JP6733869B2 - 光学フィルム - Google Patents

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Description

［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１５年１０月０５日に出願された大韓民国特許出願第１０−２０１５−０１３９６９８号及び２０１５年１０月０５日に出願された韓国特許出願第１０−２０１５−０１３９６９９号に基づく優先権の利益を主張し、該当韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として組み入れるものとする。
技術分野
本発明は、光学フィルム及び光学フィルムの用途に関する。
情報保護または個人プライバシーの重要性に従って保安フィルムの使用量が増加している。例えば、特許文献１（大韓民国公開特許公報第２００７−００９０６６２号）は、マイクロルーバー（Ｍｉｃｒｏ Ｌｏｕｖｅｒ）技術を適用した保安フィルムを開示している。マイクロルーバーフィルムは、多数の微細ルーバーが一定な間隔でパターン化されている構造を有する。ルーバーフィルムの内部に形成された多数の微細ルーバーは、ルーバーフィルムを透過する光の進行方向を所定の流出角度範囲で制御する効果（方向制御効果）を発揮する。したがって、側面方向への液晶パネル透過光の不必要な流出を防止することができ、このようなルーバーフィルムを光制御フィルム（Ｌｉｇｈｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｉｌｍ）とも呼ぶ。しかし、マイクロルーバーフィルムは、縦横比が保安フィルム性能の主要因子として、線幅が大きくなるほど高さは小さくなり得るが、線幅が大きくなれば、それほど透過度が低下する問題点がある。
本発明は、光学フィルム及び光学フィルムの用途を提供する。
本発明は、光学フィルムに関する。例示的な光学フィルムは、第１線偏光子、第１液晶フィルム及び第２液晶フィルムを含む。前記第１液晶フィルム及び第２液晶フィルムは、前記第１線偏光子の上部に順に形成されてあり得る。前記第１液晶フィルム及び第２液晶フィルムは、各々スプレイ配向液晶フィルムであり得る。図１は、第１線偏光子１０１、第１スプレイ配向液晶フィルム１０２及び第２スプレイ配向液晶フィルム１０３を順に含む光学フィルムを例示的に示す。
本明細書で用語「偏光子」は、入射光に対して選択的透過及び遮断特性、例えば、反射または吸収特性を示す機能性層を意味する。偏光子は、例えば、多くの方向に振動する入射光からいずれか一方向に振動する光は透過し、残り方向に振動する光は遮断させる機能を有することができる。本明細書で「線偏光子」は、選択的に透過する光がいずれか一つの方向に振動する線偏光であり、選択的に遮断する光が前記線偏光の振動方向と垂直する方向に振動する線偏光である場合を意味する。線偏光子の種類は、特別に制限されず、例えば、反射型線偏光子としては、例えば、ＤＢＥＦ（Ｄｕａｌ Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｆｉｌｍ）、リオトロピック液晶層（ＬＬＣ層：Ｌｙｏｔｒｏｐｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）またはワイヤーグリッド線偏光子（ｗｉｒｅ ｇｒｉｄ ｐｏｌａｒｉｚｅｒ）などを使用することができ、吸収型線偏光子としては、例えば、ＰＶＡ延伸フィルムなどのような高分子延伸フィルムにヨードを染着した線偏光子または配向された状態に重合された液晶をホストにし、前記液晶の配向によって配列された異方性染料をゲストにするゲスト−ホスト型線偏光子を使用することができるが、これに制限されるものではない。前記線偏光子は、面方向で互いに直交する光透過軸及び光吸収軸を有し得る。
本明細書で用語「スプレイ配向」は、液晶フィルムの光軸のチルト角が液晶フィルムの厚さ方向によって漸進的に変化する配向状態を意味する。本明細書で用語「チルト角」は、液晶フィルムの光軸と液晶フィルムの表面が成す最小角を意味する。本明細書で用語「平均チルト角」は、液晶フィルム内のすべての光軸のチルト角の平均値またはすべての光軸の配列を平均値に換算した場合のチルト角を意味する。本明細書で用語「光軸」は、液晶フィルムの遅相軸を意味し得る。例えば、液晶フィルムの光軸は、液晶フィルムに含まれた液晶化合物が棒（ｒｏｄ）状である場合、棒状の長軸方向の軸を意味し、液晶フィルムに含まれる液晶化合物が円板（ｄｉｓｃｏｔｉｃ）状である場合、円板平面の法線方向の軸を意味する。本明細書において、「液晶フィルムがスプレイ配向された液晶化合物を含む」とは、前記液晶化合物が棒状である場合、棒状の長軸方向が液晶フィルムの厚さ方向によって漸進的に変化することを意味し、あるいは前記液晶化合物が円板状である場合、円板平面の法線方向の軸が液晶フィルムの厚さ方向によって漸進的に変化することを意味する。
一つの例示で、前記スプレイ配向は、液晶フィルムの光軸の最小チルト角が約０度〜２０度である範囲であり、最大チルト角が約７０度〜９０度である範囲であって、前記チルト角が液晶フィルムの厚さ方向によって漸進的に変化する配向状態を意味し得る。
スプレイ配向は、線形（Ｌｉｎｅａｒ）スプレイ配向と非線形（ｎｏｎ−Ｌｉｎｅａｒ）スプレイ配向に区分され得る。
本明細書で用語「線形（Ｌｉｎｅａｒ）スプレイ配向」は、液晶フィルムの厚さをｘ軸にして該当厚さに対応するローカルチルト角（Ｌｏｃａｌ Ｔｉｌｔ Ａｎｇｌｅ）をｙ軸にして図示されたグラフが線形グラフを示す配向状態、すなわち、その傾斜が定数（ｃｏｎｓｔａｎｔ）である配向状態を意味する。一つの例示で、線形スプレイ配向は、液晶フィルムの全体厚さｄに対する該当厚さｚの比（ｚ／ｄ）をｘ軸にし（すなわち、ｘ＝０〜１．０）、該当厚さに対応するローカルチルト角をｙ軸にするが、ｙ軸で最小チルト角と最大チルト角の間隔ｂをｘ＝０〜１．０範囲内の間隔ａと同一にして、図示されたグラフの傾きがｘ軸によって一定な配向状態、例えば、平均傾きが（ｔｉｌｔ ｆａｃｔｏｒ）が約０．９５〜１．０５範囲内である配向状態を意味し得る（図２のグラフＡ参照）。
本明細書で用語「非線形（ｎｏｎ−ｌｉｎｅａｒ）スプレイ配向」は、液晶フィルムの厚さをｘ軸にして該当厚さに対応するローカルチルト角をｙ軸にして図示されたグラフが非線形グラフを示す配向状態、すなわち、その傾斜が液晶フィルムの厚さによって変化する配向状態を意味する。一つの例示で、非線形スプレイ配向は、液晶フィルムの厚さに対するチルト角の傾きが漸進的に増加するかまたは漸進的に減少する配向状態を意味し得る。一つの例示で、非線形スプレイ配向は、液晶フィルムの全体厚さｄに対する該当厚さｚの比（ｚ／ｄ）をｘ軸にし（すなわち、ｘ＝０〜１．０）、該当厚さに対応するローカルチルト角をｙ軸にするが、ｙ軸で最小チルト角と最大チルト角の間隔ｂをｘ＝０〜１．０範囲内の間隔ａと同一にして、図示されたグラフの傾きがｘ軸によって漸進的に減少するが、平均傾き（ｔｉｌｔ ｆａｃｔｏｒ）が約０．９５未満であるか（図２のグラフＢ参照）またはｘ軸によって漸進的に増加するが、平均傾き（ｔｉｌｔ ｆａｃｔｏｒ）が約１．０５超過である配向状態を意味し得る（図２のグラフＣ参照）。
一つの具体的な例示で、非線形スプレイ配向は、後述のように視野角による選択的な透過及び遮断特性を効果的に具現するという側面で、前記グラフの傾きがｘ軸によって漸進的に減少するが、平均傾斜（ｔｉｌｔ ｆａｃｔｏｒ）が約０．９５未満、例えば、約０．９以下、約０．８以下、約０．７以下になるようにする配向状態であり得る。この場合、平均傾きの下限は、約０．１以上、０．２以上、０．３以上、０．４以上、０．５以上または０．６以上であり得る。
本明細書でチルトファクター（ｔｉｌｔ ｆａｃｔｏｒ）に対して特別に言及しない限り、Ａｘｏｓｃａｎ（（株）Ａｘｏｍｅｔｒｉｘ社製）を利用して角度別フィルムの位相差を測定して導出されたチルトファクター値を意味し得る。スプレイ配向液晶フィルムのチルトファクターは、スプレイ配向液晶フィルムの製造時に工程温度を調節することで調節され得る。一つの例示で、スプレイ配向液晶フィルムは、公知のスプレイ配向性液晶組成物の層を硬化させて製造され得る。前記で硬化は、スプレイ配向性液晶組成物の層に紫外線を照射することで実行でき、前記紫外線の照射時の温度を調節することでスプレイ配向液晶フィルムのチルトファクターを調節することができる。例えば、紫外線の照射時の温度が高いほどチルトファクターが上昇する傾向がある。
一つの例示で、前記第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムは、各々線形スプレイ配向液晶フィルムであり得る。このような光学フィルムは、視野角に従う選択的な透過率を示すのに有利である。前記第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムは、各々線形スプレイ配向された液晶化合物を含む液晶層であり得る。前記線形スプレイ配向液晶フィルムは、単一層の液晶フィルムであり得る。本明細書で単一層は、液晶フィルムが一つの液晶層に形成される場合を意味し、２層以上の液晶層が積層された構造の液晶フィルムは、単一層の液晶フィルムから排除される。線形スプレイ配向液晶フィルムを形成する方法は、特別に制限されず、例えば、当業界に公知された線形スプレイ配向性液晶組成物の層を適切な温度で維持しながら紫外線を照射して硬化させることで形成し得る。
一つの例示で、前記第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムは、各々非線形スプレイ配向液晶フィルムであり得る。このような光学フィルムは、視野角に従う選択的な透過率を示すのに有利である。
本発明の一実施例によれば、前記非線形スプレイ配向液晶フィルムは、非線形スプレイ配向された液晶化合物を含む液晶層であり得る。前記非線形スプレイ配向液晶フィルムは、単一層の液晶フィルムであり得る。このような非線形スプレイ配向液晶フィルムは、当業界に公知された非線形スプレイ配向性液晶組成物の層を適切な温度で維持しながら紫外線を照射して硬化させることで形成し得る。
本発明の他の一実施例によれば、前記非線形スプレイ配向液晶フィルムは、線形スプレイ配向された液晶化合物を含む液晶層、及び下記一般式１を満足し、下記数式Ｂで規定される厚さ方向の位相差が正数である位相差フィルムを含み得る。このような位相差フィルムは、いわゆる＋Ｃプレート（正のＣプレート）と呼称され得る。非線形スプレイ配向液晶フィルムを線形スプレイ配向液晶フィルム及び＋Ｃプレートで具現する場合、前記非線形スプレイ配向された液晶化合物を含む液晶層で具現する場合に比べて前記平均チルト角を有する非線形スプレイ配向状態を具現するという側面で有利であり得る。
［一般式１］
ｎｘ≒ｎｙ≠ｎｚ
［数式Ａ］
Ｒｔｈ ＝ ｄ×（ｎｚ − ｎｙ）
一般式１または数式Ａにおいて、ｄは、位相差フィルムの厚さであり、ｎｘは、位相差フィルムの平面での遅相軸方向の屈折率であり、ｎｙは、位相差フィルムの平面での前記遅相軸と直交する方向の屈折率であり、ｎｚは、位相差フィルムの厚さ方向、すなわち、前記遅相軸とそれに直交する全ての方向と垂直する方向の屈折率である。
前記＋Ｃプレートは、垂直配向状態で存在する液晶化合物を含み得る。本明細書で「垂直配向」は、液晶化合物の光軸が位相差フィルムの平面に対して、約９０度〜約６５度、約９０度〜約７５度、約９０度〜約８０度、約９０度〜約８５度、約９０度のチルト角を有することを意味し得る。
前記第１及び第２非線形スプレイ配向液晶フィルムは、各々非線形スプレイ配向された液晶化合物を含む液晶層であるか、各々線形スプレイ配向液晶フィルム及び＋Ｃプレートを含むか、またはいずれか一つの液晶フィルムの非線形スプレイ配向された液晶化合物を含む液晶層であり、他の一つは、線形スプレイ配向液晶フィルム及び＋Ｃプレートを含むことができる。
前記非線形スプレイ配向液晶フィルムを具現するより具体的な例として、第１及び第２非線形スプレイ配向液晶フィルムが各々一対の線形スプレイ配向液晶フィルムと＋Ｃプレートとを含むことができる。すなわち、第１非線形スプレイ配向液晶フィルムが第１線形スプレイ配向液晶フィルム及び＋Ｃプレートを含み、第２非線形スプレイ配向液晶フィルムが第２線形スプレイ配向液晶フィルム及び＋Ｃプレートを含むことができる。
前記非線形スプレイ配向液晶フィルムを具現するより具体的な他の例として、第１線形スプレイ配向液晶フィルムと第２線形スプレイ配向液晶フィルムとの間に一つの＋Ｃプレートを配置することで、第１線形スプレイ配向液晶フィルムと１／２の＋Ｃプレートで構成される第１非線形スプレイ配向液晶フィルムと第２線形スプレイ配向液晶フィルムと１／２の＋Ｃプレートで構成される第２非線形スプレイ配向液晶フィルムの効果が現われるように具現し得る。
前記のような非線形スプレイ配向液晶フィルムの具現において、第１線偏光子に隣接する第１スプレイ配向液晶フィルムは、第１スプレイ配向液晶フィルムに含まれる線形スプレイ配向液晶フィルムが前記＋Ｃプレートに比べて第１線偏光子に隣接するように配置され得る。
前記第１及び/または第２スプレイ配向液晶フィルムの平均チルト角は、例えば、４５度〜５５度範囲内であり得る。この場合、第１及び／または第２スプレイ配向液晶フィルムが各々正面で線形または非線形スプレイ配向を具現する場合、傾斜角で線形ツイストネマチックフィルム（Ｌｉｎｅａｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ Ｆｉｌｍ）として機能できるので、視野角による選択的な透過特性を示すのに有利である。したがって、第１及び／または第２スプレイ配向液晶フィルムの平均チルト角が前記範囲内である場合、視野角による選択的な透過特性を示すのに有利である。
前記第１及び／または第２スプレイ配向液晶フィルムの厚さは、スプレイ配向液晶の屈折率異方性、液晶フィルムの位相差値、均一なコーティングを形成するという側面を考慮して適切に調節され得る。例えば、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムは、各々約０．１μｍ〜約５μｍ、約０．５μｍ〜約５μｍ、約１μｍ〜約５μｍ、約１．５μｍ〜約４．５μｍ、約２μｍ〜約４μｍ、約２．５μｍ〜３．５μｍまたは約２．７５μｍ〜３．２５μｍ範囲の厚さで形成し得る。
前記第１及び／または第２スプレイ配向液晶フィルムの厚さは、傾斜角で選択的な透過特性を示すのにあって、Ｃｕｔ−ｏｆｆ ａｎｇｌｅ、すなわち、透過度が初めて最小になる動径角の角度とＣｕｔ−ｏｆｆ ａｎｇｌｅ及びその後の角度での透過率と連関性がある。一つの例示で、第１及び／または第２スプレイ配向液晶フィルムの厚さが増加するほどＣｕｔ−ｏｆｆ ａｎｇｌｅが小さくなり、Ｃｕｔ−ｏｆｆ ａｎｇｌｅでの透過率が減少する傾向がある。したがって、光学フィルムの遮断性能を考慮すれば、液晶フィルムの厚さを厚く設計することが有利であり得る。ただし、第１及び／または第２スプレイ配向液晶フィルムの厚さが増加するほどＣｕｔ−ｏｆｆ ａｎｇｌｅ以後の角度で透過率が相対的に速く上昇する傾向がある。前記液晶フィルムの厚さによる選択的な透過特性の傾向性を考慮すれば、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの厚さ範囲を各々前記範囲内にすることが適切であり得る。前記第１及び／または第２スプレイ配向液晶フィルムの厚さは、選択的な透過特性において要求されるＣｕｔ−ｏｆｆ ａｎｇｌｅとＣｕｔ−ｏｆｆ ａｎｇｌｅ及びその後の角度での透過率を適切に考慮して前記範囲以外の厚さでも調節され得る。
前記第１及び／または第２スプレイ配向液晶フィルム内に含まれる液晶化合物は、重合性液晶化合物であり得る。第１及び／または第２スプレイ配向液晶フィルムは、例えば、重合性液晶化合物を重合された形態で含み得る。本明細書で用語「重合性液晶化合物」は、液晶性を示すことができる部位、例えば、メソゲン（ｍｅｓｏｇｅｎ）骨格などを含み、また重合性官能基を一つ以上含む化合物を意味し得る。また、「重合性液晶化合物が重合された形態で含まれている」とは、前記液晶化合物が重合されて液晶フィルム内で液晶高分子の主鎖または測鎖のような骨格を形成している状態を意味し得る。前記重合性液晶化合物としては、棒状の重合性液晶化合物または円板状の重合性液晶化合物を適切に選択して使用し得る。
光学フィルムは、例えば、視野角による選択的な透過率を示すことができる。一つの例示で、光学フィルムは、所定動径角及び傾斜角から観察する場合、低い透過率を示すことができ、前記所定動径角以外の動径角の傾斜角から観察する場合、高い透過率を示すことができる。本明細書で用語「傾斜角及び動径角」は、図３を参照して説明できる。図３において、ｘ軸とｙ軸による平面（ｘｙ平面）を光学フィルムの表面とするとき、傾斜角は、前記ｘｙ平面の法線、すなわち、図３のｚ軸と観察方向Ｐが成す角度（図３のθ）を意味し、動径角は、ｘ軸と観察方向Ｐのｘｙ平面に対する投影が成す角度（図３のφ）を意味する。本明細書で特別に言及しない限り、傾斜光は、約３０度〜５０度範囲内の傾斜角で入射される光を意味し得る。
光学フィルムは、例えば、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの光軸と第１線偏光子の吸収軸を調節することによって視野角による選択的な透過率を設計することができる。以下、本明細書で用語「垂直、直交、水平または平行」は、目的する効果を損傷させない範囲での実質的な垂直、直交、水平または平行を意味する。したがって、前記各用語は、例えば、±１５度以内、±１０度以内、±５度以内または±３度以内の誤差を含むことができる。
一つの例示で、前記第１及び／または第２スプレイ配向液晶フィルムの平均光軸の第１及び／または第２スプレイ配向液晶フィルム平面への投影は、第１線偏光子の吸収軸と平行を成すことができる。本明細書で用語「平均光軸」は、液晶フィルム内に存在する光軸のベクターの和を意味し得る。
一つの具体的な例示で、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの平均光軸の第１及び第２スプレイ配向液晶フィルム平面への投影は、各々第１線偏光子の吸収軸と平行を成すことができる。このような光学フィルムは、例えば、動径角８５〜９５の傾斜角で観察する場合及び動径角２６５度〜２７５度の傾斜角で観察する場合に対して相対的に低い透過率を示すことができる。また、このような光学フィルムは、前記動径角以外の動径角、例えば、動径角３５５度〜５度の傾斜角で観察する場合及び動径角１７５度〜１８５度の傾斜角で観察する場合に対して相対的に高い透過率を示すことができる。
一つの例示で、前記光学フィルムは、動径角８５〜９５度において傾斜角５０度で入射する光及び動径角２６５度〜２７５度において傾斜角５０度で入射する光に対して、各々約３０％以下の透過率を示すことができる。また、前記光学フィルムは、動径角３５５度〜５度において傾斜角５０度で入射する光及び動径角１７５度〜１８５度において傾斜角５０度で入射する光に対して、各々約８０％以上の透過率を示し得る。
本明細書で傾斜角に対する透過率に対して記載しながら特別に言及しない場合、約５０度の傾斜角での透過率を意味し得る。また、本明細書で動径角に対する透過率を記載しながら特別に言及しない場合、第１線偏光子の吸収軸を動径角約０度及び約１８０度で見る場合の動径角に対する透過率を意味し得る。
他の一つの例示で、第１及び／または第２スプレイ配向液晶フィルムの平均光軸の第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの平面への投影は、各々第１線偏光子の吸収軸と約１０度以上の角度を成すように配置され得る。前記角度は、より具体的に、約１０度以上、約１２．５度以上、約１５度以上、約１７．５度以上、約２０度以上であり得るが、これに制限されるものではなく、目的する視野角の選択的な透過特性を考慮して適切に選択され得る。このような光学フィルムは、動径角８５〜９５の傾斜角で観察する場合及び動径角２６５度〜２７５の傾斜角で観察する場合に対して相対的に低い透過率を示すことができ、前記動径角以外の動径角、例えば、動径角３５５度〜５度の傾斜角で観察する場合及び動径角１７５度〜１８５度の傾斜角で観察する場合に対して相対的に高い透過率を示すことができる。
一つの例示で、前記光学フィルムは、動径角８５〜９５度において傾斜角５０度で入射される光に対して、約１０％以下の透過率を示すことができ、動径角２６５度〜２７５において傾斜角５０で入射される光に対して、約６０％以下の透過率を示すことができる。また、前記光学フィルムは、動径角３５５度〜５度において傾斜角５０度で入射される光及び動径角１７５度〜１８５度において傾斜角５０度で入射される光に対して、各々約８０％以上の透過率を示すことができる。
他の一つの例示で、第１及び／または第２スプレイ配向液晶フィルムの平均光軸の第１及び／または第２スプレイ配向液晶フィルムの平面への投影は、第１線偏光子の吸収軸と直交を成すように配置され得る。一つの具体的な例示で、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの平均光軸の第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの平面への投影は、第１線偏光子の吸収軸と直交を成すように配置され得る。このような光学フィルムは、動径角３５５度〜５の傾斜角で観察する場合及び動径角１７５度〜１８５度の傾斜角で観察する場合、相対的に低い透過率を示すことができ、前記動径角以外の動径角、例えば、動径角８５〜９５度の傾斜角で観察する場合及び動径角２６５度〜２７５度の傾斜角で観察する場合、相対的に高い透過率を示すことができる。
一つの例示で、前記光学フィルムは、動径角３５５度〜５度において傾斜角５０で入射される光及び動径角１７５度〜１８５度において傾斜角５０度で入射する光に対して、各々約３０％以下の透過率を示すことができる。また、前記光学フィルムは、動径角８５度〜９５度において傾斜角５０度で入射する光及び動径角２６５度〜２７５度において傾斜角５０度で入射する光に対して、各々約８０％以上の透過率を示すことができる。
本発明で第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの光軸と第１線偏光子の吸収軸の設計は、前記に制限されるものではなく、目的する視野角による選択的な透過率を考慮して適切に変更し得る。
第１及び／または第２スプレイ配向液晶フィルムのスプレイ配向の回転方向は、本発明の目的を損傷させない範囲内で適切に選択され得る。本明細書で用語「スプレイ配向の回転方向」は、チルト角が増加する方向を意味し得る。例えば、チルト角が増加する方向が時計方向である場合、右回転スプレイ配向と称することができ、チルト角が増加する方向が反時計方向である場合、左回転スプレイ配向と称することができる。一つの例示で、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムのスプレイ配向の回転方向は、互いに同一であり得る。例えば、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムは、各々右回転スプレイ配向状態を有するかまたは各々左回転スプレイ配向状態を有することができる。他の一つの例示で、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムは、スプレイ配向の回転方向が互いに異なっていることができる。例えば、第１スプレイ配向液晶フィルムは右回転スプレイ配向を有し、第２スプレイ配向液晶フィルムは左回転スプレイ配向を有するか、または第１スプレイ配向液晶フィルムは左回転スプレイ配向を有し、第２スプレイ配向液晶フィルムは右回転スプレイ配向を有することができる。
第１及び第２スプレイ配向液晶フィルム間の界面でのチルト角は、本発明の目的を損傷させない範囲内で適切に調節され得る。本明細書で「第１及び第２スプレイ配向液晶フィルム間の界面でのチルト角」は、第１スプレイ配向液晶フィルムで第２スプレイ配向液晶フィルムと一番隣接する領域のチルト角と第２スプレイ配向液晶フィルムで第１スプレイ配向液晶フィルムと一番隣接する領域のチルト角とが成す角度を意味し得る。一つの例示で、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルム間の界面でのチルト角は、約０度〜２０度、約０度〜１８度、約０度〜１６度、約０度〜１４度、約０度〜１２度または約０度〜１０度を成すことができる。他の一つの例示で、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルム間の界面でのチルト角は、約７０度〜９０度、約７２度〜９０度、約７４度〜９０度、約７６度〜９０度、約７８度〜９０度または約８０度〜９０度を成すことができる。
図４及び図５は、第１及び／または第２スプレイ配向液晶フィルムのスプレイ配向の回転方向及び界面でのチルト角を説明するための例示的な図である。一つの例示で、光学フィルムは、図４に示したように、第１スプレイ配向液晶フィルム１０２及び第２スプレイ配向液晶フィルム１０３が各々右回転スプレイ配向を有し、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルム間の界面でのチルト角が約０度を成すことができる（−表示は光軸）。他の一つの例示で、光学フィルムは、図５に示したように、第１スプレイ配向液晶フィルム１０２は左回転スプレイ配向を有し、第２スプレイ配向液晶フィルム１０３は右回転スプレイ配向を有し、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルム間の界面でのチルト角が約８０度〜９０度を成すことができる（−表示は光軸）。
前記スプレイ配向液晶フィルムが線形スプレイ配向液晶フィルムである場合、前記第１及び／または第２スプレイ配向液晶フィルムの位相差値は、本発明の目的を損傷させない範囲内で適切に選択され得る。例えば、第１及び／または第２スプレイ配向液晶フィルムは、下記数式Ｂで規定される面上位相差値（Ｒｉｎ）が約１５０ｎｍ〜約６５０ｎｍ範囲内であり得る。第１及び／または第２スプレイ液晶フィルムが前記位相差値を有する場合、光学フィルムが視野角に対する選択的な透過率を示すことに有利であるが、位相差値が必ず前記範囲に制限されるものではない。
［数式Ｂ］
Ｒｉｎ ＝ ｄ×（ｎｘ − ｎｙ）
数式Ｂで、ｄは、液晶フィルムの厚さであり、ｎｘは、液晶フィルムの平面での遅相軸方向の屈折率であり、ｎｙは、液晶フィルムの前記遅相軸に垂直する方向の屈折率である。本明細書で用語「屈折率」は、特別に規定しない限り、５５０ｎｍ波長の光に対する屈折率であり得る。
光学フィルムは、第３スプレイ配向液晶フィルムをさらに含むことができる。前記第３スプレイ配向液晶フィルムは、線形スプレイ配向液晶フィルムまたは非線形スプレイ配向液晶フィルムであり得る。第３スプレイ配向液晶フィルムにおいてスプレイ配向に対する具体的な事項は、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの項目で記述した内容が同一に適用され得る。一つの例示で、第３スプレイ配向液晶フィルムは、図６に示したように、第１スプレイ配向液晶フィルム１０２と第２スプレイ配向液晶フィルム１０３との間に存在し得る。この場合、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムは、スプレイ配向の回転方向が互いに同一であり得る。例えば、互いに同一な右回転スプレイ配向を有することができる。また、図６に示したように、前記第３スプレイ配向液晶フィルムと第１スプレイ配向液晶フィルムとの間の界面でのチルト角及び／または第３スプレイ配向液晶フィルムと第１スプレイ配向液晶フィルムとの間の界面でのチルト角は、各々約７０度〜９０度、約７２度〜９０度、約７４度〜９０度、約７６度〜９０度、約７８度〜９０度または約８０度〜９０度を成すことができる。このような光学フィルムは、広い波長帯域の光、例えば、可視光の全波長帯域の光に対して前記視野角による選択的な透過特性を均一に示すという側面で有利である。すなわち、前記光学フィルムは、広い波長帯域で均一な透過特性を示すので優秀なカラー特性を示すことができる。
光学フィルムは、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルム以外に、前述した＋Ｃ ｐｌａｔｅで呼称される位相差フィルムをさらに含むことができる。一つの例示で、前記位相差フィルムは、図７に示したように、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの間に存在することができる。この場合、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムは、スプレイ配向の回転方向が互いに同一であり得る。例えば、互いに同一な右回転スプレイ配向を有することができる。また、図７に示したように、位相差フィルムと第１スプレイ配向液晶フィルムとの間の界面でのチルト角及び／または位相差フィルムと第１スプレイ配向液晶フィルムとの間の界面でのチルト角は、約０度〜２０度、約０度〜１８度、約０度〜１６度、約０度〜１４度、約０度〜１２度または約０度〜１０度を成すことができる。このような光学フィルムは、広い波長帯域の光、例えば、可視光の全波長帯域の光に対して前記視野角による選択的な透過特性を均一に示すという側面で有利である。すなわち、前記光学フィルムは、広い波長帯域で均一な透過特性を示すので優秀なカラー特性を示すことができる。
また、光学フィルムは、ツイストネマチック液晶層または１／２波長位相遅延層をさらに含むことができる。ツイストネマチック液晶層または１／２波長位相遅延層２０１は、例えば、図８に示したように、第１線偏光子１０１と第１スプレイ配向液晶フィルム１０２の間に存在し得る。
本明細書で「ツイストネマチック液晶層」は、ツイスト配向されたネマチック液晶化合物を含む層を意味し、このような層は、例えば、液晶高分子層であり得る。液晶高分子層は、例えば、重合性の液晶化合物がツイスト配向された状態で重合されて高分子を形成した層を意味し得る。本明細書で「液晶化合物がツイスト配向されている」とは、液晶分子の導波器が螺旋軸に沿ってねじれながら層を成して配向した螺旋形の配向構造を意味し得る。このような構造は、いわゆるコレステリック配向形態と類似であるが、液晶分子の導波器が３６０度の回転を完成するまでの距離を「ピッチ（ｐｉｔｃｈ）」とするとき、ツイストネマチック液晶層は、厚さが前記ピッチ未満である点でコレステリック配向とは区別され得る。すなわち、ツイストネマチック液晶層では、液晶分子の導波器が３６０度回転していな得る。このようなツイストネマチック液晶層は、例えば、適切なフィルムまたはシート上に形成され得る。
本明細書で「ｎ波長位相遅延特性」は、少なくとも一部の波長範囲内で、入射光をその入射光の波長のｎ倍ほど位相遅延させることができる特性を意味し得る。したがって、１／２位相遅延層は、少なくとも一部の波長範囲内で、入射光をその入射光の波長の１／２倍ほど位相遅延させることができる特性を意味し得る。１／２波長位相遅延層は、例えば、５５０ｎｍの波長に対して、２００ｎｍ〜２９０ｎｍまたは２２０ｎｍ〜２８０ｎｍの範囲内の面上位相差を発現し得る。１／２波長位相遅延層は、前記位相遅延特性を示すものであれば、特別に制限されず、例えば、液晶フィルムまたは高分子延伸フィルムを使用し得る。
光学フィルムがツイストネマチック液晶層または１／２波長位相遅延層をさらに含む場合、上述の第１偏光子の吸収軸と第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの平均光軸の液晶フィルムの平面への投影が成す角度と傾斜角で動径角による選択的な透過特性の傾向が反対にすることができる。下記例示において、透過率及び傾斜角に対する具体的な数値は、上述の数値が同一に適用され得る。
例えば、光学フィルムが第１線偏光子と第１スプレイ配向液晶フィルムとの間にツイストネマチック液晶層または１／２位相遅延層を含むとき、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの平均光軸の第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの平面への投影が、各々第１線偏光子の吸収軸と平行を成す場合、動径角３５５〜５の傾斜角で観察する場合及び動径角１７５度〜１８５の傾斜角で観察する場合に対して、相対的に低い透過率を示すことができ、前記動径角以外の動径角、例えば、動径角８５度〜９５度の傾斜角で観察する場合及び動径角２６５度〜２７５度の傾斜角で観察する場合に対して、相対的に高い透過率を示すことができる。
または、光学フィルムが第１線偏光子と第１スプレイ配向液晶フィルムとの間にツイストネマチック液晶層または１／２位相遅延層を含むとき、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの平均光軸の第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの平面への投影が、各々第１線偏光子の吸収軸と垂直を成す場合、動径角８５〜９５の傾斜角で観察する場合及び動径角２６５度〜２７５の傾斜角で観察する場合に対して、相対的に低い透過率を示すことができ、前記動径角以外の動径角、例えば、動径角３５５度〜５度の傾斜角で観察する場合及び動径角１７５度〜１８５度の傾斜角で観察する場合に対して、相対的に高い透過率を示すことができる。
本発明の光学フィルムにおいて、上述のように、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの平均光軸の第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの平面への投影が第１線偏光子の吸収軸と成す角度によって傾斜角で動径角が選択的な透過特性を示すことができる。特に、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの平均光軸の第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの平面への投影が第１線偏光子の吸収軸と垂直を成す場合、平行を成す場合に比べて動径角の全方位で均一で且つ鋭い楕円状の透過率を示すのに有利である。したがって、光学フィルムを動径角８５〜９５の傾斜角で観察する場合及び動径角２６５度〜２７５の傾斜角で観察する場合に対して相対的に低い透過率を示すように設計するにおいて、光学フィルムの第１スプレイ配向液晶フィルムと第１線偏光子との間にツイストネマチック液晶層または１／２波長位相遅延層を配置し、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの平均光軸の第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの平面への投影が第１線偏光子の吸収軸と垂直を成すようにすることが、動径角の全方位で均一な楕円状の透過率低下を示すという側面で有利であり得るが、必ずこれに制限されるものではない。
また、光学フィルムは、粘着剤層をさらに含むことができる。図９に示したように、第１スプレイ配向液晶フィルム１０２及び第２スプレイ配向液晶フィルム１０３は、粘着剤層３０１により付着された状態で存在し得る。粘着剤層としては、本発明の目的を損傷させない範囲内で公知の粘着剤層のうち適切に選択して使用し得る。例えば、硬化性化合物を含む組成物の硬化物を粘着剤層で使用することができ、硬化性化合物としては、加熱硬化性または紫外線硬化性化合物を使用することができるが、これに制限されるものではない。また、粘着剤層のタイプも本発明の目的を損傷させない範囲内で適切に選択され得る。例えば、固相接着剤、半固相接着剤、弾性接着剤または液晶接着剤を適切に選択して使用し得る。固相接着剤、半固相接着剤または弾性接着剤は、いわゆる減圧性接着剤（ＰＳＡ；Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）と呼称され、接着対象が合着される前に硬化され得る。液状接着剤は、いわゆる光学透明レジン（ＯＣＲ；Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ｒｅｓｉｎ）と呼称され、接着対象が合着された後に硬化され得る。本発明の一実施例によれば、粘着剤としてＰＳＡを使用することができるが、これに制限されるものではない。
また、光学フィルムは、基材層をさらに含むことができる。基材層は、第１及び／または第２スプレイ配向液晶フィルムに隣接して存在し得る。一つの例示で、図１０に示したように、基材層４０１Ａは、第１スプレイ配向液晶フィルム１０２の第２スプレイ配向液晶フィルム１０３が形成された反対側面に隣接して存在するか、すなわち、第１スプレイ配向液晶フィルム１０２と第１線偏光子１０１との間に存在するか、または基材層４０１Ｂは、第２スプレイ配向液晶フィルム１０３の第１スプレイ配向液晶フィルム１０２が形成された反対側面に隣接して存在し得る。
基材層としては、特別に制限なしに公知の素材を使用することができる。例えば、ガラスフィルム、結晶性または非結晶性シリコンフィルム、石英またはＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）フィルムなどの無機系フィルムやプラスチックフィルムなどを使用することができる。また、基材層としては、光学的に等方性である基材層または位相差層のように光学的に異方性である基材層を使用し得る。
プラスチック基材層としては、ＴＡＣ（ｔｒｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）；ＣＯＣ（ｃｙｃｌｏ ｏｌｅｆｉｎ ｐｏｌｙｍｅｒ）、ノルボルネン誘導体などのＣＯＰ（ｃｙｃｌｏ ｏｌｅｆｉｎ ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）；ＰＭＭＡ（ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）；ＰＣ（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）；ＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）；ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）；ＰＶＡ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ａｌｃｏｈｏｌ）；ＤＡＣ（ｄｉａｃｅｔｙｌ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ）；Ｐａｃ（Ｐｏｌｙａｃｒｙｌａｔｅ）；ＰＥＳ（ｐｏｌｙ ｅｔｈｅｒ ｓｕｌｆｏｎｅ）；ＰＥＥＫ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎ）；ＰＰＳ（ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｓｕｌｆｏｎｅ）、ＰＥＩ（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｉｍｉｄｅ）；ＰＥＮ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｍａｐｈｔｈａｔｌａｔｅ）；ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）；ＰＩ（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）；ＰＳＦ（ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ）；ＰＡＲ（ｐｏｌｙａｒｙｌａｔｅ）または非晶質フッ素樹脂などを含む基材層を使用することができるが、これに制限されるものではない。基材層には、必要に応じて、金、銀、二酸化ケイ素または一酸化ケイ素などのケイ素化合物のコーティング層や、反射防止層などのコーティング層が存在し得る。
一つの例示で、基材層としては、面上位相差値が小さい基材層を使用することができる。前記基材層としては、例えば、面上位相差値が約１０ｎｍ 以下である延伸されない状態のＮｏｒｍａｌ ＴＡＣや、または面上位相差値が約１０ｎｍ以下であり、厚さ方向位相差値も約５ｎｍであるＮＲＴ（ｎｏ ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ ＴＡＣ）またはＯＲＴ（Ｏ−ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ ＴＡＣ）や、または面上位相差値が実質的にないＣＯＰまたはＣＯＣなどを使用することができるが、これに制限されるものではなく、光学フィルムの用途によって上述の基材層の種類を適切に選択して使用し得る。
光学フィルムは、一つ以上の配向膜をさらに含むことができる。配向膜は、前記第１及び／または第２スプレイ配向液晶フィルムの平均光軸の液晶フィルムへの投影を調整し得る。前記配向膜は、第１及び／または第２スプレイ配向液晶フィルムに隣接して存在し得る。一つの例示で、配向膜は、第１スプレイ配向液晶フィルムの第２スプレイ配向液晶フィルムが形成された反対側面に隣接して存在するか、または第２スプレイ配向液晶フィルムの第１スプレイ配向液晶フィルムが形成された反対側面に隣接して存在し得る。また、光学フィルムが、図１１のように２枚の基材層を含む場合、配向膜５０１Ａ、５０１Ｂは、各々基材層４０１Ａと第１スプレイ配向液晶フィルム１０２との間と、基材層４０１Ｂと第２スプレイ配向液晶フィルム１０３との間に配置され得る。配向膜としては、例えば、ラビング配向膜のように接触式配向膜または光配向膜化合物を含んで直線偏光の照射などのような非接触式方式によって配向特性を示すことができるものであって、公知された配向膜を制限なしに使用し得る。
また、光学フィルムは、第２線偏光子をさらに含むことができる。第２線偏光子６０１は、例えば、図１２に示したように、第２スプレイ配向液晶フィルム１０３の第１スプレイ配向液晶フィルムの反対側面に隣接して存在し得る。第２線偏光子の定義及び種類などに対する事項は、第１線偏光子の項目で記述した内容が同一に適用され得る。一つの例示で、光学フィルムの第２線偏光子の吸収軸は、第１線偏光子の吸収軸と互いに平行を成すように配置され得る。このような光学フィルムは、例えば、所定動径角の傾斜角で観察する場合、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムが第１及び第２線偏光子のうちいずれか一つの線偏光子を通過した偏光の振動方向を約８０度〜９０度で回転する役目を実行することができ、振動方向が回転された偏光は、残り一つの線偏光子を通過することができないので、所定動径角の傾斜角で観察する場合、透過率を調節し得る。
また、本発明は、前記光学フィルムの用途に関する。前記光学フィルムは、所定の傾斜角で動径角による選択的な透過及び遮断特性を示すことができる。このような光学フィルムは、表示装置の保安フィルムまたは反射防止フィルムで有用に使われることができる。前記光学フィルムは、表示装置の観察者側に配置され得る。
一つの例示で、透過特性を示す動径角で表示装置を観察する場合、観察者は表示装置のイメージを相対的によく観察することができ、遮断特性を示す動径角で表示装置を観察する場合、観察者は表示装置のイメージを相対的によく観察できないので、前記光学フィルムは、表示装置の保安フィルムとして機能できる。
他の一つの例示で、表示装置を反射機能を有する外部環境で使用する場合、前記反射機能を有する外部環境に表示装置のイメージが反射されて映る現象を減少させることができるので、反射防止フィルムで使われることができる。前記反射機能を有する外部環境としては、車両のウィンドウを例示することができる。例えば、観察者が透過特性を示す動径角で表示装置を観察するように表示装置を配置し、反射機能を有する外部環境が遮断特性を示す動径角に位置するように表示装置を配置する場合、観察者は表示装置のイメージを観察することができ、反射性外部環境により表示装置のイメージが反射されて映る現象は減少させ得る。例えば、前記反射機能を有する外部環境が車両のウィンドウである場合、前記表示装置を車両の運転席の側面から観察できるように配置する場合、車両前面ウィンドウに表示装置のイメージが反射されて観察者に映る現象を減少させることができる。
一つの例示で、前記表示装置は、液晶表示装置であり得る。前記液晶表示装置は、光源、下部偏光板、液晶パネル、上部偏光板及び本発明の光学フィルムを順に含むことができる。
光源としては、例えば、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）で通常的に使われる直下型（ｄｉｒｅｃｔ ｔｙｐｅ）なたはエッジ型（ｅｄｇｅ ｔｙｐｅ）のバックライトユニット（ＢＬＵ；Ｂａｃｋ Ｌｉｇｈｔ Ｕｎｉｔ）を使用し得る。光源としては、前記外にも多様な種類を制限なしに使用することができる。
液晶パネルは、例えば、光源側から順次に形成された第１基板、画素電極、第１配向膜、液晶層、第２配向膜、共通電極及び第２基板を含むことができる。光源側の第１基板には、例えば、透明画素電極に電気的に接続された駆動素子であって、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）と配線などを含むアクティブ型駆動回路が形成されてあり得る。前記画素電極は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などを含み、画素別電極として機能し得る。また、第１または第２配向膜は、例えば、ポリイミドなどの材料を含み得る。
前記液晶層は、駆動しようとする液晶表示素子のモードによって適切な種類の液晶を含むことができる。例えば、本発明の光学フィルムは、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードの液晶表示装置に視野角による透過特性を調節するために適用され得るが、液晶表示装置のモードが必ずこれに制限されるものではなく、多様なモードの液晶表示装置に適用され得る。
一つの例示で、本発明の光学フィルムがＩＰＳモードの液晶表示素子に適用される場合、視野角による選択的な透過及び遮断特性を示すのに有利である。他の一つの例示で、本発明の光学フィルムをＴＮモードの液晶表示素子に適用する場合、必要に応じて、別途の光学フィルムが追加で配置される場合、視野角による選択的な透過及び遮断特性を示すことに一層有利であり得る。前記別途の光学フィルムとしては、１／２波長位相遅延層またはツイストネマチック液晶層などを例示することができる。前記別途の光学フィルムとして１／２波長位相遅延層を使用する場合、前記１／２波長位相遅延層の光軸と第１線偏光子の吸収軸は、約２０度〜２５度、具体的に、約２２度〜約２３度、より具体的に、約２２．５度の角度を成すことができる。液晶層は、駆動回路から印加される電圧により光源からの光を画素別に透過または遮断する機能を有し得る。共通電極は、例えば、ＩＴＯなどを含み、共通の対向電極として機能し得る。
また、液晶表示装置は、液晶パネルの上部及び下部に存在する上部及び下部偏光板をさらに含むことができる。下部偏光板は、例えば、上部偏光板に比べて光源側に隣接して配置され得る。一つの例示で、上部偏光板は、光学フィルムの項目で記述した第２線偏光子に対応する役目を実行し得る。例えば、光学フィルムは、第２スプレイ配向液晶フィルムと液晶パネルの上部偏光板が付着された状態で存在するように配置され得る。
一つの例示で、光学フィルムは、第１線偏光子の吸収軸と液晶パネルの上部偏光板の吸収軸が平行になるように配置され得る。図１３は、第１線偏光子１０１、第１スプレイ配向液晶フィルム１０２、第２スプレイ配向液晶フィルム１０３及び上部偏光板７０１を順に含む液晶表示素子を例示的に示す。このような液晶表示素子は、例えば、第１線偏光子が観察者に隣接した状態で所定動径角の傾斜角で液晶表示装置を観察する場合、第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムが、光源から液晶パネルの上部偏光板を通過した偏光の振動方向を約８０度〜９０度で回転する役目を実行することができ、振動方向が回転された偏光は、光学フィルムの第１線偏光子を通過することができないので、透過率を減少させることができる。
前記で液晶表示装置が本発明の光学フィルムを含む限り、他の部品または構造などは特別に制限されず、この分野で公知されているすべての内容が適切に適用され得る。
また、本発明の光学フィルムは、スマートウィンドウまたはサングラスに有用に使われることができる。本明細書で用語「スマートウィンドウ（Ｓｍａｒｔ Ｗｉｎｄｏｗ）」は、入射光、例えば、太陽光の透過率を調節することができる機能を有するウィンドウを意味するものであって、いわゆるスマートブラインド、電子カーテン、透過度可変ガラスまたは調光ガラスなどと呼ばれる機能性素子を包括する概念である。本明細書で用語「サングラス（Ｓｕｎ Ｇｌａｓｓ）」は、太陽光から目を保護するための機能性素子を意味し得る。本発明の光学フィルムを含む、例えば、スマートウィンドウまたはサングラスは、図１４に示したように、特に所定動径角の傾斜角から入射する光に対する透過率は低めることができ、前記所定動径角以外の動径角の傾斜角から入射する光に対する透過率は高めることができる特性を有し得る。したがって、本発明の光学フィルムは、視野角による選択的な透過率を示そうとするスマートウィンドウまたはサングラスに有用に使われることができる。前記でスマートウィンドウまたはサングラスが本発明の光学フィルムを含む限り、他の部品または構造などは特別に制限されず、この分野で公知されているすべての内容が適切に適用され得る。
本発明は、視野角による選択的な透過及び遮断特性を示す光学フィルムを提供することができ、このような光学フィルムは、ＬＣＤのような表示装置の保安フィルム、スマートウィンドウ及びサングラスなどに有用に使われることができる。
本発明の光学フィルムの模式図である。 スプレイ配向を説明するための模式図である。 傾斜角及び動径角を説明するための模式図である。 第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムのスプレイ配向模式図である。 第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムのスプレイ配向模式図である。 第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムのスプレイ配向模式図である。 第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムのスプレイ配向模式図である。 本発明の光学フィルムの模式図である。 本発明の光学フィルムの模式図である。 本発明の光学フィルムの模式図である。 本発明の光学フィルムの模式図である。 本発明の光学フィルムの模式図である。 本発明の液晶表示装置の模式図である。 本発明のスマートウィンドウまたはサングラスの視野角による選択的な透過及び遮断特性を説明するための模式図である。 実施例Ａ１の光学フィルムの構造を示した図である。 実施例Ａ４の光学フィルムの構造を示した図である。 透過度評価結果を示した図である。 透過度評価結果を示した図である。 透過度評価結果を示した図である。 透過度評価結果を示した図である。 透過度評価結果を示した図である。 透過度評価結果を示した図である。 透過度評価結果を示した図である。 透過度評価結果を示した図である。 実施例Ｂ１の光学フィルムの構造を示した図である。
以下、実施例及び比較例を通じて前記内容をより具体的に説明するが、本発明の範囲は、下記提示された内容によって制限されるものではない。
＜線形スプレイ配向液晶フィルム＞
実施例Ａ１
図１５の構造を有する実施例Ａ１の光学フィルムを製造した。具体的に、ＮＲＴ基材フィルム（ｆｕｊｉ社製）３０１Ａ、３０１Ｂ上に光配向膜を形成した後、前記光配向膜上にシアノビフェニル系アクリレート、シアノフェニルシクロヘキサン系アクリレート及びシアノフェニルエステル系アクリレートからなるスプレイ配向が可能な重合性液晶化合物（Ｍｅｒｃｋ社製）９５重量％と光開始剤であるイルガキュア９０７（スイス、Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ社製）５重量％が混合された固形分を、全体溶液の２５重量％になるようにトルエン溶媒に溶解させて製造したスプレイ配向液晶組成物を、乾燥後の厚さが約２μｍになるようにバーコーティングを通じてコーティングした後、前記コーティング層を約８０℃のオーブンで２分間放置して乾燥した。
次に、前記乾燥されたコーティング層に温度を約８０℃に維持しながら紫外線（３００ｍＷ／ｃｍ２)を約１０秒間照射して液晶層を形成することで、第１線形スプレイ配向液晶フィルム１０２を製造した。次に、前記第１線形スプレイ配向液晶フィルムの製造方法と同一な方法で第２線形スプレイ配向液晶フィルム１０３を製造した。前記第１及び第２線形スプレイ配向液晶フィルムの基材面の最下部チルト角は、約１６度であり、エア面の最上部チルト角は、約７３度であり、平均チルト角は、約４５度であり、チルトファクター（ｔｉｌｔ ｆａｃｔｏｒ）が、約０．９５〜１．０５範囲内である。
次に、前記方法で製造された第１及び第２線形スプレイ配向液晶フィルムを、エア面が互いに対向して界面でのチルト角が互いに同一になるように粘着剤３０１を通じて接着した。次に、前記基材フィルム３０１Ａの液晶フィルム１０２が形成された反対側面に第１吸収型線偏光１０１を配置し、前記基材フィルム３０１Ｂの液晶フィルム１０３が形成された反対側面にＬＣＤの上部偏光板として機能する第２吸収型線偏光子６０１を配置した。実施例１の光学フィルムは、前記第１及び第２液晶フィルム１０２、１０３の平均光軸の液晶フィルムの平面への投影が、各々第１線偏光子の吸収軸Ｐ１と平行になるように配置し、第２線偏光子の吸収軸Ｐ２が第１線偏光子の吸収軸Ｐ１と平行になるように配置されている。
実施例Ａ２
第１及び第２線形スプレイ配向液晶フィルムの厚さを各々３．５μｍで形成したこと以外は、実施例Ａ１と同一な方法で光学フィルムを製造した。実施例Ａ２の第１及び第２線形スプレイ配向液晶フィルムの基材面の最下部チルト角は、約３度であり、エア面の最上部チルト角は、約８５度であり、平均チルト角は、約５０度であり、チルトファクター（ｔｉｌｔ ｆａｃｔｏｒ）が約０．９５〜１．０５範囲内である。
実施例Ａ３
第１及び第２線形スプレイ配向液晶フィルムの厚さを各々４．５μｍで形成したこと以外は、実施例Ａ１と同一な方法で光学フィルムを製造した。実施例Ａ３の第１及び第２線形スプレイ配向液晶フィルムの基材面の最下部チルト角は、約２度であり、エア面の最上部チルト角は、約８６度であり、平均チルト角は、約５１度であり、チルトファクター（ｔｉｌｔ ｆａｃｔｏｒ）が約０．９５〜１．０５範囲内である。
実施例Ａ４
図１６のカスケード（Ｃａｓｃａｄｅ）構造を有する実施例Ａ４の光学フィルムを製造した。具体的に、実施例Ａ２の光学フィルムにおいて、第２線偏光子６０１以外の構造を実施例Ａ２の光学フィルムの第１線偏光子１０１の側に追加で積層することで、実施例Ａ４の光学フィルムを製造した。
実施例Ａ５
第１及び第２線形スプレイ配向液晶フィルムの平均光軸の第１及び第２線形スプレイ配向液晶フィルムの平面への投影が、第１偏光子の吸収軸と約５度を成すように配置したこと以外は、実施例Ａ１と同一な方法で光学フィルムを製造した。
実施例Ａ６
第１及び第２線形スプレイ配向液晶フィルムの平均光軸の第１及び第２線形スプレイ配向液晶フィルムの平面への投影が、第１偏光子の吸収軸と約１０度を成すように配置したこと以外は、実施例Ａ１と同一な方法で光学フィルムを製造した。
実施例Ａ７
第１及び第２線形スプレイ配向液晶フィルムの平均光軸の第１及び第２線形スプレイ配向液晶フィルムの平面への投影が、第１偏光子の吸収軸と約１５度を成すように配置したこと以外は、実施例Ａ１と同一な方法で光学フィルムを製造した。
比較例Ａ１
実施例Ａ１で第１及び第２線形スプレイ配向液晶フィルムの積層体の代りに３Ｍ社の車両用ルーバーフィルム（ＬＣＦ：Ｌｉｇｈｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｉｌｍ）（ＤＢＥＦとルーバーフィルムが合紙された構造を有する）を使用したこと以外は、実施例Ａ１と同一な方式で比較例Ａ１を準備した。
評価例Ａ．透過度評価
実施例Ａ１で製造した光学フィルムに対して、Ａｘｏｓｃａｎ（Ａｘｏｍｅｔｒｉｘ社製）を利用して各々３０度、４０度及び５０度の傾斜角で動径角０度〜３６０度による透過率を評価し、その結果を図１７及び表１に示した。
Figure 0006733869
実施例Ａ１〜実施例Ａ３で製造した光学フィルムに対して、Ａｘｏｓｃａｎ（Ａｘｏｍｅｔｒｉｘ社製）を利用して約５０度の傾斜角で動径角０度〜３６０度による透過率を評価し、その結果を図１８及び表２に示した。また、実施例Ａ１〜実施例Ａ３で製造した光学フィルムに対して、上下（動径角８０度〜２７０度）及び左右（動径角０度（３６０度）及び１８０度）での傾斜角による透過率を評価し、その結果を図１９〜図２１に示した。
Figure 0006733869
実施例Ａ２及び実施例Ａ４で製造した光学フィルムに対して、Ａｘｏｓｃａｎ（Ａｘｏｍｅｔｒｉｘ社製）を利用して約５０度の傾斜角で動径角０度〜３６０度による透過率を評価し、その結果を表３に示した。
Figure 0006733869
実施例Ａ１及び実施例Ａ５〜実施例Ａ７で製造した光学フィルムに対して、約５０度の傾斜角で動径角０度〜３６０度による透過率をシミュレーション評価し、その結果を度２２（実施例Ａ１及び実施例Ａ５〜実施例Ａ７)、図２３（実施例Ａ７）及び表４に示した。
Figure 0006733869
実施例Ａ１の光学フィルム及び比較例Ａ１のマイクロルーバーフィルムに対して、Ａｘｏｓｃａｎ（Ａｘｏｍｅｔｒｉｘ社製）を利用して上下（動径角８０度及び２７０度）及び左右（動径角０度（３６０度）及び１８０度）での傾斜角による透過率を評価し、その結果を図２３に示した。図２４に示したように、比較例Ａ１のマイクロルーバーフィルム対比実施例Ａ１の光学フィルムは、全体的に正面透過率上昇効果が大きいことを確認することができる。
＜非線形スプレイ配向液晶フィルム＞
実施例Ｂ１
図２５の構造を有する実施例Ｂ１の光学フィルムを製造した。具体的に、ＮＲＴ基材フィルム（ｆｕｊｉ社製）３０１Ａ、３０１Ｂ上に光配向膜を形成した後、前記光配向膜上にシアノビフェニルアクリレート、シアノフェニルシクロヘキサン系アクリレート及びシアノフェニルエステル系アクリレートからなるスプレイ配向が可能な重合性液晶化合物（Ｍｅｒｃｋ社製）９５重量％と光開始剤であるイルガキュア９０７（スイス、Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ社製）５重量％とが混合された固形分を、全体溶液の２５重量％になるようにトルエン溶媒に溶解させて製造したスプレイ配向液晶組成物を、バーコーティングを通じてコーティングした後、前記コーティング層を約８０℃のオーブンで２分間放置して乾燥した。
次に、前記乾燥されたコーティング層に、温度を約８０℃に維持しながら紫外線（３００ｍＷ／ｃｍ２）を約１０秒間照射することで、厚さが約３．５μｍである第１線形スプレイ配向液晶フィルム１０６Ａを製造した。次に、前記第１線形スプレイ配向液晶フィルムの製造方法と同一な方法で第２線形スプレイ配向液晶フィルム１０６Ｂを製造した。第１及び第２線形スプレイ配向液晶フィルムの最下部チルト角は、約０度であり、 エア面の最上部チルト角は、約９０度であり、チルトファクターが約１．０である線形スプレイ配向液晶フィルムであった。
次に、厚さが約３．３μｍであり、Ｒｉｎ値が約１０ｎｍ以下であり、Ｒｔｈ値が約 ４００ｎｍである＋Ｃ ｐｌａｔｅ１０５を、前記第１及び第２線形スプレイ配向液晶フィルムの面の間に付着することで、チルトファクターが約０．９５未満である非線形スプレイ配向液晶フィルム２枚が積層されたことのような非線形スプレイ配向液晶フィルムの積層体を製造した。前記で第１及び第２線形スプレイ配向液晶フィルムのエア面でのチルト角は、互いに同一になるように付着した。
次に、前記基材フィルム３０１Ａの液晶フィルム１０６Ａ が形成された反対側面に第１吸収型線偏光子１０１を配置し、前記基材フィルム３０１Ｂの液晶フィルム１０６Ｂ が形成された反対側面にＬＣＤの上部偏光板として機能する第２吸収型線偏光子６０１を配置した。実施例１の光学フィルムは、前記第１及び第２線形スプレイ配向液晶フィルム１０６Ａ、１０６Ｂの平均光軸の液晶フィルム平面への投影が、各々第１線偏光子の吸収軸Ｐ１と平行になるように配置し、第２線偏光子の吸収軸Ｐ２も第1線偏光子の吸収軸Ｐ１と平行になるように配置されている。
実施例Ｂ２
第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの製造段階で、紫外線の照射時のスプレイ配向液晶組成物のコーティング層の温度を４０℃に維持したこと以外は、実施例１と同一な方法で第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムを製造した。製造された第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムのチルトファクターは、各々約０．７であった。
次に、第１及び第２線形スプレイ配向液晶フィルムをエア面でのチルト角が互いに同一になるように付着した。
次に、実施例Ｂ１と同一な方法で第１及び第２吸収型線偏光子を配置して実施例Ｂ２の光学フィルムを製造した。
比較例Ｂ１
実施例Ｂ１で非線形スプレイ配向液晶フィルムの積層体の代りに３Ｍ社の車両用ルーバーフィルム（ＬＣＦ：Ｌｉｇｈｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｆｉｌｍ）（ＤＢＥＦとルーバーフィルムが合紙された構造を有する）を使用したこと以外は、実施例Ｂ１と同一な方式で比較例Ｂ１を準備した。
評価例Ｂ１．正面輝度及び上下傾斜角での透過度評価
実施例Ｂ１及び比較例Ｂ１−Ｂ２に対して、Ａｘｏｓｃａｎ（Ａｘｏｍｅｔｒｉｘ社製）を利用して、正面輝度及び上下（動径角９０度及び２７０度）での傾斜角３０度及び５０度による透過率を評価し、その結果を下記表５に示した。
Figure 0006733869
１０１：第１線偏光子
１０２：第１スプレイ配向液晶フィルム
１０３：第２スプレイ配向享液晶フィルム
１０４：第３スプレイ配向液晶フィルム
１０５：位相差フィルム
１０６Ａ及び１０６Ｂ：第１及び第２線形スプレイ配向液晶フィルム
２０１：ツイストネマチック液晶層または１／２波長位相遅延層
３０１：粘着剤層
４０１Ａ、４０１Ｂ：基材層
５０１Ａ、５０１Ｂ：配向膜
６０１：第２偏光子
７０１：上部偏光板

Claims (15)

  1. 第１直線偏光子；
    前記第１直線偏光子の上部に順に形成されている第１及び第２スプレイ配向液晶フィルム；および
    前記第２スプレイ配向液晶フィルムに隣接して存在する第２直線偏光子を含み、
    前記第２直線偏光子と前記第１直線偏光子の吸収軸は互いに平行を成し、
    前記第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムは、それぞれ２．５μmから３．５μmの範囲の厚さで形成され、
    第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの平均光軸の第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの平面への投影は、各々第１直線偏光子の吸収軸と平行を成す、または
    第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの平均光軸の第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの平面への投影は、各々第１直線偏光子の吸収軸と１０度以上の角度を成す、
    （ただし、第１スプレイ配向液晶フィルムの平均光軸の第１スプレイ配向液晶フィルムの平面への投影が第２スプレイ配向液晶フィルムの平均光軸の第２スプレイ配向液晶フィルムの平面への投影と直交する場合を除く。）
    光学フィルム。
  2. 第１直線偏光子；
    前記第１直線偏光子の上部に順に形成されている第１及び第２スプレイ配向液晶フィルム；および
    前記第２スプレイ配向液晶フィルムに隣接して存在する第２直線偏光子を含み、
    前記第２直線偏光子と前記第１直線偏光子の吸収軸は互いに平行を成し、
    前記第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムは、それぞれ２．５μmから３．５μmの範囲の厚さで形成され、
    第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの平均光軸の第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの平面への投影は、各々第１直線偏光子の吸収軸と平行を成す、
    光学フィルム。
  3. 前記第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムは、各々線形スプレイ配向された液晶化合物を含む液晶層である
    請求項１または２に記載の光学フィルム。
  4. 前記第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムは、各々非線形スプレイ配向された液晶化合物を含む液晶層である
    請求項１または２に記載の光学フィルム。
  5. 前記第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムは、各々線形スプレイ配向された液晶化合物を含む液晶層及び正のＣプレートを含む
    請求項１または２に記載の光学フィルム。
  6. 動径角８５〜９５度で傾斜角５０度で入射される光及び
    動径角２６５度〜２７５度で傾斜角５０度で入射される光に対して
    ３０％以下の透過率を示す
    請求項１または２に記載の光学フィルム
    （ただし、動径角０度及び１８０度は前記第１直線偏光子の吸収軸の角度である）。
  7. 動径角８５〜９５度で傾斜角５０度で入射される光に対して１０％以下の透過率を示し、
    動径角２６５度〜２７５度で傾斜角５０度で入射される光に対して６０％以下の透過率を示す
    請求項１に記載の光学フィルム
    （ただし、動径角０度及び１８０度は前記第１直線偏光子の吸収軸の角度である）。
  8. 第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムは、スプレイ配向の回転方向が互いに同一である
    請求項１から７のいずれか１項に記載の光学フィルム。
  9. 第１スプレイ配向液晶フィルムと第２スプレイ配向液晶フィルムとの間の界面でのチルト角は、互いに０度〜１０度を成す
    請求項１から８のいずれか１項に記載の光学フィルム。
  10. 第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムは、スプレイ配向の回転方向が互いに異なっている
    請求項１から７のいずれか１項に記載の光学フィルム。
  11. 第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの間の界面でのチルト角は、互いに８０度〜９０度を成す
    請求項１から８、および請求項１から８のいずれかに従属する場合の請求項１０のいずれか１項に記載の光学フィルム。
  12. 前記第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムの間に配置された第３スプレイ配向液晶フィルムをさらに含む
    請求項１から１１のいずれか１項に記載の光学フィルム。
  13. 前記第１直線偏光子及び前記第１スプレイ配向液晶フィルムの間に存在するツイストネマチック液晶層または１／２波長位相遅延層をさらに含む
    請求項１から１２のいずれか１項に記載の光学フィルム。
  14. 前記第１直線偏光子及び前記第１スプレイ配向液晶フィルムの間に隣接して存在する基材層をさらに含む
    請求項１から１３のいずれか１項に記載の光学フィルム。
  15. 光源、
    下部偏光板、
    液晶パネル、
    上部偏光板及び
    光学フィルムを
    順に含み、
    前記光学フィルムは、第１直線偏光子と；前記第１直線偏光子の上部に順に形成されている第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムと；を有し、
    前記上部偏光板と前記光学フィルムの第２スプレイ配向液晶フィルムは、互いに付着された状態で存在し、
    前記上部偏光板の吸収軸と前記光学フィルムの前記第１直線偏光子の吸収軸が互いに平行を成し、
    前記第１及び第２スプレイ配向液晶フィルムは、それぞれ２．５μmから３．５μmの範囲の厚さで形成される、
    液晶表示装置。
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