트가 분산된 수지 성형체의 전체면을 피복하는 가스 배리어층을 갖는 구성이 기재되어 있다. 또, 이 가스 배리어층은, 수지층의 적어도 한쪽 면에 실리카막 또는 알루미나막을 형성한 가스 배리어 필름인 것이 기재되어 있다.
특허문헌 2에는, 발광 양자 도트(QD) 집단을 포함하는 원격 형광체 필름을 구비하는 백라이트 유닛에 있어서, 원격 형광체 필름이, QD 형광체 재료를 2개의 가스 배리어 필름 사이에 두고, QD 형광체 재료의 주위 주변의 2개의 가스 배리어 필름 사이의 영역에 가스 배리어성을 갖는 불활성 영역을 갖는 구성이 기재되어 있다.
특허문헌 3에는, 광원부로부터 발광된 색광의 적어도 일부를 다른 색광으로 변환하는 색변환층과, 색변환층을 밀봉하는 불투수성의 밀봉 시트를 구비한 발광 장치에 있어서, 색변환층이 되는 형광체층의 외주를 따라, 즉 형광체층의 평면 형상을 둘러싸도록 프레임 형상으로 마련되어 있는 제2 첩합층을 갖고, 이 제2 첩합층이 가스 배리어성을 갖는 접착 재료로 이루어지는 구성이 기재되어 있다.
또한, 특허문헌 4에는, 양자 도트층(파장 변환부)과, 양자 도트층을 밀봉하는 실리콘 등으로 이루어지는 밀봉 부재를 갖는 양자점 파장 변환체에 있어서, 양자 도트층을 밀봉 부재 사이에 두고, 또한 양자 도트층의 주변에 있어서 밀봉 부재끼리를 첩착하는 구성이 기재되어 있다.
여기에서, 양자 도트 필름을 백라이트로서 이용하는 LCD는, 옥내나 옥외, 차재 등의 다양한 환경하에서 사용된다. 이에 더하여, LCD의 백라이트는, 광원의 열로 가열된다. 또한, 차재용 용도로는, LCD의 백라이트는, 보다 고온 고습의 환경에 노출될 가능성이 있다.
따라서, 양자 도트 필름에 있어서, 양자 도트층의 에지면의 밀봉에는, 에지면으로부터 양자 도트층에 대한 산소 등의 침입을 방지하는 충분한 가스 배리어성에 더하여, 고온 고습의 환경하 등에 있어서도, 충분한 내구성을 가질 것이 요구된다.
그러나, 종래의 에지면을 밀봉한 양자 도트 필름에서는, 고온 고습의 환경하에 있어서, 충분한 내구성으로, 또한 충분한 가스 배리어성으로 양자 도트층의 에지면으로부터의 산소 등의 침입을 방지하는 것은 곤란하다.
이에 더하여, 특허문헌 4에 나타나는 밀봉 부재끼리에서의 밀봉에서는, 면방향으로 양자 도트 필름의 두께가 달라지기 때문에, 충분한 광학 특성을 발현하는 것은 곤란하다.
본 발명의 목적은, 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하는 것에 있으며, 양자 도트층 등의 광학 기능층을 갖는 적층 필름에 있어서, 에지면으로부터 산소 등의 침입에 의하여, 양자 도트 등의 광학 기능을 발현하는 부재가 열화되는 것을 방지할 수 있고, 또한 에지면의 밀봉층이 고온 고습의 환경하에서도 충분한 내구성을 갖는 적층 필름을 제공하는 것에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 적층 필름은, 광학 기능층과, 광학 기능층의 적어도 한쪽의 주면에 적층되는 가스 배리어층과, 광학 기능층 및 가스 배리어층을 적층한 적층체의 에지면의 적어도 일부를 덮는 에지면 밀봉층을 갖고, 또한,
에지면 밀봉층이 고형분 전체량을 100질량부로 했을 때에, (메트)아크릴로일기, 바이닐기, 글리시딜기, 옥세테인기, 지환식 에폭시기로부터 적어도 하나 선택되는 중합성 관능기를 갖는 중합성 화합물을 5질량부 이상 함유하는 조성물에 의하여 형성된, 산소 투과도가 10cc/(m2·day·atm) 이하인 수지층인 것을 특징으로 하는 적층 필름을 제공한다.
이와 같은 본 발명의 적층 필름에 있어서, 에지면 밀봉층이 적층체의 에지면의 전체면을 덮는 것이 바람직하다.
또, 에지면 밀봉층을 형성하는 조성물이 함유하는 중합성 화합물의 친수도 logP가 4 이하인 것이 바람직하다.
또, 에지면 밀봉층을 형성하는 조성물이 친수도 logP가 4 이하인 수소 결합성 화합물을 함유하는 것이 바람직하다.
또, 에지면 밀봉층을 형성하는 조성물은, 조성물의 고형분 전체량을 100질량부로 했을 때에, 수소 결합성 화합물을 30질량부 이상 함유하는 것이 바람직하다.
또, 에지면 밀봉층의 두께가 0.1~500μm인 것이 바람직하다.
또, 에지면 밀봉층에 무기물의 입자가 분산되는 것이 바람직하다.
또한, 무기물의 입자의 크기가 에지면 밀봉층의 두께 이하인 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 양자 도트층 등의 광학 기능성층을 갖는 적층 필름에 있어서, 에지면을 밀봉하는 에지면 밀봉층에 의하여, 광학 기능성층의 에지면으로부터 침입하는 산소 등에 의한 양자 도트 등의 기능 재료의 열화를 방지할 수 있고, 또한 고온 고습의 환경하에 있어서도, 에지면 밀봉층이 충분한 내구성을 갖기 때문에, 수명이 긴 양자 도트 필름 등의 적층 필름을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 적층 필름의 일례를 개념적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 적층 필름에 이용되는 가스 배리어층의 일례를 개념적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 적층 필름에 이용되는 가스 배리어층의 일례를 개념적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 적층 필름에 대하여, 첨부된 도면에 나타나는 적합한 실시예를 바탕으로, 상세하게 설명한다.
이하에 기재하는 구성 요건의 설명은, 본 발명의 대표적인 실시형태에 근거하여 이루어지는 경우가 있지만, 본 발명은 그와 같은 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 있어서, "~"를 이용하여 나타나는 수치 범위는, "~"의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.
도 1은 본 발명의 적층 필름의 일례를 개념적으로 나타내는 단면도이다.
도 1에 나타내는 적층 필름(10)은, 광학 기능층(12)과, 가스 배리어층(14)과, 에지면 밀봉층(16)을 갖는다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 적층 필름(10)은, 시트 형상의 광학 기능층(12)의 양면(양주면)에, 가스 배리어층(14)을 적층하고, 광학 기능층(12)을 가스 배리어층(14)으로 협지한 적층체의 에지면의 전체면을, 에지면 밀봉층(16)으로 덮은 구성을 갖는 것이다.
여기에서, 이후에 상세하게 설명하지만, 에지면 밀봉층(16)은, 산소 투과도가 10cc/(m2·day·atm) 이하인 수지층이다.
광학 기능층(12)은, 파장 변환 등의 원하는 기능을 발현하기 위한 층이며, 예를 들면 사각형의 평면 형상을 갖는 시트 형상물이다. 이하의 설명에서는, "광학 기능층(12)"을, "기능층(12)"이라고도 한다.
기능층(12)은, 양자 도트층 등의 파장 변환층, 광취출층, 유기 일렉트로 루미네선스층(유기 EL(Electro Luminescence)층) 등 광학적인 기능을 발현하는, 각종 층이 이용 가능하다.
그 중에서도, 에지면 밀봉층(16)을 가짐으로써, 에지면으로부터 침입하는 산소에 기인하는 광학 기능 재료의 열화를 방지할 수 있고, 또한 에지면 밀봉층(16)이 고온 고습하에서도 충분한 내구성을 갖는다고 하는, 본 발명의 적층 필름의 특징을 충분히 발현할 수 있는 등의 점에서, 차재 등의 고온 고습 등의 다양한 환경하에서의 사용이 상정되는 LCD 등에 이용되고, 또한 산소에 의한 양자 도트의 열화가 큰 문제가 되는 양자 도트층은, 기능층(12)으로서 적합하게 이용된다.
양자 도트층은, 일례로서, 다수의 양자 도트를 수지 등의 매트릭스 중에 분산하여 이루어지는 층이며, 기능층(12)에 입사한 광의 파장을 변환하여 출사하는 기능을 갖는, 파장 변환층이다.
예를 들면, 도시하지 않은 백라이트로부터 출사된 청색광이 기능층(12)에 입사하면, 기능층(12)은, 내부에 함유하는 양자 도트의 효과에 의하여, 이 청색광의 적어도 일부를 적색광 혹은 녹색광으로 파장 변환하여 출사한다.
여기에서, 청색광이란, 400~500nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 광이며, 녹색광이란, 500nm 초과 600nm 이하의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 광이고, 적색광이란, 600nm 초과 680nm 이하의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 광이다.
또한, 양자 도트층이 발현하는 파장 변환의 기능은, 청색광을 적색광 혹은 녹색광으로 파장 변환하는 구성에 한정되지는 않고, 입사광의 적어도 일부를 다른 파장의 광으로 변환하는 것이면 된다.
양자 도트는, 적어도 입사하는 여기광에 의하여 여기되어 형광을 발광한다.
양자 도트층에 함유되는 양자 도트의 종류에는 특별히 한정은 없고, 요구되는 파장 변환의 성능 등에 따라, 다양한 공지의 양자 도트를 적절히 선택하면 된다.
양자 도트에 대해서는, 예를 들면 일본 공개특허공보 2012-169271호의 단락 0060~0066을 참조할 수 있지만, 여기에 기재된 것에 한정되는 것은 아니다. 양자 도트로서는, 시판품을 아무런 제한없이 이용할 수 있다. 양자 도트의 발광 파장은, 통상, 입자의 조성, 사이즈에 따라 조정할 수 있다.
양자 도트는, 매트릭스 중에 균일하게 분산되는 것이 바람직하지만, 매트릭스 중에 편재되어 분산되어도 된다.
또, 양자 도트는, 1종만을 이용해도 되고, 2종 이상을 병용해도 된다.
2종 이상의 양자 도트를 병용하는 경우는, 서로 발광광의 파장이 다른 양자 도트를 사용해도 된다.
구체적으로는, 공지의 양자 도트에는, 600~680nm의 범위의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 양자 도트 (A), 500~600nm의 범위의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 양자 도트 (B), 400~500nm의 파장 대역에 발광 중심 파장을 갖는 양자 도트 (C)가 있으며, 양자 도트 (A)는, 여기광에 의하여 여기되어 적색광을 발광하고, 양자 도트 (B)는 녹색광을, 양자 도트 (C)는 청색광을 발광한다. 예를 들면, 양자 도트 (A)와 양자 도트 (B)를 포함하는 양자 도트 함유 적층체에 여기광으로서 청색광을 입사시키면, 양자 도트 (A)에 의하여 발광되는 적색광, 양자 도트 (B)에 의하여 발광되는 녹색광과, 양자 도트층을 투과한 청색광에 의하여, 백색광을 구현화할 수 있다. 또는, 양자 도트 (A), (B), 및 (C)를 포함하는 양자 도트층에 여기광으로서 자외광을 입사시킴으로써, 양자 도트 (A)에 의하여 발광되는 적색광, 양자 도트 (B)에 의하여 발광되는 녹색광, 및 양자 도트 (C)에 의하여 발광되는 청색광에 의하여, 백색광을 구현화할 수 있다.
또, 양자 도트로서, 형상이 로드(rod) 형상이며 지향성을 갖고 편광을 발하는, 이른바 양자 로드를 이용해도 된다.
양자 도트층의 매트릭스의 종류로서는, 특별히 한정은 없고, 공지의 양자 도트층에서 이용되는 각종 수지를 이용할 수 있다.
예를 들면, 폴리에스터계 수지(예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트), (메트)아크릴계 수지, 폴리 염화 바이닐계 수지, 폴리 염화 바이닐리덴계 수지 등을 들 수 있다. 혹은, 매트릭스로서, 중합성기를 갖는 경화성 화합물을 이용할 수 있다. 중합성기의 종류는, 특별히 한정은 없지만, 바람직하게는, (메트)아크릴레이트기, 바이닐기 또는 에폭시기이며, 보다 바람직하게는, (메트)아크릴레이트기이고, 특히 바람직하게는, 아크릴레이트기이다. 또, 2개 이상의 중합성기를 갖는 중합성 단량체는, 각각의 중합성기가 동일해도 되고, 달라도 된다.
구체적인 매트릭스로서는, 일례로서, 이하의 제1 중합성 화합물과 제2 중합성 화합물을 포함하는 수지가 예시된다.
제1 중합성 화합물은, 2관능 이상의 (메트)아크릴레이트 모노머, 및 에폭시기 및 옥세탄일기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 관능기를 2개 이상 갖는 모노머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1개 이상의 화합물인 것이 바람직하다.
2관능 이상의 (메트)아크릴레이트 모노머 중, 2관능의 (메트)아크릴레이트 모노머로서는, 네오펜틸글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 1,9-노네인다이올다이(메트)아크릴레이트, 트라이프로필렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 하이드록시피발산 네오펜틸글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜텐일(메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜텐일옥시에틸(메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜탄일다이(메트)아크릴레이트 등을 바람직한 예로서 들 수 있다.
또, 2관능 이상의 (메트)아크릴레이트 모노머 중, 3관능 이상의 (메트)아크릴레이트 모노머로서는, 에피클로로하이드린(ECH) 변성 글리세롤트라이(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드(EO) 변성 글리세롤트라이(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드(PO) 변성 글리세롤트라이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트라이아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, EO 변성 인산 트라이아크릴레이트, 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, EO 변성 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, PO 변성 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트, 트리스(아크릴옥시에틸)아이소사이아누레이트, 다이펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 다이펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨하이드록시펜타(메트)아크릴레이트, 알킬 변성 다이펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨폴리(메트)아크릴레이트, 알킬 변성 다이펜타에리트리톨트라이(메트)아크릴레이트, 다이트라이메틸올프로페인테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨에톡시테트라(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트 등을 바람직한 예로서 들 수 있다.
에폭시기 및 옥세탄일기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 관능기를 2개 이상 갖는 모노머로서는, 예를 들면 지방족 환상 에폭시 화합물, 비스페놀 A 다이글리시딜에터, 비스페놀 F 다이글리시딜에터, 비스페놀 S 다이글리시딜에터, 브로민화 비스페놀 A 다이글리시딜에터, 브로민화 비스페놀 F 다이글리시딜에터, 브로민화 비스페놀 S 다이글리시딜에터, 수소 첨가 비스페놀 A 다이글리시딜에터, 수소 첨가 비스페놀 F 다이글리시딜에터, 수소 첨가 비스페놀 S 다이글리시딜에터, 1,4-뷰테인다이올다이글리시딜에터, 1,6-헥세인다이올다이글리시딜에터, 글리세린트라이글리시딜에터, 트라이메틸올프로페인트라이글리시딜에터, 폴리에틸렌글라이콜다이글리시딜에터, 폴리프로필렌글라이콜다이글리시딜에터류; 에틸렌글라이콜, 프로필렌글라이콜, 글리세린 등의 지방족 다가 알코올에 1종 또는 2종 이상의 알킬렌옥사이드를 부가함으로써 얻어지는 폴리에터폴리올의 폴리글리시딜에터류; 지방족 장쇄 이염기산의 다이글리시딜에스터류; 고급 지방산의 글리시딜에스터류; 에폭시사이클로알케인을 포함하는 화합물 등이 적합하게 이용된다.
에폭시기 및 옥세탄일기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 관능기를 2개 이상 갖는 모노머로서 적합하게 사용할 수 있는 시판품으로서는, 다이셀 가가쿠 고교사제의 셀록사이드 2021P, 셀록사이드 8000, 씨그마 알드리치사제의 4-바이닐사이클로헥센다이옥사이드 등을 들 수 있다. 이들은, 1종 단독으로, 또는 2종 이상 조합하여 이용할 수 있다.
또, 에폭시기 및 옥세탄일기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 관능기를 2개 이상 갖는 모노머는 그 제법은 한정되지 않지만, 예를 들면 마루젠 KK 슛판, 제4판 실험 화학 강좌 20 유기 합성 II, 213~, 헤이세이 4년, Ed. by Alfred Hasfner, The chemistry of heterocyclic compounds-Small Ring Heterocycles part3 Oxiranes, John & Wiley and Sons, An Interscience Publication, New York, 1985, 요시무라, 접착, 29권 12호, 32, 1985, 요시무라, 접착, 30권 5호, 42, 1986, 요시무라, 접착, 30권 7호, 42, 1986, 일본 공개특허공보 평11-100378호, 일본 특허공보 제2906245호, 일본 특허공보 제2926262호 등의 문헌을 참고로 하여 합성할 수 있다.
제2 중합성 화합물은, 분자 중에 수소 결합성을 갖는 관능기를 갖고, 또한 제1 중합성 화합물과 중합 반응할 수 있는 중합성기를 갖는다.
수소 결합성을 갖는 관능기로서는, 유레테인기, 유레아기, 또는 하이드록실기 등을 들 수 있다.
제1 중합성 화합물과 중합 반응할 수 있는 중합성기로서는, 예를 들면 제1 중합성 화합물이 2관능 이상의 (메트)아크릴레이트 모노머일 때는 (메트)아크릴로일기이면 되고, 제1 중합성 화합물이 에폭시기 및 옥세탄일기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 관능기를 2개 이상 갖는 모노머일 때는 에폭시기 또는 옥세탄일기이면 된다.
유레테인기를 포함하는 (메트)아크릴레이트 모노머로서는, 톨릴렌다이아이소사이아네이트(TDI), 다이페닐메테인다이아이소사이아네이트(MDI), 헥사메틸렌다이아이소사이아네이트(HDI), 아이소포론다이아이소사이아네이트(IPDI), 수소 첨가 MDI(HMDI) 등의 다이아이소사이아네이트와 폴리(프로필렌옥사이드)다이올, 폴리(테트라메틸렌옥사이드)다이올, 에톡시화 비스페놀 A, 에톡시화 비스페놀 S 스파이로글라이콜, 카프로락톤 변성 다이올, 카보네이트다이올 등의 폴리올, 및 2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 글리시돌다이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트라이아크릴레이트 등의 하이드록시아크릴레이트를 반응시켜 얻어지는 모노머, 올리고머이며, 일본 공개특허공보 2002-265650호나, 일본 공개특허공보 2002-355936호, 일본 공개특허공보 2002-067238호 등에 기재된 다관능 유레테인 모노머를 들 수 있다. 구체적으로는, TDI와 하이드록시에틸아크릴레이트의 부가물, IPDI와 하이드록시에틸아크릴레이트의 부가물, HDI와 펜타에리트리톨트라이아크릴레이트(PETA)의 부가물, TDI와 PETA의 부가물을 만들고 남은 아이소사이아네이트와 도데실옥시하이드록시프로필아크릴레이트를 반응시킨 화합물, 6,6 나일론과 TDI의 부가물, 펜타에리트리톨과 TDI와 하이드록시에틸아크릴레이트의 부가물 등을 들 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
유레테인기를 포함하는 (메트)아크릴레이트 모노머로서 적합하게 사용할 수 있는 시판품으로서는, 교에이샤 가가쿠사제의 AH-600, AT-600, UA-306H, UA-306T, UA-306I, UA-510H, UF-8001G, DAUA-167, 신나카무라 가가쿠 고교사제의 UA-160TM, 오사카 유키 가가쿠 고교사제의 UV-4108F, UV-4117F 등을 들 수 있다. 이들은, 1종 단독으로, 또는 2종 이상 조합하여 이용할 수 있다.
하이드록실기를 포함하는 (메트)아크릴레이트 모노머로서는, 에폭시기를 갖는 화합물과 (메트)아크릴산의 반응에 의하여 합성되는 화합물을 들 수 있다. 대표적인 것은, 에폭시기를 갖는 화합물에 의하여, 비스페놀 A형, 비스페놀 S형, 비스페놀 F형, 에폭시화 유형(油型), 페놀의 노볼락형, 지환형으로 분류된다. 구체적인 예로서는, 비스페놀 A와 에피클로로하이드린의 부가물에 (메트)아크릴산을 반응시킨 (메트)아크릴레이트, 페놀 노볼락에 에피클로로하이드린을 반응시키고, (메트)아크릴산을 반응시킨 (메트)아크릴레이트, 비스페놀 S와 에피클로로하이드린의 부가물에 (메트)아크릴산을 반응시킨 (메트)아크릴레이트, 에폭시화 대두유에 (메트)아크릴산을 반응시킨 (메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또, 하이드록실기를 포함하는 (메트)아크릴레이트 모노머로서 그 외에는, 말단에 카복시기, 또는 인산기를 갖는 (메트)아크릴레이트 모노머 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
하이드록실기를 포함하는 제2 중합성 화합물로서 적합하게 사용할 수 있는 시판품으로서는, 교에이샤 가가쿠사제의 에폭시 에스터, M-600A, 40EM, 70PA, 200PA, 80MFA, 3002M, 3002A, 3000MK, 3000A, 닛폰 가세이사제의 4-하이드록시뷰틸아크릴레이트, 신나카무라 가가쿠 고교사제의 단관능 아크릴레이트 A-SA, 단관능 메타크릴레이트 SA, 다이셀·올넥스사제의 단관능 아크릴레이트 β-카복시에틸아크릴레이트, 조호쿠 가가쿠 고교사제의 JPA-514 등을 들 수 있다. 이들은, 1종 단독으로, 또는 2종 이상 조합하여 이용할 수 있다.
제1 중합성 화합물과 제2 중합성 화합물의 질량비는 10:90~99:1이면 되고, 10:90~90:10인 것이 바람직하다. 제2 중합성 화합물의 함유량에 대하여 제1 중합성 화합물의 함유량이 많은 것도 바람직하고, 구체적으로는 (제1 중합성 화합물의 함유량)/(제2 중합성 화합물의 함유량)이 2~10인 것이 바람직하다.
제1 중합성 화합물과 제2 중합성 화합물을 포함하는 수지를 매트릭스로서 이용하는 경우에는, 매트릭스 중에, 추가로 단관능 (메트)아크릴레이트 모노머를 포함하는 것이 바람직하다. 단관능 (메트)아크릴레이트 모노머로서는, 아크릴산 및 메타크릴산, 그들의 유도체, 보다 자세하게는, (메트)아크릴산의 중합성 불포화 결합((메트)아크릴로일기)을 분자 내에 1개 갖는 모노머를 들 수 있다. 이들의 구체예로서 이하에 화합물을 들지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
메틸(메트)아크릴레이트, n-뷰틸(메트)아크릴레이트, 아이소뷰틸(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 아이소노닐(메트)아크릴레이트, n-옥틸(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트 등의 알킬기의 탄소수가 1~30인 알킬(메트)아크릴레이트; 벤질(메트)아크릴레이트 등의 아랄킬기의 탄소수가 7~20인 아랄킬(메트)아크릴레이트; 뷰톡시에틸(메트)아크릴레이트 등의 알콕시알킬기의 탄소수가 2~30인 알콕시알킬(메트)아크릴레이트; N,N-다이메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트 등의(모노알킬 또는 다이알킬)아미노알킬기의 총 탄소수가 1~20인 아미노알킬(메트)아크릴레이트; 다이에틸렌글라이콜에틸에터의 (메트)아크릴레이트, 트라이에틸렌글라이콜 뷰틸에터의 (메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글라이콜모노메틸에터의 (메트)아크릴레이트, 헥사에틸렌글라이콜모노메틸에터의 (메트)아크릴레이트, 옥타에틸렌글라이콜의 모노메틸에터(메트)아크릴레이트, 노나에틸렌글라이콜의 모노메틸에터(메트)아크릴레이트, 다이프로필렌글라이콜의 모노메틸에터(메트)아크릴레이트, 헵타프로필렌글라이콜의 모노메틸에터(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글라이콜의 모노에틸에터(메트)아크릴레이트 등의 알킬렌쇄의 탄소수가 1~10이고 말단 알킬에터의 탄소수가 1~10인 폴리알킬렌글라이콜알킬에터의 (메트)아크릴레이트; 헥사에틸렌글라이콜페닐에터의 (메트)아크릴레이트 등의 알킬렌쇄의 탄소수가 1~30이고 말단 아릴에터의 탄소수가 6~20인 폴리알킬렌글라이콜아릴에터의 (메트)아크릴레이트; 사이클로헥실(메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜탄일(메트)아크릴레이트, 아이소보닐(메트)아크릴레이트, 메틸렌옥사이드 부가 사이클로데카트라이엔(메트)아크릴레이트 등의 지환 구조를 갖는 총 탄소수 4~30의 (메트)아크릴레이트; 헵타데카플루오로데실(메트)아크릴레이트 등의 총 탄소수 4~30의 불소화 알킬(메트)아크릴레이트; 2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 3-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 4-하이드록시뷰틸(메트)아크릴레이트, 트라이에틸렌글라이콜의 모노(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, 헥사에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, 옥타프로필렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, 글리세롤의 모노 또는 다이(메트)아크릴레이트 등의 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트; 글리시딜(메트)아크릴레이트 등의 글리시딜기를 갖는 (메트)아크릴레이트; 테트라에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, 헥사에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트, 옥타프로필렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트 등의 알킬렌쇄의 탄소수가 1~30인 폴리에틸렌글라이콜모노(메트)아크릴레이트; (메트)아크릴아마이드, N,N-다이메틸(메트)아크릴아마이드, N-아이소프로필(메트)아크릴아마이드, 2-하이드록시에틸(메트)아크릴아마이드, 아크릴로일모폴린 등의 (메트)아크릴아마이드 등을 들 수 있다.
단관능 (메트)아크릴레이트 모노머는 제1 중합성 화합물과 제2 중합성 화합물의 총 질량 100질량부에 대하여, 1~300질량부 포함되어 있는 것이 바람직하고, 50~150질량부 포함되어 있는 것이 보다 바람직하다.
또, 탄소수 4~30의 장쇄 알킬기를 갖는 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 제1 중합성 화합물, 제2 중합성 화합물, 또는 단관능 (메트)아크릴레이트 모노머 중 적어도 어느 하나가, 탄소수 4~30의 장쇄 알킬기를 갖는 것이 바람직하다. 이 장쇄 알킬기는 탄소수 12~22의 장쇄 알킬기인 것이 보다 바람직하다. 이로써, 양자 도트의 분산성이 향상되기 때문이다. 양자 도트의 분산성이 향상될수록, 광변환층으로부터 출사면에 직행하는 광량이 증가하기 때문에, 정면 휘도 및 정면 콘트라스트의 향상에 유효하다.
탄소수 4~30의 장쇄 알킬기를 갖는 단관능 (메트)아크릴레이트 모노머로서는, 구체적으로는, 뷰틸(메트)아크릴레이트, 옥틸(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트, 올레일(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트, 베헨일(메트)아크릴레이트, 뷰틸(메트)아크릴아마이드, 옥틸(메트)아크릴아마이드, 라우릴(메트)아크릴아마이드, 올레일(메트)아크릴아마이드, 스테아릴(메트)아크릴아마이드, 베헨일(메트)아크릴아마이드 등이 바람직하다. 그 중에서도 라우릴(메트)아크릴레이트, 올레일(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트가 특히 바람직하다.
또, 매트릭스가 되는 수지 중에, 트라이플루오로에틸(메트)아크릴레이트, 펜타플루오로에틸(메트)아크릴레이트, (퍼플루오로뷰틸)에틸(메트)아크릴레이트, 퍼플루오로뷰틸-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, (퍼플루오로헥실)에틸(메트)아크릴레이트, 옥타플루오로펜틸(메트)아크릴레이트, 퍼플루오로옥틸에틸(메트)아크릴레이트, 테트라플루오로프로필(메트)아크릴레이트 등의 불소 원자를 갖는 화합물을 포함하고 있어도 된다. 이들 화합물을 포함함으로써 도포성을 향상시킬 수 있다.
또, 양자 도트층 중의 매트릭스가 되는 수지의 총량에는 특별히 한정은 없지만, 양자 도트층의 전체량 100질량부에 대하여, 90~99.9질량부인 것이 바람직하고, 92~99질량부인 것이 보다 바람직하다.
양자 도트층의 두께는, 적층 필름(10)의 두께 등에 따라, 적절히 설정하면 된다. 본 발명자들의 검토에 의하면, 취급성 및 발광 특성의 점에서, 5~200μm가 바람직하고, 10~150μm가 보다 바람직하다.
또한, 상기 두께는 평균 두께를 의도하고, 평균 두께는 양자 도트층의 임의의 10점 이상의 두께를 측정하여, 그들을 산술 평균하여 구한다.
양자 도트층의 형성 방법에는 특별히 한정은 없고, 공지의 방법으로 형성하면 된다. 예를 들면, 양자 도트와 매트릭스가 되는 수지와 용제를 혼합한 조성물(도료·도포 조성물)을 조제하고, 이 조성물을 가스 배리어층(14) 상에 도포하여, 경화시킴으로써 형성할 수 있다.
또한, 양자 도트층이 되는 조성물에는, 필요에 따라 중합 개시제나 실레인 커플링제 등을 첨가해도 된다.
적층 필름(10)에 있어서, 양자 도트층 등의 기능층(12)의 양면에는, 기능층(12)의 주면 전체면을 덮도록 가스 배리어층(14)이 적층된다. 즉, 적층 필름(10)은, 기능층(12)을 가스 배리어층(14)으로 협지하여 이루어지는 구성을 갖는다.
여기에서, 도시예의 적층 필름(10)은, 바람직한 양태로서, 기능층(12)의 양면에 가스 배리어층(14)이 마련되지만, 본 발명은 이에 한정되지는 않는다. 즉, 가스 배리어층(14)은, 기능층(12)의 한쪽 면에만 마련해도 된다. 그러나, 산소 등의 침입에 의한 기능층(12)의 열화를 보다 적합하게 방지할 수 있는 등의 점에서, 가스 배리어층(14)은, 기능층(12)의 양면에 마련하는 것이 바람직하다.
또, 가스 배리어층(14)을 기능층(12)의 양면에 마련하는 경우에는, 가스 배리어층(14)은, 동일한 것이어도 되고 다른 것이어도 된다.
가스 배리어층(14)은, 양자 도트층 등의 기능층(12)의 주면으로부터 산소 등이 침입하는 것을 억제하기 위한 층이다. 따라서, 가스 배리어층(14)은, 높은 가스 배리어성을 갖는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 가스 배리어층(14)은, 산소 투과도가 0.1cc/(m2·day·atm) 이하인 것이 바람직하고, 0.01cc/(m2·day·atm) 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.001cc/(m2·day·atm) 이하인 것이 특히 바람직하다.
가스 배리어층(14)의 산소 투과도를 0.1cc/(m2·day·atm) 이하로 함으로써, 기능층(12)의 주면으로부터 침입하는 산소 등에 의한 기능층(12)의 열화를 억제하여, 수명이 긴 양자 도트 필름 등의 적층 필름을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 가스 배리어층(14)이나 에지면 밀봉층(16) 등의 산소 투과도는, 후술하는 실시예에 준하여 측정하면 된다.
가스 배리어층(14)은, 투명성 등의 점에서 충분한 광학 특성을 갖고, 또한 목적으로 하는 가스 배리어성(산소 배리어성)이 얻어지는 것이면, 가스 배리어성을 발현하는 공지의 재료로 이루어지는 층(막)이나, 공지의 가스 배리어 필름이 각종 이용 가능하다.
그 중에서도, 바람직한 가스 배리어층(14)으로서, 지지체 위에, 유기층과 무기층을 교대로 적층하여 이루어지는, 유기 무기의 적층 구조를 갖는 가스 배리어 필름이 예시된다. 이 가스 배리어 필름에 있어서, 유기 무기의 적층 구조는, 지지체의 한쪽 면에만 형성해도 되고, 지지체의 양면에 형성해도 된다.
도 2에 가스 배리어층(14)의 일례의 단면을 개념적으로 나타낸다.
도 2에 나타내는 가스 배리어층(14)은, 지지체(20) 위에 유기층(24)을 갖고, 유기층(24) 위에 무기층(26)을 가지며, 무기층(26) 위에 유기층(28)을 갖는다.
이 가스 배리어층(14)(가스 배리어 필름)에 있어서, 가스 배리어성은 주로 무기층(26)에 의하여 발현된다. 무기층(26)의 하층의 유기층(24)은, 무기층(26)을 적정하게 형성하기 위한 하지층(下地層)이다. 최상층의 유기층(28)은, 무기층(26)의 보호층으로서 작용한다.
또한, 본 발명의 적층 필름에 있어서, 가스 배리어층(14)으로서 이용되는 유기 무기의 적층 구조를 갖는 가스 배리어 필름은, 도 2에 나타내는 예에 한정되지는 않는다.
예를 들면, 보호층으로서 작용하는 최상층의 유기층(28)을 갖고 있지 않아도 된다.
또, 도 2에 나타내는 예는, 무기층과 하지의 유기층의 조합을 1세트만 갖지만, 무기층과 하지의 유기층의 조합을 2세트 이상 가져도 된다. 일반적으로, 무기층과 하지의 유기층의 조합의 수가 많을수록, 가스 배리어성은 높아진다.
또한, 지지체(20) 위에 무기층을 형성하고, 그 위에, 무기층과 하지의 유기층의 조합을 1세트 이상 갖는 구성이어도 된다.
가스 배리어층(14)의 지지체(20)로서는, 공지의 가스 배리어 필름에서 지지체로서 이용되고 있는 것이 각종 이용 가능하다.
그 중에서도, 박형화나 경량화가 용이한, 플렉시블화에 적합하다는 등의 점에서, 각종 수지 재료(고분자 재료)로 이루어지는 필름이 적합하게 이용된다.
구체적으로는, 폴리에틸렌(PE), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리아마이드(PA), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리 염화 바이닐(PVC), 폴리바이닐알코올(PVA), 폴리아크릴로나이트릴(PAN), 폴리이미드(PI), 투명 폴리이미드, 폴리메타크릴산 메틸 수지(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리프로필렌(PP), 폴리스타이렌(PS), ABS, 사이클로올레핀·코폴리머(COC), 사이클로올레핀 폴리머(COP), 및 트라이아세틸셀룰로스(TAC)로 이루어지는 플라스틱 필름이 적합하게 예시된다.
지지체(20)의 두께는, 적층 필름(10)의 두께나 크기 등에 따라, 적절히 설정하면 된다. 여기에서, 본 발명자의 검토에 의하면, 지지체(20)의 두께는 10~100μm 정도가 바람직하다. 지지체(20)의 두께를 이 범위로 함으로써, 경량화나 박형화 등의 점에서 바람직한 결과를 얻는다.
또한, 지지체(20)는, 이와 같은 플라스틱 필름의 표면에, 반사 방지나 위상차 제어, 광취출 효율 향상 등의 기능이 부여되어 있어도 된다.
가스 배리어층(14)에 있어서, 지지체(20)의 표면에는 유기층(24)이 형성된다.
지지체(20)의 표면에 형성되는 유기층(24) 즉 무기층(26)의 하층이 되는 유기층(24)은, 가스 배리어층(14)에 있어서 주로 가스 배리어성을 발현하는 무기층(26)의 하지층이 되는 것이다.
이와 같은 유기층(24)을 가짐으로써, 지지체(20)의 표면의 요철이나, 지지체(20)의 표면에 부착되어 있는 이물 등을 포매하여, 무기층(26)의 성막면을, 무기층(26)의 성막에 적합한 상태로 할 수 있다. 이로써, 지지체(20)의 표면의 요철이나 이물의 자국과 같은, 무기층(26)이 되는 무기 화합물이 착막(着膜)하기 어려운 영역을 없애, 기판의 표면 전체면에 간극없이 적정한 무기층(26)을 성막하는 것이 가능해진다. 그 결과, 산소 투과도가 0.1cc/(m2·day·atm) 이하인 가스 배리어층(14)을 안정적으로 형성할 수 있다.
가스 배리어층(14)에 있어서, 유기층(24)의 형성 재료에는 한정은 없고, 공지의 유기 화합물이 각종 이용 가능하다.
구체적으로는, 폴리에스터, (메트)아크릴 수지, 메타크릴산-말레산 공중합체, 폴리스타이렌, 투명 불소 수지, 폴리이미드, 불소화 폴리이미드, 폴리아마이드, 폴리아마이드이미드, 폴리에터이미드, 셀룰로스아실레이트, 폴리유레테인, 폴리에터에터케톤, 폴리카보네이트, 지환식 폴리올레핀, 폴리아릴레이트, 폴리에터설폰, 폴리설폰, 플루오렌환 변성 폴리카보네이트, 지환 변성 폴리카보네이트, 플루오렌환 변성 폴리에스터, 아크릴 화합물 등의 열가소성 수지, 폴리실록세인이나, 그 외의 유기 규소 화합물의 막이 적합하게 예시된다. 이들은, 복수를 병용해도 된다.
그 중에서도, 유리 전이 온도나 강도가 우수한 등의 점에서, 라디칼 경화성 화합물 및/또는 에터기를 관능기에 갖는 양이온 경화성 화합물의 중합물로 구성된 유기층(24)이 적합하다.
그 중에서도 특히, 굴절률이 낮고, 투명성이 높으며 광학 특성이 우수하다는 등의 점에서, 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트의 모노머나 올리고머의 중합체를 주성분으로 하는 아크릴 수지나 메타크릴 수지가, 유기층(24)으로서 적합하게 예시된다.
그 중에서도 특히, 다이프로필렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트(DPGDA), 트라이메틸올프로페인트라이(메트)아크릴레이트(TMPTA), 다이펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트(DPHA) 등의, 2관능 이상, 특히 3관능 이상의 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트의 모노머나 올리고머의 중합체를 주성분으로 하는 아크릴 수지나 메타크릴 수지가 적합하게 예시된다. 또, 이들 아크릴 수지나 메타크릴 수지를 복수 이용하는 것도 바람직하다.
유기층(24)의 두께는, 유기층(24)의 형성 재료나 지지체(20)에 따라, 적절히 설정하면 된다. 본 발명자들의 검토에 의하면, 유기층(24)의 두께는, 0.5~5μm로 하는 것이 바람직하고, 1~3μm로 하는 것이 보다 바람직하다.
유기층(24)의 두께를 0.5μm 이상으로 함으로써, 지지체(20)의 표면의 요철이나, 지지체(20)의 표면에 부착된 이물을 포매하여, 유기층(24)의 표면 즉 무기층(26)의 성막면을 평탄화할 수 있다. 유기층(24)의 두께를 5μm 이하로 함으로써, 유기층(24)이 너무 두꺼운 것에 기인하는, 유기층(24)의 크랙이나, 가스 배리어층(14)에 기인하는 컬 등의 문제의 발생을 적합하게 억제할 수 있다.
또한, 무기층과 하지의 유기층의 조합을 복수 갖는 경우 등, 복수의 유기층을 갖는 경우에는, 각 유기층의 두께는, 동일해도 되고 달라도 된다.
유기층(24)은, 도포법이나 플래시 증착 등의 공지의 방법으로 성막하면 된다.
유기층(24)의 하층이 되는 무기층(26)과의 밀착성을 향상시키기 위하여, 유기층(24)(유기층(24)이 되는 조성물)은, 실레인 커플링제를 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 후술하는 유기층(28)도 포함하여, 무기층과 하지의 유기층의 조합을 복수 갖는 경우 등, 유기층(24)을 복수 갖는 경우에는, 각 유기층의 형성 재료는, 동일해도 되고 달라도 된다. 그러나, 생산성 등의 점에서는, 모든 유기층을 동일 재료로 형성하는 것이 바람직하다.
유기층(24) 위에는, 이 유기층(24)을 하지로 하여, 무기층(26)이 성막된다.
무기층(26)은, 무기 화합물을 주성분으로 하는 막으로, 가스 배리어층(14)에 있어서, 가스 배리어성을 주로 발현하는 것이다.
무기층(26)으로서는, 가스 배리어성을 발현하는, 산화물, 질화물, 산질화물 등의 무기 화합물로 이루어지는 막이 각종 이용 가능하다.
구체적으로는, 산화 알루미늄, 산화 마그네슘, 산화 탄탈럼, 산화 지르코늄, 산화 타이타늄, 산화 인듐 주석(ITO) 등의 금속 산화물; 질화 알루미늄 등의 금속 질화물; 탄화 알루미늄 등의 금속 탄화물; 산화 규소, 산화 질화 규소, 산탄화 규소, 산화 질화 탄화 규소 등의 규소 산화물; 질화 규소, 질화 탄화 규소 등의 규소 질화물; 탄화 규소 등의 규소 탄화물; 이들의 수소화물; 이들 2종 이상의 혼합물; 및, 이들의 수소 함유물 등의, 무기 화합물로 이루어지는 막이 적합하게 예시된다.
특히, 투명성이 높고, 또한 우수한 가스 배리어성을 발현할 수 있는 점에서, 규소 산화물, 규소 질화물, 규소 산질화물 등의 규소 화합물로 이루어지는 막이 적합하게 예시된다. 그 중에서도 특히, 질화 규소로 이루어지는 막이 보다 우수한 가스 배리어성에 더하여 투명성도 높아, 적합하게 예시된다.
무기층(26)의 두께는, 형성 재료에 따라, 목적으로 하는 가스 배리어성을 발현할 수 있는 두께를 적절히 결정하면 된다. 본 발명자들의 검토에 의하면, 무기층(26)의 두께는 10~200nm가 바람직하고, 10~100nm가 보다 바람직하며, 15~75nm가 특히 바람직하다.
무기층(26)의 두께를 10nm 이상으로 함으로써, 충분한 가스 배리어 성능을 안정적으로 발현하는 무기층(26)을 형성할 수 있다. 또, 무기층(26)은, 일반적으로 부서지기 쉽고, 너무 두꺼우면, 균열이나 금, 박리 등을 발생시킬 가능성이 있지만, 무기층(26)의 두께를 200nm 이하로 함으로써, 균열이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 가스 배리어 필름이 복수의 무기층(26)을 갖는 경우에는, 각 무기층(26)의 두께는, 동일해도 되고 달라도 된다.
무기층(26)은, 형성 재료에 따라, 공지의 방법으로 형성하면 된다. 구체적으로는, CCP(Capacitively Coupled Plasma)-CVD(Chemical Vapor Deposition)나 ICP(Inductively Coupled Plasma)-CVD 등의 플라즈마 CVD, 마그네트론 스퍼터링이나 반응성 스퍼터링 등의 스퍼터링, 진공 증착 등, 기상 퇴적법이 적합하게 예시된다.
무기층을 복수 갖는 경우에는, 각 무기층의 형성 재료는, 동일해도 되고 달라도 된다. 그러나, 생산성 등의 점에서는, 모든 무기층을 동일 재료로 형성하는 것이 바람직하다.
무기층(26) 위에는, 유기층(28)이 마련된다.
상술한 바와 같이, 유기층(28)은, 무기층(26)의 보호층으로서 작용하는 층이다. 최상층에 유기층(28)을 가짐으로써, 가스 배리어성을 발현하는 무기층(26)의 손상을 방지하여, 가스 배리어층(14)이 안정적으로 목적으로 하는 가스 배리어성을 발현하는 것이 가능해진다.
이 유기층(28)은, 기본적으로, 상술한 유기층(24)과 동일한 것이다.
가스 배리어층(14)의 두께는, 적층 필름(10)의 두께, 적층 필름(10)의 크기 등에 따라, 적절히 설정하면 된다.
본 발명자들의 검토에 의하면, 가스 배리어층(14)의 두께는, 5~100μm가 바람직하고, 10~70μm가 보다 바람직하며, 15~55μm가 특히 바람직하다.
가스 배리어층(14)의 두께를 100μm 이하로 함으로써, 가스 배리어층(14) 즉 적층 필름(10)이 불필요하게 두꺼워지는 것을 방지할 수 있다. 또, 가스 배리어층(14)의 두께를 5μm 이상으로 함으로써, 2개의 가스 배리어층(14)의 사이에 기능층(12)을 형성할 때에, 기능층(12)의 두께를 균일하게 할 수 있는 점에서 바람직하다.
상술한 바와 같이, 적층 필름(10)은, 기능층(12)의 양면에 가스 배리어층(14)을 적층하고, 이 기능층(12)과 가스 배리어층(14)으로 이루어지는 적층체의 에지면 전체면을, 에지면 밀봉층(16)으로 밀봉하여 이루어지는 구성을 갖는다.
이하의 설명에서는, 기능층(12)과 가스 배리어층(14)으로 이루어지는 적층체, 즉 기능층(12)과 가스 배리어층(14)으로 협지하여 이루어지는 적층체를 간단히 적층체라고도 한다.
또한, 도시예의 적층 필름(10)은, 바람직한 양태로서, 기능층(12)과 가스 배리어층(14)으로 이루어지는 적층체의 에지면 전체면을, 에지면 밀봉층(16)으로 밀봉하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지는 않는다.
즉, 발명의 적층 필름은, 예를 들면 적층 필름(10)의 평면 형상이 사각 형상인 경우, 대향하는 2개의 에지면만 전체면을 덮어 에지면 밀봉층을 마련해도 되고, 1에지면을 남겨 3개의 에지면의 전체면을 덮어 에지면 밀봉층을 마련해도 된다. 또, 적층체의 각 에지면을 부분적으로 덮도록 에지면 밀봉층을 마련해도 된다. 이들은, 적층 필름이 이용되는 백라이트 유닛의 구성, 적층 필름의 부착부의 구성 등에 따라, 적절히 설정하면 된다.
그러나, 적층체의 에지면으로부터 침입하는 산소 등에 의한 양자 도트의 열화 등, 기능층(12)의 열화를 보다 적합하게 방지할 수 있는 등의 점에서, 에지면 밀봉층은, 가능한 한 큰 면적으로 적층체의 에지면을 덮는 것이 바람직하고, 적층체의 에지면 전체면을 덮는 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 적층 필름(10)에 있어서, 에지면 밀봉층(16)은, 산소 투과도가 10cc/(m2·day·atm) 이하인 수지층이다. 본 발명의 적층 필름(10)은, 이와 같은 에지면 밀봉층(16)을 가짐으로써, 가스 배리어층(14)으로 덮여 있지 않은 에지면으로부터 기능층(12)에 산소 등이 침입하여, 양자 도트 등의 광학적인 기능을 발현하는 부재를 열화시키는 것을 방지함과 함께, 고온 고습하의 환경에 대해서도 에지면 밀봉층(16)이 충분한 내구성을 갖기 때문에, 장기에 걸쳐 기능층(12)이 목적으로 하는 성능을 발현하는, 수명이 긴 적층 필름을 실현할 수 있다.
상술한 바와 같이, 양자 도트층을 갖는 양자 도트 필름에서는, 양자 도트층에 침입하는 산소 등에 의한 양자 도트의 열화를 방지하기 위하여, 양자 도트층의 양면에 가스 배리어 필름을 적층하고, 또한 양자 도트층과 가스 배리어 필름의 적층체의 에지면으로부터의 산소 등의 침입을 방지하기 위하여, 적층체의 에지면을 밀봉하는 것도 행해지고 있다.
여기에서, 양자 도트 필름과 같이 LCD의 백라이트에 사용되는 것은, 옥외나 옥내, 차재 등, 고온 고습을 포함하는 다양한 환경에 노출될 가능성이 높다. 이로 인하여, 적층체의 에지면 밀봉에는, 필요한 가스 배리어성에 더하여 고온 고습의 환경하에서도, 열화되지 않는 높은 내구성이 요구된다.
그러나 종래의 양자 도트 필름의 에지면 밀봉에서는, 필요한 가스 배리어성에 더하여 고온 고습의 환경하에 대한 충분한 내구성이 얻어지지 않는다.
일반적으로, 높은 가스 배리어성을 갖는 수지는 친수적이다. 예를 들면 폴리바이닐알코올(PVA) 등은 수소 결합성 관능기를 가지며, 분자 간 상호 작용을 강하게 함으로써 수지의 자유 체적을 작게 하여, 높은 가스 배리어성을 발현하고 있다. 그러나, 상술한 바와 같이, LCD의 백라이트에 사용되는 것은, 고온 고습을 포함하는 다양한 환경에 노출될 가능성이 높다. 이와 같은 고온 고습의 환경에서는, 수소 결합성 관능기만을 갖는 수지 등, 일반적인 가스 배리어성이 높은 수지는, 친수성이 높기 때문에 열화된다. 즉, 종래의 양자 도트 필름의 에지면 밀봉에서는 가스 배리어성과 고온 고습의 내구성이 트레이드오프였다.
이에 대하여, 본 발명의 적층 필름(10)에서는, 기능층(12)과 가스 배리어층(14)으로 협지하여 이루어지는 적층체의 에지면을 덮는 에지면 밀봉층(16)은, 소정의 중합성 관능기를 갖는 중합성 화합물을 포함하는 조성물로 이루어지는, 산소 투과도가 10cc/(m2·day·atm) 이하인 수지층이다.
즉, 본 발명에 있어서는, 에지면 밀봉층(16)을, 소정의 중합성 관능기를 갖는 중합성 화합물을 포함하는 조성물로 이루어지는 산소 투과도가 10cc/(m2·day·atm) 이하인 수지층으로 함으로써, 충분한 가스 배리어성을 얻음과 함께, 소정의 중합성 관능기를 갖는 중합성 화합물을 포함함으로써, 고온 고습의 환경하에 장시간 노출되어도, 에지면 밀봉층(16)의 열화를 방지할 수 있다. 바람직하게는, 수소 결합성 관능기를 갖는 수소 결합성 화합물을 포함함으로써, 보다 적합하게 산소 투과도를 낮게 할 수 있다.
본 발명의 적층 필름(10)에 있어서, 에지면 밀봉층(16)의 산소 투과도가 10cc/(m2·day·atm)를 넘으면, 적층체의 에지면으로부터 기능층(12)에 침입하는 산소 등을 충분히 방지하지 못하여, 기능층(12)이 단기간에 열화된다.
이 점을 고려하면, 에지면 밀봉층(16)의 산소 투과도는 낮은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 에지면 밀봉층(16)의 산소 투과도는 5cc/(m2·day·atm) 이하가 바람직하고, 1cc/(m2·day·atm) 이하가 보다 바람직하다.
또한, 에지면 밀봉층(16)의 산소 투과도의 하한에는, 특별히 한정은 없고, 기본적으로 낮을수록 바람직하다.
에지면 밀봉층(16)의 두께는, 에지면 밀봉층(16)의 형성 재료에 따라, 산소 투과도가 10cc/(m2·day·atm) 이하가 되는 두께를 적절히 설정하면 된다. 또한, 에지면 밀봉층(16)의 두께란, 바꾸어 말하면 적층체의 에지면과 직교하는 방향에 있어서의 에지면 밀봉층(16)의 길이이다.
본 발명자들의 검토에 의하면, 에지면 밀봉층(16)의 두께는, 0.1~500μm가 바람직하고, 1~100μm가 보다 바람직하다.
에지면 밀봉층(16)의 두께를 0.1μm 이상으로 함으로써, 적층체의 에지면을 적정하게 덮을 수 있는, 산소 투과도가 10cc/(m2·day·atm) 이하가 되는 에지면 밀봉층(16)을 안정적으로 형성할 수 있는 등의 점에서 바람직하다.
에지면 밀봉층(16)의 두께를 500μm 이하로 함으로써, 적층 필름(10)을 불필요하게 크게 하는 것을 방지할 수 있고, LCD의 표시 면적 등 적층 필름(10)을 이용하는 장치의 유효 면적을 넓게 할 수 있는 등의 점에서 바람직하다.
에지면 밀봉층(16)의 두께는, 에지면 밀봉층(16)이 마련되는 적층체의 에지면의 표면 조도 Ra보다 두꺼운 것이 바람직하다. 이로써, 적층체의 에지면의 필요한 영역의 전역에, 안정적으로 적정한 에지면 밀봉층(16)을 형성할 수 있다.
이 점을 고려하면, 적층체의 에지면의 표면 조도 Ra는, 2μm 이하인 것이 바람직하고, 1μm 이하인 것이 보다 바람직하다.
적층체의 에지면의 표면 조도 Ra를 2μm 이하로 함으로써, 얇은 에지면 밀봉층(16)이어도, 적층체의 에지면의 필요한 영역의 전역을 안정적으로 밀봉하는 것이 가능해진다.
또한, 표면 조도 Ra(산술 평균 조도 Ra)는, JIS B 0601에 준거하여 측정하면 된다.
이와 같은 에지면 밀봉층(16) 즉 적층체의 에지면을 밀봉하는 수지층은, 산소 투과도가 10cc/(m2·day·atm) 이하가 되는 에지면 밀봉층(16)을 형성 가능한, 공지의 각종 수지 재료에 의하여 형성할 수 있다.
여기에서, 에지면 밀봉층(16)은, 일반적으로, 주로 에지면 밀봉층(16) 즉 주로 수지층이 되는 화합물(모노머, 다이머, 트리머, 올리고머, 폴리머 등), 필요에 따라 첨가되는 가교제나 계면활성제 등의 첨가제, 유기 용제 등을 포함하는 조성물을 조제하고, 이 조성물을 에지면 밀봉층(16)의 형성면에 도포하여, 조성물을 건조시켜, 필요에 따라 자외선 조사나 가열 등에 의하여 주로 수지층을 구성하는 화합물을 중합(가교·경화)하여 형성한다.
본 발명의 적층 필름(10)에 있어서, 에지면 밀봉층(16) 즉 수지층을 형성하기 위한 조성물은, 중합성 화합물을 함유하고, 혹은 추가로 수소 결합성 화합물을 함유한다. 또한, 중합성 화합물이란 중합성을 갖는 화합물이며, 수소 결합성 화합물이란 수소 결합성을 갖는 화합물이다.
에지면 밀봉층(16) 즉 수지층은, 기본적으로, 중합성 화합물 혹은 추가로 수소 결합성 화합물을 주체로 하여 형성된다. 여기에서, 에지면 밀봉층(16)을 형성하기 위한 조성물이 함유하는 중합성 화합물 및 수소 결합성 화합물은, 친수도 logP가 4 이하인 것이 바람직하고, 3 이하인 것이 보다 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 친수도를 나타내는 LogP값이란, 1-옥탄올/물의 분배 계수의 대숫값을 말하는 것이다. LogP값은, 프래그먼트법, 원자 어프로치법 등을 이용하여 계산에 의하여 산출할 수 있다. 본 명세서에 기재된 LogP값은, 화합물의 구조로부터 Cambridge Soft사제 ChemBioDraw Ultra12.0을 이용하여 계산되는 LogP값이다.
상술한 바와 같이, 기능층(12)은, 일반적으로, 광학적인 기능을 발현하는 재료를, 매트릭스가 되는 수지에 분산하여 이루어지는 것이다.
여기에서, 기능층(12)에서는, 매트릭스로서, 소수성의 수지를 이용하는 경우가 적지 않다. 특히, 기능층(12)이 양자 도트층인 경우에는, 매트릭스로서 소수성의 수지가 이용되는 경우가 많다.
에지면 밀봉층(16)을 수지층으로 하는 본 발명의 적층 필름은, 기본적으로, 양자 도트 등을 매트릭스가 되는 수지에 분산하여 이루어지는 기능층(12)과, 에지면 밀봉층(16)과의 밀착력은 높다. 그러나, 소수성의 매트릭스를 이용하는 기능층(12)과의 밀착력을 보다 높게 하기 위해서는, 에지면 밀봉층(16)은, 소수성의 화합물로 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 주지하는 바와 같이, 화합물은, 친수도 logP가 낮은 것이 친수성이 높다. 즉, 기능층(12)과의 밀착력이 강한 에지면 밀봉층(16)을 형성하기 위해서는, 주체가 되는 중합성 화합물이나 수소 결합성 화합물은, 친수도 logP가 높은 것이 바람직하다.
그 반면, 소수성이 높은 화합물로 이루어지는 수지는 산소 투과성이 높아, 수지층의 산소 투과도의 점에서는, 주체가 되는 중합성 화합물이나 수소 결합성 화합물은, 친수도 logP가 낮은 것이 바람직하다.
따라서, 에지면 밀봉층(16)을, 친수도 logP가 4 이하인 중합성 화합물 및 수소 결합성 화합물을 이용하여 형성함으로써, 적당한 소수성에 의하여 기능층(12)과의 높은 밀착력을 확보하면서, 산소 투과도가 충분히 낮은 에지면 밀봉층(16)을 형성할 수 있다.
또한, 산소 투과도의 점에서는, 중합성 화합물 및 수소 결합성 화합물은, 친수도 logP는 낮은 것이 바람직하다. 그러나, 친수도 logP가 너무 낮으면, 친수성이 너무 높아져, 에지면 밀봉층(16)과 기능층(12)의 밀착력이 약해져, 에지면 밀봉층(16)의 내구성이 저하되는 것도 우려된다.
이 점을 고려하면, 중합성 화합물 및 수소 결합성 화합물의 친수도 logP는, 0.0 이상이 바람직하고, 0.5 이상이 보다 바람직하다.
또, 본 발명의 적층 필름(10)에 있어서, 에지면 밀봉층(16)을 형성하는 조성물은, 조성물의 고형분 전체량을 100질량부로 했을 때에, 수소 결합성 화합물을 30질량부 이상 함유하는 것이 바람직하고, 40질량부 이상 함유하는 것이 더 바람직하다.
또한, 조성물의 고형분 전체량이란, 조성물로부터 유기 용제를 제외한, 형성되는 에지면 밀봉층(16)에 남아야 할 성분의 전체량이다.
에지면 밀봉층(16)을 형성하는 조성물의 고형분이, 수소 결합성 화합물을 30질량부 이상 함유함으로써, 분자 간의 상호 작용을 강하게 하여, 산소 투과성을 낮게 할 수 있는 등의 점에서 바람직하다.
수소 결합이란, 분자 중에서 수소 원자보다 전기 음성도가 높은 원자와 공유 결합하고 있는 수소 원자가, 동일 분자 중 또는 다른 분자 중의 원자 또는 원자군과의 사이에서 인력적 상호 작용에 의하여 만드는 비공유 결합성의 결합을 말한다.
수소 결합성을 갖는 관능기란, 이와 같은 수소 결합을 발생시킬 수 있는 수소 원자를 포함하는 관능기이다. 구체적으로는, 유레테인기, 유레아기, 하이드록실기, 카복실기, 아마이드기 또는 사이아노기 등을 들 수 있다.
이들 관능기를 갖는 화합물로서는, 구체적으로는, 톨릴렌다이아이소사이아네이트(TDI), 다이페닐메테인다이아이소사이아네이트(MDI), 헥사메틸렌다이아이소사이아네이트(HDI), 아이소포론다이아이소사이아네이트(IPDI), 수소 첨가 MDI(HMDI) 등의 다이아이소사이아네이트와, 폴리(프로필렌옥사이드)다이올, 폴리(테트라메틸렌옥사이드)다이올, 에톡시화 비스페놀 A, 에톡시화 비스페놀 S 스파이로글라이콜, 카프로락톤 변성 다이올, 카보네이트다이올 등의 폴리올, 및 2-하이드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 글리시돌다이(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트라이아크릴레이트 등의 하이드록시아크릴레이트를 반응시켜 얻어지는 모노머, 올리고머가 예시된다.
또, 에폭시기를 갖는 화합물에, 비스페놀 A형, 비스페놀 S형, 비스페놀 F형, 에폭시화 유형, 페놀 노볼락형 등의 화합물을 반응시켜 얻어지는 에폭시 화합물이나, 지환형 에폭시에, 아민 화합물, 산무수물 등을 반응시켜 얻어지는 에폭시 화합물도 예시된다.
또한, 상술한 에폭시 화합물의 양이온 중합물, 폴리바이닐알코올(PVA), 에틸렌-바이닐알코올 공중합체(EVOH), 뷰텐다이올-바이닐알코올 공중합체, 폴리아크릴로나이트릴 등도 예시된다.
그 중에서도, 경화 수축이 작고 적층 필름과의 밀착이 우수한 관점에서, 에폭시기를 갖는 화합물, 에폭시기를 갖는 화합물을 반응시켜 얻어지는 화합물이 바람직하다.
또한, 본 발명의 적층 필름(10)에 있어서, 에지면 밀봉층(16)을 형성하는 조성물은, 조성물의 고형분 전체량을 100질량부로 했을 때에, (메트)아크릴로일기, 바이닐기, 글리시딜기, 옥세테인기, 지환식 에폭시기로부터 적어도 하나 선택되는 중합성 관능기를 갖는 중합성 화합물을 5질량부 이상 함유하는 것이며, 바람직하게는, 이들 중합성 관능기를 갖는 중합성 화합물을 10질량부 이상 함유한다.
본 발명의 적층 필름(10)에 있어서는, 에지면 밀봉층(16)을 형성하는 조성물의 고형분이, (메트)아크릴로일기 등으로부터 적어도 하나 선택되는 중합성 관능기를 갖는 중합성 화합물을 5질량부 이상 함유함으로써, 고온 고습하에서의 내구성이 우수한 에지면 밀봉층(16)을 실현하고 있다.
(메트)아크릴로일기를 갖는 중합성 화합물로서는, 구체적으로는, 네오펜틸글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 1,9-노네인다이올다이(메트)아크릴레이트, 트라이프로필렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 에틸렌글라이콜다이(메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜텐일(메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜텐일옥시에틸(메트)아크릴레이트, 다이사이클로펜탄일다이(메트)아크릴레이트 등이 예시된다.
또, 글리시딜기, 옥세테인기, 지환 에폭시기 등을 갖는 중합성 화합물로서는, 구체적으로는, 비스페놀 A 다이글리시딜에터, 비스페놀 F 다이글리시딜에터, 수소 첨가 비스페놀 A 다이글리시딜에터, 수소 첨가 비스페놀 F 다이글리시딜에터, 1,4-뷰테인다이올다이글리시딜에터, 1,6-헥세인다이올다이글리시딜에터, 글리세린트라이글리시딜에터, 트라이메틸올프로페인트라이글리시딜에터 등이 예시된다.
또, 본 발명에 있어서, (메트)아크릴로일기나 글리시딜기를 갖는 중합성 화합물은, 시판품도 적합하게 이용 가능하다.
이들 중합성 화합물을 포함하는 시판품으로서는, 미쓰비시 가스 가가쿠사제의 마크시브, EVONIK사제의 Nanopox450, Nanopox500, Nanopox630, 아라카와 가가쿠 고교사제의 콤포세란 102 등의 시리즈, 도레이·파인 케미컬사제의 프렙, 싸이오콜 LP, 헨켈·재팬사제의 록타이트 E-30CL 등의 시리즈, Epoxy Technology사제의 EPO-TEX353ND 등의 시리즈 등이 적합하게 예시된다.
또한, 본 발명의 적층 필름에 있어서, 에지면 밀봉층(16)을 형성하는 조성물은, 필요에 따라 (메트)아크릴로일기, 바이닐기, 글리시딜기, 옥세테인기, 지환식 에폭시기를 포함하지 않는 중합성 화합물을 함유해도 된다.
단, 에지면 밀봉층(16)을 형성하는 조성물에 있어서, 이들 관능기를 포함하지 않는 중합성 화합물은, 조성물의 고형분 전체량을 100질량부로 했을 때에, 3질량부 이하로 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 적층 필름(10)에 있어서, 에지면 밀봉층(16)에는, 무기물의 입자(무기 화합물로 이루어지는 입자)가 분산되어 있어도 된다.
에지면 밀봉층(16)이 무기물의 입자를 함유함으로써, 에지면 밀봉층(16)의 산소 투과도를 보다 낮게 할 수 있어, 에지면으로부터 침입하는 산소 등에 기인하는 기능층(12)의 열화를 보다 적합하게 방지할 수 있다.
에지면 밀봉층(16)에 분산되는 무기물 입자의 크기에는, 특별히 한정은 없고, 에지면 밀봉층(16)의 두께 등에 따라, 적절히 설정하면 된다.
여기에서, 적층 필름(10)의 면방향에 있어서의 에지면 밀봉층(16)의 영역은, 적층 필름(10)을 백라이트 등의 장치에 조립했을 때에 있어서의 비유효 면적이 된다. 또, 적층 필름(10)을 장치에 조립할 때에는, 적층 필름(10)의 에지면 즉 에지면 밀봉층(16)의 에지면은, 평면 형상인 것이 바람직하다.
이 점을 고려하면, 에지면 밀봉층(16)에 분산되는 무기물 입자의 크기(최대 길이)는, 에지면 밀봉층(16)의 두께 미만인 것이 바람직하고, 특히 작을수록 유리하다.
또한, 에지면 밀봉층(16)에 분산되는 무기물 입자의 크기는, 균일해도 되고 불균일해도 된다.
에지면 밀봉층(16)에 있어서의 무기물 입자의 함유량은, 무기물 입자의 크기 등에 따라, 적절히 설정하면 된다.
본 발명자들의 검토에 의하면, 에지면 밀봉층(16)에 있어서의 무기물 입자의 함유량은, 50질량% 이하가 바람직하고, 10~30질량%가 보다 바람직하다. 즉, 상술한 에지면 밀봉층(16)을 형성하는 조성물에 있어서, 조성물의 고형분 전체량을 100질량부로 했을 때에, 무기물 입자의 함유량이 50질량부 이하인 것이 바람직하고, 10~30질량부인 것이 보다 바람직하다.
무기물 입자에 의한 에지면 밀봉층(16)의 산소 투과도의 저감 효과는, 무기물 입자의 함유량이 많을수록 높아지지만, 무기물 입자의 함유량을 10질량% 이상으로 함으로써, 무기물 입자의 첨가 효과를 보다 적합하게 얻어, 산소 투과도가 작은 에지면 밀봉층(16)을 형성할 수 있다.
에지면 밀봉층(16)에 있어서의 무기물 입자의 함유량을 50질량% 이하로 함으로써, 에지면 밀봉층(16)의 밀착성이나 내구성을 충분하게 할 수 있고, 적층 필름을 재단이나 펀칭할 때에 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있는 등의 점에서 바람직하다.
에지면 밀봉층(16)에 분산되는 무기물 입자로서는, 구체적으로는, 실리카 입자, 알루미나 입자, 은 입자, 구리 입자 등이 예시된다.
본 발명의 적층 필름은, 공지의 방법으로 제작할 수 있다. 바람직한 일례로서, 이하의 방법이 예시된다.
먼저, 상술한 바와 같이, 지지체(20)의 표면에 도포법 등에 의하여 유기층(24)을 형성하고, 이 유기층(24)의 표면에 플라즈마 CVD 등에 의하여 무기층(26)을 형성하며, 무기층(26)의 표면에 도포법 등에 의하여 유기층(28)을 형성하여, 가스 배리어층(14)(가스 배리어 필름)을 제작한다.
이와 같은 유기층 및 무기층의 형성은, 이른바 롤·투·롤에 의하여 행하는 것이 바람직하다. 이하의 설명에서는, "롤·투·롤"을 "RtoR"이라고도 한다.
한편, 유기 용제, 매트릭스가 되는 수지를 형성하는 화합물, 양자 도트 등을 함유하는, 양자 도트층 등의 기능층(12)이 되는 조성물을 조제한다.
2매의 가스 배리어층(14)을 준비하고, 1매의 가스 배리어층(14)의 유기층(28)의 표면에, 이 기능층(12)이 되는 조성물을 도포하며, 또한 조성물 위에 유기층(28)을 조성물측을 향하여 다른 1매의 가스 배리어층(14)을 적층하고, 자외선 경화 등을 행하여, 기능층(12)의 양면에 가스 배리어층(14)을 적층한 적층체를 제작한다.
제작한 적층체를 소정 사이즈로 절단하고, 절단된 적층체를 복수 매, 예를 들면 1000매 중첩한다. 이어서, 중첩된 상태의 적층체의 에지면 전체면에, 상술한 바와 같은 에지면 밀봉층(16)을 형성하는 조성물을 도포한다. 여기에서, 이 조성물은, 점도가 높은 것이 바람직하고, 페이스트 형상이어도 된다.
이어서, 적층체의 에지면에 도포한 조성물을 건조시키고, 또한 필요에 따라 자외선 조사 등에 의하여 경화시킨다.
그 후, 중첩된 적층체를 1매씩 박리하여, 기능층(12)의 양면에 가스 배리어층(14)을 적층한 적층체의 에지면에, 에지면 밀봉층(16)을 형성한 적층 필름(10)을 제작한다.
이상, 본 발명의 적층 필름에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지는 않고, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에 있어서, 각종 개량이나 변경을 행해도 되는 것은 물론이다.
실시예
이하, 본 발명의 구체적 실시예를 들어, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이 실시예에 한정되는 것은 아니고, 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 순서 등은, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한 적절히 변경할 수 있다.
<가스 배리어층(14)의 제작>
<<지지체(20)>>
가스 배리어층(14)의 지지체(20)로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(PET 필름, 도요보사제, 상품명: 코스모샤인 A4300, 두께 50μmm, 폭 1000mm, 길이 100m)을 이용했다.
<<유기층(24)의 형성>>
지지체(20)의 일면에, 이하와 같이 하여 유기층(24)을 형성했다.
먼저, 유기층(24)을 형성하기 위한 조성물을 조제했다. 구체적으로는, 트라이메틸올프로페인트라이아크릴레이트(TMPTA, 다이셀 사이텍사제) 및 광중합 개시제(람베르티사제, ESACUREKTO46)를 준비하고, TMPTA:광중합 개시제의 질량 비율이, 95:5가 되도록 칭량하여, 이들을 메틸에틸케톤에 용해시켜, 고형분 농도가 15%인 조성물을 조제했다.
이 조성물을 이용하여, RtoR을 이용하여 도포법으로 성막을 행하는 일반적인 성막 장치에 의하여, 지지체(20)의 일면에 유기층(24)을 형성했다.
먼저, 다이 코터를 이용하여 조성물을 지지체(20)의 일면에 도포했다. 도포 후의 지지체(20)를 50℃의 건조 존을 3분간 통과시킨 후, 자외선(적산 조사량 약 600mJ/cm2)을 조사함으로써 조성물을 경화시켜, 유기층(24)을 형성했다.
또, 자외선 경화 직후의 패스 롤에 있어서, 보호 필름으로서 유기층(24)의 표면에 폴리에틸렌 필름(PE 필름, 선에이 가켄제, 상품명: PAC2-30-T)을 첩부하고, 반송하여, 권취했다.
형성된 유기층(24)의 두께는 1μm였다.
<<무기층(26)의 형성>>
다음으로, RtoR을 이용하는 CVD 장치를 이용하여, 유기층(24)의 표면에 무기층(26)(질화 규소(SiN)층)을 형성했다.
송출기에 의하여 유기층(24)을 형성한 지지체(20)를 송출하고, 무기층의 성막 전의 마지막 막면 터치 롤 통과 후에 보호 필름을 박리하여, 노출된 유기층(24) 위에 플라즈마 CVD에 의하여 무기층(26)을 형성했다.
무기층(26)의 형성에는, 원료 가스로서, 실레인 가스(유량 160sccm), 암모니아 가스(유량 370sccm), 수소 가스(유량 590sccm), 및 질소 가스(유량 240sccm)를 이용했다. 전원은, 주파수 13.56MHz의 고주파 전원을 이용했다. 제막 압력은 40Pa로 했다.
형성된 무기층(26)의 두께는 50nm였다.
<<유기층(28)의 형성>>
또한, 무기층(26)의 표면에, 이하와 같이 하여 유기층(28)을 적층했다.
먼저, 유기층(28)을 형성하기 위한 조성물을 조제했다. 구체적으로는, 유레테인 결합 함유 아크릴 폴리머(다이세이 파인 케미컬사제, 아크리트 8BR500, 질량 평균 분자량 250,000)와 광중합 개시제(BASF사제 이르가큐어 184)를 준비하고, 유레테인 결합 함유 아크릴 폴리머:광중합 개시제의 질량 비율이, 95:5가 되도록 칭량하여, 이들을 메틸에틸케톤에 용해시켜, 고형분 농도가 15질량%인 조성물을 조제했다.
이 조성물을 이용하여, RtoR을 이용하여 도포법으로 성막을 행하는 일반적인 성막 장치에 의하여, 무기층(26)의 표면에 유기층(28)을 형성했다.
먼저, 다이 코터를 이용하여 조성물을 지지체(20)의 일면에 도포했다. 도포 후의 지지체(20)를 100℃의 건조 존을 3분간 통과시켜, 유기층(28)을 형성했다.
이로써, 지지체(20) 위에 유기층(24), 무기층(26) 및 유기층(28)을 형성하여 이루어지는, 도 2에 나타내는 가스 배리어층(14)(가스 배리어 필름)을 제작했다. 형성된 유기층(28)의 두께는 1μm였다.
또한, 가스 배리어층(14)은, 조성물을 건조한 직후의 패스 롤에 있어서 보호 필름으로서 유기층(28)의 표면에 앞과 동일한 폴리에틸렌 필름을 첩부한 후, 권취했다.
<적층체의 제작>
이하의 조성을 갖는, 기능층(12)으로서의 양자 도트층을 형성하기 위한 조성물을 조제했다.
(조성물의 조성)
·양자 도트 1의 톨루엔 분산액(발광 극대: 520nm) 10질량부
·양자 도트 2의 톨루엔 분산액(발광 극대: 630nm) 1질량부
·라우릴메타크릴레이트 2.4질량부
·트라이메틸올프로페인트라이아크릴레이트 0.54질량부
·광중합 개시제(이르가큐어 819, BASF사제) 0.009질량부
양자 도트 1, 2로서는, 하기의 코어 쉘 구조(InP/ZnS)를 갖는 나노 결정을 이용했다.
·양자 도트 1: INP530-10(NN-labs사제)
·양자 도트 2: INP620-10(NN-labs사제)
조제한 조성물의 점도는 50mPa·s였다.
이 조성물을 이용하여, RtoR을 이용하여 도포법으로 성막을 행하는 일반적인 성막 장치에 의하여, 기능층(12)의 양면에 가스 배리어층(14)을 적층한 적층체를 제작했다.
2매의 가스 배리어층(14)을 성막 장치의 소정 위치에 장전, 통지(通紙)했다. 먼저, 1매의 가스 배리어층의 보호 필름을 박리한 후, 다이 코터를 이용하여 조성물을 유기층(28)의 표면에 도포했다. 이어서, 다른 1매의 가스 배리어층(14)으로부터 보호 필름을 박리한 후, 조성물에 유기층(28)을 향하여, 가스 배리어층(14)을 적층했다.
또한, 기능층(12)이 되는 조성물을 가스 배리어층(14) 사이에 끼운 적층체에, 자외선(적산 조사량 약 2000mJ/cm2)을 조사함으로써 조성물을 경화시켜 기능층(12)을 형성하고, 기능층(12)의 양면에 가스 배리어층(14)을 적층한 적층체를 제작했다.
<실시예 및 비교예>
이 적층체를, 날끝 각도 17°의 톰슨 날을 사용하여, A4 사이즈의 시트 형상으로 절단했다. 이어서, 절단된 적층체를 1000매 중첩했다.
[실시예 1]
에지면 밀봉층(16)을 형성하는 조성물로서, 고형분이 이하의 조성을 갖는 조성물을 조제했다. 또한, 조성은, 고형분 전체를 100질량부로 했을 때의 질량부이다.
·2액 경화형 에폭시 화합물의 주제(중합성 화합물, 친수도 logP=3.8, 헨켈 재팬사제, 록타이트 E-30CL의 주제) 66.7질량부
·2액 경화형 에폭시 화합물의 경화제(헨켈·재팬사제, 록타이트 E-30CL의 경화제) 33.3질량부
이 조성물을, 디스팬서를 이용하여 1000매 중첩된 적층체의 에지면 전체면에 도포하고, 80℃에서 10분 건조, 경화시켜, 에지면 밀봉층(16)을 형성했다.
그 후, 개개의 적층체를 박리하고, 기능층(12)의 양면에 가스 배리어층(14)을 적층한 적층체의 에지면에, 에지면 밀봉층(16)을 형성하여 이루어지는, 도 1에 나타내는 적층 필름(10)을 제작했다.
에지면 밀봉층(16)의 두께는 60μm로 했다.
또, 두께 100μm의 2축 연신 폴리에스터 필름(도레이사제, 루미러 T60)에, 에지면 밀봉층(16)과 완전히 동일하게 하여 두께 60μm의 산소 투과도 측정용 샘플을 제작했다. 이어서, 폴리에스터 필름으로부터 산소 투과도 측정용 샘플을 박리하고, APIMS법(대기압 이온화 질량 분석법)에 의한 측정 장치(일본 에이피아이사제)를 이용하여, 온도 25℃, 습도 60%RH의 조건하에서, 산소 투과도를 측정했다.
그 결과, 산소 투과도 측정용 샘플 즉 에지면 밀봉층(16)의 산소 투과도는, 5.1cc/(m2·day·atm)였다.
[실시예 2]
에지면 밀봉층(16)이 되는 조성물의 고형분을 이하에 나타내는 조성으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 적층 필름(10)을 제작했다.
·지환식 에폭시 화합물(중합성 화합물, 친수도 logP=0.8, 다이셀사제, 셀록사이드 2021P) 50질량부
·무수 프탈산 50질량부
실시예 1과 동일하게 에지면 밀봉층(16)의 산소 투과도를 측정한 결과, 산소 투과도는 4.6cc/(m2·day·atm)였다.
[실시예 3]
에지면 밀봉층(16)이 되는 조성물의 고형분을 이하에 나타내는 조성으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 적층 필름(10)을 제작했다.
·UV 경화성 아이소사이아네이트 화합물(중합성 화합물, 친수도 logP=0.5, 쇼와 덴코사제, 카렌즈 moi) 14질량부
·폴리바이닐알코올(수소 결합성 화합물, 친수도 logP=0.9, 구라레사제, PVA117H) 83질량부
·광라디칼 중합 개시제(BASF사제, 이르가큐어 184) 3질량부
또한, 본 예에 있어서는, 에지면 밀봉층(16)이 되는 조성물을 도포, 건조시킨 후, 자외선(적산 조사량 약 800mJ/cm2)을 조사함으로써 조성물을 경화시켜, 에지면 밀봉층(16)을 형성했다.
실시예 1과 동일하게 에지면 밀봉층(16)의 산소 투과도를 측정한 결과, 산소 투과도는 0.8cc/(m2·day·atm)였다.
[실시예 4]
에지면 밀봉층(16)이 되는 조성물의 고형분을 이하에 나타내는 조성으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 적층 필름(10)을 제작했다.
·2액 경화형 에폭시 화합물의 주제(중합성 화합물, 친수도 logP=3.8, 헨켈 재팬사제, 록타이트 E-30CL의 주제) 50질량부
·2액 경화형 에폭시 화합물의 경화제(헨켈·재팬사제, 록타이트 E-30CL의 경화제) 25질량부
·실리카 입자(무기물 입자, 입경 40~50nm, 닛산 가가쿠사제, MEK-AC-4130Y) 25질량부
실시예 1과 동일하게 에지면 밀봉층(16)의 산소 투과도를 측정한 결과, 산소 투과도는 2.5cc/(m2·day·atm)였다.
[실시예 5]
에지면 밀봉층(16)이 되는 조성물의 고형분을 이하에 나타내는 조성으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 적층 필름(10)을 제작했다.
·TMPTA(중합성 화합물, 친수도 logP=2.5, 다이셀 사이텍사제) 37질량부
·3,4-에폭시사이클로헥실메틸메타아크릴레이트(수소 결합성 화합물, 친수도 logP=1.4, 다이셀사제, 사이클로머 M100) 57질량부
·광라디칼 중합 개시제(BASF사제, 이르가큐어 184) 3질량부
·광양이온 중합 개시제(CPI-100P, 산아프로사제) 3질량부
또한, 본 예에 있어서는, 에지면 밀봉층(16)이 되는 조성물을 도포, 건조시킨 후, 자외선(적산 조사량 약 800mJ/cm2)을 조사함으로써 조성물을 경화시켜, 에지면 밀봉층(16)을 형성했다.
실시예 1과 동일하게 에지면 밀봉층(16)의 산소 투과도를 측정한 결과, 산소 투과도는 9.5cc/(m2·day·atm)였다.
[실시예 6]
에지면 밀봉층(16)이 되는 조성물의 고형분을 이하에 나타내는 조성으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 적층 필름(10)을 제작했다.
·UV 경화성 아이소사이아네이트 화합물(중합성 화합물, 친수도 logP=0.5, 쇼와 덴코사제, 카렌즈 moi) 12질량부
·폴리바이닐알코올(수소 결합성 화합물, 친수도 logP=0.9, 구라레사제, PVA117H) 73질량부
·광라디칼 중합 개시제(BASF사제, 이르가큐어 184) 3질량부
·실리카 입자(무기물 입자, 입경 40~50nm, 닛산 가가쿠사제, MEK-AC-4130Y) 12질량부
또한, 본 예에 있어서는, 에지면 밀봉층(16)이 되는 조성물을 도포, 건조시킨 후, 자외선(적산 조사량 약 800mJ/cm2)을 조사함으로써 조성물을 경화시켜, 에지면 밀봉층(16)을 형성했다.
실시예 1과 동일하게 에지면 밀봉층(16)의 산소 투과도를 측정한 결과, 산소 투과도는 0.6cc/(m2·day·atm)였다.
[비교예 1]
에지면 밀봉층(16)을 형성하지 않는 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 적층 필름을 제작했다.
[비교예 2]
에지면 밀봉층이 되는 조성물의 고형분을 이하에 나타내는 조성으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 적층 필름을 제작했다.
·라우릴아크릴레이트(중합성 화합물, 친수도 logP=5.2, 도쿄 가세이 고교사제) 50질량부
·폴리바이닐알코올(수소 결합성 화합물, 친수도 logP=0.9, 구라레사제, PVA117H) 50질량부
실시예 1과 동일하게 에지면 밀봉층(16)의 산소 투과도를 측정한 결과, 산소 투과도는 75cc/(m2·day·atm)였다.
또한, 본 예에 있어서는, 에지면 밀봉층(16)이 되는 조성물을 도포, 건조시킨 후, 자외선(적산 조사량 약 800mJ/cm2)을 조사함으로써 조성물을 경화시켜, 에지면 밀봉층(16)을 형성했다.
[비교예 3]
에지면 밀봉층이 되는 조성물의 고형분을 이하에 나타내는 조성으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 적층 필름을 제작했다.
·폴리바이닐알코올(수소 결합성 화합물, 친수도 logP=0.9, 구라레사제, PVA117H) 100질량부
실시예 1과 동일하게 에지면 밀봉층(16)의 산소 투과도를 측정한 결과, 산소 투과도는 0.8cc/(m2·day·atm)였다.
[비교예 4]
에지면 밀봉층이 되는 조성물의 고형분을 이하에 나타내는 조성으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 적층 필름을 제작했다.
·TMPTA(중합성 화합물, 친수도 logP=2.5, 다이셀 사이텍사제) 97질량부
·광라디칼 중합 개시제(BASF사제, 이르가큐어 184) 3질량부
또한, 본 예에 있어서는, 에지면 밀봉층(16)이 되는 조성물을 도포, 건조시킨 후, 자외선(적산 조사량 약 800mJ/cm2)을 조사함으로써 조성물을 경화시켜, 에지면 밀봉층(16)을 형성했다.
실시예 1과 동일하게 에지면 밀봉층(16)의 산소 투과도를 측정한 결과, 산소 투과도는 17cc/(m2·day·atm)였다.
이와 같이 하여 제작한 실시예 1~6, 및 비교예 1~4의 적층 필름에 대하여, 단부의 비발광 영역, 및 에지면 밀봉층(16)의 고온 고습 내성을 평가했다.
[단부의 비발광 영역]
25℃ 상대 습도 60%로 유지된 방에서, 시판 중인 청색 광원(OPTEX-FA사제, OPSM-H150X142B) 상에 적층 필름을 두고, 적층 필름에 대하여 청색광을 1000시간 연속하여 조사했다.
연속 조사 후의 적층 필름의 휘도를 휘도 분포계 ProMetric(Radiant Zemax사제)으로 측정하고, 적층 필름의 중앙의 휘도에 대하여, 20% 이상, 휘도가 저하되어 있는 거리를 단부 열화 거리 L로 하여, 이하의 기준으로 단부의 발광 영역을 평가했다.
평가 결과가 AA~B이면, 연속 조사 후에도 단부의 발광 효율이 양호하게 유지되고 있다고 판단할 수 있다.
AA: L≤0.1mm
A: 0.1mm<L≤0.3mm
B: 0.3mm<L≤0.5mm
C: 0.5mm<L≤1.5mm
D: 1.5mm<L
[고온 고습 내성]
제작한 적층 필름의 에지면 밀봉층(16)의 막두께 D1을 광학 현미경으로 측정한 후, 85℃ 상대 습도 85%로 유지된 항온조에 투입하여, 300시간 보관했다.
항온조로부터 적층 필름을 취출한 후, 25℃ 상대 습도 60%로 유지된 방에서 24시간 조습시키고, 고온 고습 내구 후의 적층 필름의 에지면 밀봉층(16)의 막두께 D2를 먼저 나타낸 순서와 동일하게 하여 측정했다.
고온 고습 내구 전후의 에지면 밀봉층(16)의 막두께 변화 X[%]=(D1-D2)/D2×100을 산출하여, 이하의 기준으로 고온 고습 내성을 평가했다.
평가 결과가 A 및 B이면, 고온 고습의 내성이 있다고 판단할 수 있다.
A: X≤5%
B: 5%<X≤10%
C: 10%<X≤30%
D: 30%<X
에지면 밀봉층의 조성과 함께, 결과를 하기 표에 나타낸다.
[표 1]
상기 표 1에 나타나는 바와 같이, 본 발명의 적층 필름은, 비교예에 대하여, 단부에서의 발광 영역이 넓고, 즉 에지면으로부터의 산소 등의 침입에 기인하는 양자 도트의 열화를 방지할 수 있으며, 또한 에지면 밀봉층(16)의 고온 고습 내성도 높다.
이상의 결과로부터, 본 발명의 효과는 분명하다.
10 적층 필름
12 (광학)기능층
14 가스 배리어층
16 에지면 밀봉층
20 지지체
24, 28 유기층
26 무기층
12 (광학)기능층
14 가스 배리어층
16 에지면 밀봉층
20 지지체
24, 28 유기층
26 무기층
Claims (8)
- 광학 기능층과, 상기 광학 기능층의 적어도 한쪽의 주면에 적층되는 가스 배리어층과, 상기 광학 기능층 및 가스 배리어층을 적층한 적층체의 에지면의 적어도 일부를 덮는 에지면 밀봉층을 갖고,
상기 에지면 밀봉층이 고형분 전체량을 100질량부로 했을 때에, (메트)아크릴로일기 및 옥세테인기로부터 적어도 하나 선택되는 중합성 관능기를 갖는 중합성 화합물을 5질량부 이상 함유하는 조성물에 의하여 형성된, 산소 투과도가 10cc/(m2·day·atm) 이하인 수지층이고,
상기 광학 기능층의 에지면 및 가스 배리어층의 에지면이 동일 평면에 배치되도록 연속적으로 형성되어 있으며,
상기 에지면 밀봉층은 상기 적층체의 에지면만을 덮고, 적층체의 에지면 이외의 다른 면을 덮지 않고,
상기 에지면 밀봉층을 형성하는 조성물이 함유하는 중합성 화합물의 친수도 logP가 4 이하인 것을 특징으로 하는 적층 필름. - 청구항 1에 있어서,
상기 에지면 밀봉층이 상기 적층체의 에지면의 전체면을 덮는 적층 필름. - 삭제
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 에지면 밀봉층을 형성하는 조성물이 친수도 logP가 4 이하인 수소 결합성 화합물을 함유하는 적층 필름. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 에지면 밀봉층을 형성하는 조성물은, 상기 조성물의 고형분 전체량을 100질량부로 했을 때에, 수소 결합성 화합물을 30질량부 이상 함유하는 적층 필름. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 에지면 밀봉층의 두께가 0.1~500μm인 적층 필름. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 에지면 밀봉층에 무기물의 입자가 분산되는 적층 필름. - 청구항 7에 있어서,
상기 무기물의 입자의 크기가 상기 에지면 밀봉층의 두께 이하인 적층 필름.
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