KR100486010B1

KR100486010B1 - 액정디스플레이장치

Info

Publication number: KR100486010B1
Application number: KR10-1998-0710839A
Authority: KR
Inventors: 제임스 한머; 마크 베랄
Original assignee: 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 1996-07-01
Filing date: 1997-06-18
Publication date: 2005-09-09
Also published as: KR20000022407A

Abstract

본 발명은 (A) 액정 셀, 및 (B) (a) 하나 이상의 중합성 작용기를 갖는 1종 이상의 메조겐을, (b) 개시제, (c) 선택적으로, 2개 이상의 중합성 작용기를 갖는 비메조겐 화합물 및 (d) 선택적으로 안정화제의 존재하에 포함하는 중합성 메조겐 물질의 혼합물을 (공)중합시킴으로써 수득가능한 하나 이상의 비등방성 중합체 층을 포함하는 하나 이상의 보상 필름, 또는 편광판과 상기 하나 이상의 보상 필름을 포함하는 광학 보상판의 조합체를 포함하는 액정 디스플레이 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 보상 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 추가로, 본 발명은 상기 보상 필름의 제조에서 사용되는 키랄성 중합성 메조겐 물질의 혼합물에 관한 것이다.

Description

액정 디스플레이 장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 (A) 액정 셀, 및 (B) 하나 이상의 보상 필름, 또는 편광판과 하나 이상의 보상 필름을 포함하는 광학 보상판(compensator)의 조합체를 포함하는 액정 디스플레이 장치에 관한 것으로, 이때 상기 보상 필름은

(a) 하나 이상의 중합성 작용기를 갖는 1종 이상의 메조겐(mesogen)을, (b) 개시제, (c) 선택적으로, 2개 이상의 중합성 작용기를 갖는 비메조겐(non-mesogenic) 화합물 및 (d) 선택적으로 안정화제의 존재하에 포함하는 중합성 메조겐 물질의 혼합물을 중합시킴으로써 수득가능한 하나 이상의 비등방성 중합체 층

을 포함하며, 이때 비등방성 중합체 층은 수직배향(homeotropic) 또는 경사(tilted) 수직배향 분자 배열을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 보상 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 추가로, 본 발명은 상기 보상 필름의 제조에 사용되는 중합성 메조겐 물질의 혼합물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 광대역 반사 편광판에 의해 투과된 광의 위상 지연(phase retardation)에 대한 시야각(viewing angle) 의존성을 보상시키기 위한 상기 보상 필름의 용도에 관한 것이다.

유럽 특허 제 0 606 940 호는 넓은 파장 범위에 걸쳐 원형 편광을 발생시키거나, ¼ 파장 지연 필름과 함께 사용하는 경우 넓은 파장 범위에서의 높은 발광의 선형 편광을 발생시키는 콜레스테릭 반사 편광판에 대해 개시하고 있다. 그러나, 이러한 편광판의 광학 특성, 예를 들면 발광 및 콘트라스트비는 시야각이 증가함에 따라 상당히 부정적인 영향을 받는다.

따라서, 전술한 바와 같은 넓은 파장 범위의 콜레스테릭 반사 편광판과 함께 사용하는 경우, 넓은 범위의 시야각에서의 편광판의 광학 특성을 개선시키는 유용한 보상 필름을 제공하는 것이 바람직하다.

보상 필름은 당 분야에 기술되어 있다. 일반적으로, 등방성의 단일축 연신 필름 또는 LC 중합체가 이러한 목적을 위해 사용된다. 반응성 메조겐의 중합된 혼합물로 제조된 보상 필름도 기술되어 있다.

예를 들어, 일본 특허 제 05-142531 호는 필름의 수직 방향으로 정렬되어 있는 네마틱(nematic) 액정 중합체를 포함하는 보상판에 대해 기술하고 있다. 이 보상판은 유리 셀에서 수직배향으로 배열되어 있는 액정을 정렬시킴으로써 제조된다. 그러나, 일본 특허 제 05-142531 호에 기술되어 있는 액정의 정렬은 종종 달성하기 어렵고 고온을 필요로 한다. 추가로, 일본 특허 제 05-142531 호에서 기술한 바와 같은 유리판을 후속적으로 제거하면서 유리 셀내에서 중합하는 방법은 복잡하고 대규모의 산업적 제조에서는 적당하지 않다.

헤인데릭스(Heynderichkx, Broer) 등의 문헌[Mol. Cryst. Liq. Cryst. 203(1991), 113-126]은 비키랄성 메조겐 디아크릴레이트 및 키랄성 도판트의 중합된 혼합물로 제조된 STN 디스플레이용 보상 필름을 기술하고 있다. 이러한 필름내 액정 분자는 편평한 배열, 즉 필름면과 평행한 배열을 갖는다. 그러나, 일반적으로 상기 문헌에 기술된 바와 같은 단지 1종의 중합성 화합물을 함유하는 중합성 액정 조성물은 높은 융점을 나타내어, 정렬 및 중합하는데 높은 온도를 필요로 하며, 따라서 필름을 제조하는데 있어서 치명적인 단점이다.

추가로, 일본 특허 제 05-142531 호 및 헤인데릭스의 문헌에 의해 기술된 보상판은 액정 디스플레이, 예를 들어 STN 디스플레이를 보상시키기 위해 사용되는 것으로, 액정 디스플레이와 함께 조합되어 넓은 파장 범위의 콜레스테릭 반사 편광판의 보상을 위해 설계된 것은 아니다.

결론적으로, 넓은 파장 범위의 콜레스테릭 반사 편광판과 함께 사용되는 경우, 넓은 범위의 시야각에 따른 편광판의 광학 특성을 개선시키고, 제조하기 쉬우며, 전술한 바와 같은 종래 기술의 보상 필름의 단점을 갖지 않는 보상 필름이 상당히 요구되고 있다.

본 발명의 목적중 하나는, 이러한 특성을 갖는 보상 필름을 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은 이러한 보상 필름을 포함하는 액정 디스플레이 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은 하기 발명의 상세한 설명에 의해 당 분야의 숙련자들에게 곧 명백해질 것 이다.

이러한 목적은 본 발명에 따른 수직배향 또는 경사 수직배향 분자 배열을 갖는 보상 필름을 제공함으로써 달성될 수 있음을 발견하였다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 바람직한 양태에 따른 디스플레이 장치를 도시하고 있다.

도 2는 본 발명의 구체적인 양태에서 본 발명의 보상 필름과 함께 사용될 수 있는 넓은 파장 범위의 반사 편광판의 스펙트럼을 도시하고 있다.

도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 측정장치 구성을 도시하고 있다.

도 4는 본 발명에 따른 보상 필름이 있거나 없는 경우의 넓은 파장 범위의 반사 편광판에 있어서 발광 대 시야각의 관계를 제시하고 있다.

도 5는 본 발명에 따른 보상 필름이 있거나 없는 경우 넓은 파장 범위의 반사 편광판에 대한 색상 차이 대 시야각의 관계를 제시하고 있다.

본 발명의 목적은 (A) 액정 셀, 및 (B) 하나 이상의 보상 필름, 또는 편광판과 하나 이상의 보상 필름을 포함하는 광학 보상판의 조합체를 포함하는 액정 디스플레이 장치이고, 이때 상기 보상 필름은

(a) 하나 이상의 중합성 작용기를 갖는 1종 이상의 메조겐을, (b) 개시제, (c) 선택적으로, 2개 이상의 중합성 작용기를 갖는 비메조겐 화합물 및 (d) 선택적으로 안정화제의 존재하에 포함하는 중합성 메조겐 물질의 혼합물을 중합시킴으로써 수득가능한 하나 이상의 비등방성 중합체 층

을 포함하고, 이때 상기 비등방성 중합체 층은 수직배향 또는 경사 수직배향 배열을 갖는 것을 특징을 한다.

본 발명의 바람직한 양태에서, 액정 디스플레이 장치는 광대역 반사 편광판을 포함함을 특징으로 한다. 이러한 광대역 반사 편광판으로부터 반사된 파장 밴드의 밴드 폭은 100㎚ 이상, 바람직하게는 150㎚ 이상이다.

본 발명의 또다른 바람직한 양태에서, 액정 디스플레이 장치는 보상 필름의 위상 지연이 넓은 범위의 시야각에서의 광대역 반사 편광판의 위상 지연에 대해 부호는 반대이고 실질적으로 동일한 크기를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 바람직한 양태에서, 액정 디스플레이 장치는 보상 필름이 2개 이상의 비등방성 중합체 층을 포함하는 복합 필름이고, 이 층중에서 하나 이상이 수직배향 또는 경사 수직배향 배열임을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 바람직한 양태에서, 액정 디스플레이 장치는 하나 이상의 복합 보상 필름 층의 광학 대칭 축이 상기 층중 하나 이상의 다른 층의 광학 대칭 축과 상이한 배열을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 바람직한 양태에서, 액정 디스플레이 장치는 보상 필름이 90°미만이지만 45°(바람직하게는 60°, 특히 75°)보다 큰 층 평면에 대한 경사 각을 갖는 광학 대칭 축을 가진 하나 이상의 비등방성 중합체 층을 포함함을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 비등방성 중합체 층에 있어서 "수직배향 배열"이라는 용어는 상기 및 하기에서 상기 층의 광학 대칭 축이 이러한 층에 수직이거나 실질적으로 수직으로 배열되는 것을 의미한다.

이러한 용어와 유사하게, 경사 수직배향 배열은 상기 층의 광학 대칭 축이 90°미만이지만, 45°(바람직하게는 60°, 특히 75°)보다 큰 상기 층의 평면에 대한 편향 각을 갖는 것을 의미한다. 본 발명의 바람직한 양태에서, 경사 각은 88° 내지 75°, 바람직하게는 86° 내지 80°이다.

상기 및 하기에서, 본 발명에 따른, 보상판 또는 편광판 필름과 같은 광학 필름 또는 광학 필름의 조합체와 관련하여 언급되고 있는 "시야각"이란, 필름의 수직면에 대한 관찰자의 각도를 지칭하며, 이때 예를 들어 상기 필름의 콘트라스트, 밝기 및/또는 색상 변동은 예견된 용도에 대한 허용가능한 준위를 특징적으로 갖는다.

넓은 범위의 시야각란, 필름의 수직면으로부터 측정시 이상적으로는 0 내지 ±90°(바람직하게는 0 내지 ±85°)의 시야각을 포함하는 것으로 이해해야 한다. 대부분의 용도에서는 0 내지 ±75°가 허용가능하다. 구체적인 디스플레이 양태에서는, 0 내지 ±60°또는 심지어 0 내지 ±50°의 각도가 더욱 적당하다.

본 발명의 또다른 목적은,

(A) (a) 하나 이상의 중합성 작용기를 갖는 1종 이상의 메조겐을,

(b) 개시제, (c) 선택적으로, 2개 이상의 중합성 작용기를 갖는 비메조겐 화합물 및 (d) 선택적으로 안정화제의 존재하에

포함하는 중합성 메조겐 물질의 혼합물을, 하나 이상의 기판에 층 형태로 피복시키는 단계,

(B) 수직배향 또는 경사 수직배향 배열로 상기 혼합물을 정렬하는 단계,

(C) 상기 혼합물을 열 또는 화학선(actinic radiation)에 노출시킴으로써 중합하는 단계,

(C) 선택적으로, (A) 단계, (B) 단계 및 (C) 단계를 1회 이상 반복하는 단계, 및

(D) 선택적으로, 중합된 물질로부터 기판의 일방 또는 양방을 제거하는 단계

에 의해 수득가능함을 특징으로 하는, 수직배향 또는 경사 수직배향 분자 배열을 갖는 하나 이상의 비등방성 중합체 층을 포함하는 보상 필름이다.

본 발명의 바람직한 양태에서, 보상 필름은 중합성 메조겐 물질의 혼합물이 하나의 중합성 작용기를 갖는 2종 이상의 메조겐을 함유함을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 바람직한 양태에서, 보상 필름은 중합된 물질이 3차원 망상구조를 형성함을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 바람직한 양태에서, 보상 필름은 중합성 메조겐 물질의 혼합물이 하나 이상의 중합성 작용기를 갖는 1종 이상의 메조겐 및 2개 이상의 중합성 작용기를 갖는 1종 이상의 메조겐을 함유함을 특징으로 한다.

본 발명의 또다른 목적은 전술한 바와 같은 중합성 메조겐 물질의 혼합물이다.

상기 및 하기에서 사용된 용어 "반응성 메조겐", "반응성 메조겐 화합물", "반응성 액정(화합물)" 또는 "반응성 액정 화합물"은 막대형 메조겐 기, 판형 메조겐 기 또는 디스크형 메조겐 기를 갖는 화합물을 포함한다. 이러한 메조겐 화합물은 이들 자체가 메조상 양상을 나타낼 필요는 없다. 본 발명의 바람직한 양태에서, 이들은 다른 화합물과의 혼합물에서, 또는 순수한 메조겐 화합물 또는 메조겐 화합물을 포함하는 혼합물의 중합후 메조상의 양상을 나타낸다.

본 발명의 바람직한 양태에서, 중합성 혼합물은 하나의 중합성 기를 가진 반응성 메조겐 화합물을 포함한다. 이러한 화합물의 합성은 일반적으로 보다 쉽고 저렴하다. 게다가, 단지 단일반응성 화합물을 포함하는 혼합물은, 의도되지 않은 자발적인 중합에 대해 이중반응성 화합물을 포함하는 혼합물보다 더 높은 안정성을 나타낸다.

또다른 바람직한 양태에서, 중합성 혼합물은 2개 이상의 중합성 작용기를 가진 반응성 메조겐 화합물(다작용성 화합물)을 포함한다. 이러한 혼합물을 중합하자마자, 3차원 중합체 망상구조가 형성된다. 이러한 망상구조로 제조된 보상 필름은 자기-지지적이고, 기계적 안정성 및 열 안정성이 높으며, 이들 물성에 대한 온도 의존성이 낮다.

또다른 바람직한 양태에서, 중합성 혼합물은 2개 이상의 중합성 작용기를 함유하는 비메조겐 화합물 20% 이하를 포함하여 중합체의 가교결합을 증가시킨다. 이중작용성 비메조겐 단량체의 전형적인 예로는 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 갖는 알킬디아크릴레이트 또는 알킬디메타크릴레이트를 들 수 있다. 2개보다 많은 중합성 기를 갖는 비메조겐 단량체에 대한 전형적인 예로는 트리메틸프로판트리메타크릴레이트 또는 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트를 들 수 있다.

다작용성 메조겐 화합물 또는 비메조겐 화합물의 농도를 변화시킴에 따라, 중합체 필름의 가교결합 밀도, 및 이에 따른 보상판의 광학 특성의 온도 의존성에 중요한 유리 전이 온도, 열 및 기계적 안정성 또는 내용매성과 같은 물리적 및 화학적 특성을 쉽게 조율할 수 있다.

본 발명의 중합성 혼합물은 층의 형태의 하나 이상의 기판상에 피복되고, 정렬되어 중합된다. 기판으로서, 예를 들면 유리 또는 석영 시이트 및 가소성 필름 또는 시이트를 사용할 수 있다. 또한, 중합하기 전에, 중합하는 동안 및/또는 중합한 후 피복된 혼합물의 상부에 제 2의 기판을 놓는 것이 가능하다. 기판은 중합후에 제거될 수 있거나 없다. 화학선으로 경화하는 경우, 2개의 기판을 사용할 때, 하나 이상의 기판은 중합을 위해 사용된 화학선에 대해서 투과성이어야 한다.

등방성 또는 복굴절 기판을 사용할 수 있다. 중합한 후에 중합된 필름에서 기판을 제거하지 않는 경우, 등방성 기판이 사용되는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 하나 이상의 기판는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리비닐알콜(PVA), 폴리카보네이트(PC) 또는 트리아세틸셀룰로즈(TAC) 필름(바람직하게는 PET 필름)과 같은 가소성 기판이다. 복굴절 기판으로서, 예를 들어 단일축 연신 가소성 필름을 사용할 수 있다.

수직배향 또는 경사 수직배향 배열을 달성하기 위해서, 메조겐 물질은 정렬된 층을 가지고 있는 기판상에 피복시키는 것이 바람직하다. 유리 기판에서 사용하기 적당한 정렬제의 예로는 알킬트리클로로실란 또는 레시틴을 들 수 있고, 가소성 기판용 정렬제로는 레시틴, 실리카 또는 고도로 경사진 폴리이미드 배열 필름의 박층을 사용할 수 있다. 본 발명의 바람직한 양태에서, 실리카 피복된 가소성 필름이 기판으로서 사용된다.

본 발명의 중합성 메조겐 혼합물의 중합은 이것을 열 또는 화학선에 노출시킴으로써 수행된다. 화학선이란 광선, X-선, 감마선 또는 에너지가 높은 입자(예: 이온 또는 전자)를 함유하는 방사선을 의미한다. 특히 바람직하게는, UV선이 사용된다. 방사선 파장은 바람직하게는 250㎚ 내지 400㎚, 특히 바람직하게는 340㎚ 내지 380㎚이다.

화학선의 공급원으로서, 예를 들어 단일 UV 램프 또는 UV 램프 세트를 사용할 수 있다. 높은 동력의 램프를 사용하는 경우, 경화 시간이 감소될 수 있다. 본 발명에서 사용된 램프에 의해 형성된 방사선은 바람직하게는 0.01 내지 100 mW/㎠, 특히 바람직하게는 10 내지 50 mW/㎠이다.

경화 시간은 중합성 메조겐 물질의 반응성, 피막층의 두께, 중합 개시제의 유형 및 UV 램프의 동력에 좌우된다. 대량 생산을 위해서는, 짧은 경화 시간이 바람직하다.

중합은 화학선의 파장을 흡수하는 개시제의 존재하에서 수행된다. 예를 들어, 자외선에 의해 중합되는 경우, 자외선에서 분해되어 중합 반응을 개시할 수 있는 자유 라디칼을 제조하는 광개시제를 사용할 수 있다. 또한, 예를 들어 자유 라디칼 대신에 양이온으로 광경화되는 비닐 및 에폭사이드 반응성 기로 반응성 메조겐을 경화시키는 경우, 양이온성 광개시제를 사용하는 것도 가능하다. 또한, 특정 온도 이상으로 가열시 분해되는 개시제에 의해 중합이 개시될 수도 있다.

또한, 감광성 개시제 또는 감온성 개시제와 더불어, 중합성 혼합물은 예를 들어 촉매, 안정화제, 공반응성 단량체 또는 표면 활성 화합물과 같은 하나 이상의 그밖의 적당한 성분을 포함할 수도 있다.

경우에 따라, 정렬화를 보조하고 중합을 억제하는 산소를 배출하는 제 2 기판을 도포하는 것이 유리할 수 있다. 다르게는, 불활성 기체의 대기하에서 경화가 수행될 수 있다. 그러나, 적당한 광개시제 및 높은 동력의 UV 램프를 사용하여 대기중에서 경화시킬 수도 있다. 양이온성 광개시제를 사용하는 경우에는, 종종 산소 배출은 필요하지 않지만 물은 배출되어야만 한다. 본 발명의 바람직한 양태에서, 중합성 메조겐 물질의 중합은 불활성 기체의 대기, 바람직하게는 질소 대기하에서 수행된다.

정렬이 우수한 중합체 필름을 수득하기 위해서는, 수직배향 또는 경사 수직배향으로 정렬된 상태의 중합성 메조겐 물질의 액정상 혼합물에서 중합을 수행하여야 한다. 따라서, 사용되는 중합성 혼합물의 용융점은 낮은 것이 바람직하고, 바람직하게는 용융점이 100℃ 이하, 특히 60℃ 이하이어서, 낮은 온도에서 액정상의 혼합물을 경화시킬 수 있다. 따라서, 특히 대량 생산을 위해 중요한 중합 과정이 보다 쉽게 수행된다. 100℃ 미만의 경화온도가 바람직하다. 60℃ 미만의 경화온도가 특히 바람직하다.

네마틱 또는 스멕틱 상을 나타내는 중합성 메조겐 물질의 혼합물을 사용할 수도 있다. 본 발명의 특히 바람직한 양태에서는, 중합성 메조겐 혼합물의 스멕틱상, 특히 바람직하게는 스멕틱 A 상에서 중합이 수행된다. 스멕틱 상에서, 경화되기 전에 정렬이 교란되는 것이 보다 덜 용이하기 때문이다.

본 발명의 특히 바람직한 양태에서, 보상 필름은 반사 편광판 및 ¼ 파장 광학 지연기와 함께 사용된다. 보상 필름은 개별적인 광학 소자로서 반사 편광판과 연결될 수 있다. 바람직하게는, 반사 편광판 및 보상 필름을 통합하여 각각의 광학 소자를 형성한다. 이것은, 예를 들어 보상 필름을 제조한 후에 보상 필름과 반사 편광판을 함께 적층시킴으로써 수행될 수 있다.

또다른 바람직한 양태에서, 중합성 메조겐 물질을 기판으로서 작용하는 반사 편광판에 직접 피복시키고 경화시켜, 제조 과정을 간단히 할 수 있다.

또다른 바람직한 양태에서, 중합성 메조겐 물질을, 기판으로서 작용하는 ¼ 파장 광학 지연기에 피복하여 경화시킨다.

추가로, 본 발명의 반사 편광판의 작용은 도 1a에 설명되어 있으며, 도 1a는 본 발명의 범주를 제한하지 않는 예로서 단지 본 발명의 바람직한 양태에 따른 디스플레이 장치를 도시하고 있다. 광 경로를 따르는 광의 주 방향은 좌측으로부터 우측으로이다. 디스플레이 장치(10)는 램프(12a) 및 조합된 광 가이드와 반사판(12b)를 포함하는 측부 조사용 백라이트 장치(11), 분산기(13), 및 나선으로 비틀린 분자 배열을 갖는 액정 물질의 층을 포함하는 반사 편광판(14), 본 발명의 보상 필름(15), ¼ 파장 지연 시이트(16) 및 선형 편광판(17)으로 구성되어 있는 편광판 조합체로 구성되어 있다. 추가로, 본 도면은 디스플레이 셀 후방의 액정 셀(18) 및 제 2 선형 편광판(19)을 도시하고 있다.

백라이트 장치(11)로부터 방출된 광선은 반사 편광판(14)의 나선 분자 구조와 상호작용하여, 반사 편광판의 입사광의 세기중 50%는 반사 편광판의 나선 분자 구조의 비틀린 정도에 따라 우선성 또는 좌선성 원형 편광인 원형 편광된 광으로 투과시키고, 입사광의 나머지 50%는 반대 방향의 우선성 또는 좌선성을 나태나는 원형 편광된 광으로 반사시킨다. 반사광은 백라이트에 의해 편광 해소되고, 반사 편광판(14)으로 반사판(12b)에 의해 방향이 바뀐다. 이러한 방법으로, 이론적으로는 백라이트 장치(11)로부터 방출된 넓은 범위의 파장의 광중 100%가 원형 편광된 광으로 전환된다. 투과된 성분의 대부분은 보상 필름(15)에 의해 보상되고, ¼ 파장 지연 시이트(16)에 의해서 선형 편광으로 전환되고, 그 다음 이것이 선형 편광판(17)에 의해 투과하는 반면, ¼ 파장 지연 시이트(16)에 의해 완전히 선형으로 편광되지 않은 광(예를 들어 타원형으로 편광된 광)은 선형 편광판(17)을 투과하지 못한다. 그 다음, 선형 편광판은 디스플레이(18) 및 제 2 선형 편광판(19)을 통과하여 관찰자(20)에 도달하게 된다.

도 1b는 도 1a에서 도시한 바와 본질적으로 동일한 구조를 갖지만, 입사광의 방향으로부터 볼 때 보상 필름(15)이 ¼ 파장 지연기(16) 뒤에 놓인다는 차이점을 갖는 본 발명의 또다른 바람직한 디스플레이 장치를 도시한다.

3개의 성분, 즉 광대역 반사 편광판(14), ¼ 파장 지연기(16) 및 선형 편광판(17)의 조합체를 포함하지만, 본 발명의 보상 필름(15)이 없는 액정 디스플레이에 있어서, 수직 입사(시야각 0°임)와 낮은 시야각에서의 발광은, 단일 성분으로서 선형 편광판(17)만을 포함하고 반사 편광판(14) 및 ¼ 파장 지연기(16)가 없는 종래의 액정 디스플레이에 비해 증가했다.

그러나, 전술한 3개의 성분 (14), (16) 및 (17)를 포함하는 디스플레이는 증가된 각도에서 관찰하는 경우, 반사 편광판(14)에 의한 위상 지연 그 자체의 증가에 의해 발광이 크게 감소하여 특정 각도에서는 단일 성분으로서 선형 편광판(17)을 포함하는 종래의 디스플레이에서의 측정값에 부합되었다. 3개의 성분, 즉 반사 편광판(14), ¼ 파장 지연기(16) 및 선형 편광판(17)을 포함하는 디스플레이에 대해 측정한 발광이 단일 성분으로서 선형 편광판(17)을 포함하는 디스플레이에 대해 측정한 값을 초과하지 않는 최하 각도를 "교차 각도"로 지칭한다.

액정 디스플레이에서 전술한 바와 같은 3개의 성분, 반사 편광판(14), ¼ 파장 지연기(16) 및 선형 편광판(17)과 더불어 제 4 의 성분인 본 발명의 보상 필름(15)을 사용하는 경우, 교차 각도는 상당히 증가한다. 다시 말해서, 밝기의 개선, 즉 반사 편광판(14) 및 ¼ 파장 지연기(16)를 사용하여 달성된 낮은 시야각에서의 발광의 증가는 시야각이 커져도 적용된다.

본 발명에 따른 보상 필름을 포함하는 편광판 조합체를 포함하는 디스플레이의 교차 각도는 바람직하게는 30°이상, 특히 바람직하게는 40°이상, 매우 특히 바람직하게는 50°이상이다.

광대역 반사 편광판, ¼ 파장 호일 및 본 발명의 따른 보상 필름을 포함하는 디스플레이의 발광은, 시야각이 0°내지 90°인 경우, 즉 모든 가능한 시야각에 있어서 보상 필름을 포함하지 않은 디스플레이의 발광에 비해 큰 것이 바람직하다.

광대역 반사 편광판, ¼ 파장 호일 및 본 발명에 따른 보상 필름을 포함하는 디스플레이의 색상 차이(CIE 1976 L^*u^*v^* 색상 스페이스에서의 ΔE^* _uv)는 시야각이 0°내지 90°, 즉 모든 가능한 시야각에 있어서 보상 필름을 포함하지 않은 디스플레이의 색상 차이에 비해 작은 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 양태에서, 중합성 메조겐 물질의 혼합물에 사용되는 반응성 메조겐 화합물은 하기 화학식 I의 화합물이다:

[화학식 I]

상기 식에서,

P는 중합성 기이고,

Sp는 탄소수 1 내지 20의 스페이서(spacer) 기이고,

X는 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O- 또는 단일 결합이고,

n은 0 또는 1이고,

MG는 메조겐 또는 메조겐성 지지 기, 바람직하게는 하기 화학식 II의 화합물로부터 선택되고:

[화학식 II]

A¹, A² 및 A³은 서로 독립적으로 하나 이상의 CH기가 N으로 대체될 수 있는 1,4-페닐렌; 추가로 하나 또는 2개의 인접하지 않은 CH₂기가 O 및/또는 S로 대체될 수 있는 1,4-사이클로헥실렌; 1,4-사이클로헥세닐렌; 또는 나프탈렌-2,6-디일이고, 이때 상기 모든 기는 치환되지 않거나, 할로겐, 시아노 또는 니트로 기, 또는 하나 이상의 H 원자가 F 또는 Cl로 치환될 수도 있는 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시 또는 알카노일기로 단일 또는 다치환될 수 있고,

Z¹ 및 Z²는 각각 독립적으로 -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- 또는 단일 결합이고,

m은 0, 1 또는 2이며;

R은 치환되지 않거나, 또는 할로겐 또는 CN으로 단일 또는 다치환될 수 있는 탄소수 25 이하의 알킬 라디칼이고, 이때 산소 원자와 서로 직접적으로 결합하지 않는 방식으로 하나 이상의 인접하지 않은 CH₂기가 서로 독립적으로 -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있거나, 또는 R은 할로겐 또는 시아노이거나, 또는 독립적으로 상기 P-(Sp-X)_n-기중 하나일 수 있다.

반응성 메조겐 화합물 2종 이상을 함유하고, 그중 하나 이상이 화학식 I의 화합물인 중합성 혼합물이 특히 바람직하다.

본 발명의 또다른 바람직한 양태에서, R이 상기와 같은 P-(Sp-X)_n-기중 하나인 화학식 I에 따른 반응성 메조겐 화합물이 선택된다.

비사이클릭 및 트리사이클릭 메조겐 화합물이 바람직하다.

할로겐은 바람직하게는 F 또는 Cl이다.

화학식 I의 화합물중에서, R이 F, Cl, 시아노, 알킬 또는 알콕시이거나, P-(Sp-X)_n-기이고; MG가 화학식 II이고, 이때 Z¹ 및 Z²가 -COO-, -OCO-, -CH₂-CH₂-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- 또는 단일 결합인 화학식 I의 화합물이 바람직하다.

화학식 II의 바람직한 메조겐 그룹중 보다 적은 그룹은 하기 화학식에 기술되어 있다. 간단히 하기 위하여, Phe는 1,4-페닐렌이고, PheL은 하나 이상의 L기(이때, L은 F, Cl, CN, 또는 선택적으로 플루오르화된 탄소수 1 내지 4의 알킬, 알콕시 또는 알카노일기임)로 치환된 1,4-페닐렌기이고, Cyc는 1,4-사이클로헥실렌이다:

[화학식 II-1]

[화학식 II-2]

[화학식 II-3]

[화학식 II-4]

[화학식 II-5]

[화학식 II-6]

[화학식 II-7]

[화학식 II-8]

[화학식 II-9]

[화학식 II-10]

[화학식 II-11]

[화학식 II-12]

[화학식 II-13]

[화학식 II-14]

[화학식 II-15]

[화학식 II-16]

이러한 바람직한 그룹중에서, Z¹ 및 Z²는 전술한 화학식 I에서와 동일한 의미를 나타낸다. 바람직하게는, Z¹ 및 Z²는 -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂- 또는 -CH=CH-COO-이다. L는 바람직하게는 F, Cl, CN 또는 메틸, 메톡시, 에틸, 에톡시, 옥사메틸, 옥사에틸 또는 트리플루오로메틸이다.

L은 바람직하게는 F, Cl, CN, NO₂, CH₃, C₂H₅, OCH₃, OC₂H₅, COCH₃, COC₂H₅, CF₃, OCF₃, OCHF₂, OC₂F₅이고, 특히 바람직하게는 F, Cl, CN, CH₃, C₂H₅, OCH₃ 및 OCF₃이고, 가장 바람직하게는 F, CH₃, OCH₃ 및 COCH₃이다.

MG가 하기 화학식 중에서 선택되는 것이 특히 바람직하다:

[화학식 IIa]

[화학식 IIb]

[화학식 IIc]

[화학식 IId]

[화학식 IIe]

[화학식 IIf]

[화학식 IIg]

[화학식 IIh]

[화학식 IIi]

[화학식 IIk]

[화학식 IIm]

[화학식 IIn]

상기 식에서,

L은 상기에서 정의한 바와 같고, r은 0, 1 또는 2이다.

바람직한 화학식중 의 기는, L이 각각 독립적으로 전술한 의미중 하나의 의미를 갖는 , 또는 추가로 인 것이 매우 바람직하다.

이러한 바람직한 화합물중 R은, CN, F, Cl, OCF₃ 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬 또는 알콕시기이거나, P-(Sp)_n-기중 하나인 것이 특히 바람직하다.

R이 알킬 또는 알콕시 라디칼인 경우, 즉 말단 CH₂기가 -O-로 대체되는 경우, 이것은 직쇄 또는 분지쇄일 수도 있다. 바람직하게는 직쇄이고, 2 내지 8개의 탄소원자를 갖고, 따라서 바람직하게는 예를 들면 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시, 헥속시, 헵톡시 또는 옥톡시, 추가로 메틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 메톡시, 노녹시, 데콕시, 운데콕시, 도데콕시, 트리데콕시 또는 테트라데콕시를 들 수 있다.

하나의 CH₂가 -O-로 대체된 옥사알킬은, 바람직하게는 직쇄-2-옥사프로필(=메톡시메틸), 2-옥사부틸(=에톡시메틸) 또는 3-옥사부틸(=2-메톡시에틸), 2-옥사펜틸, 3-옥사펜틸, 4-옥사펜틸, 2-옥사헥실, 3-옥사헥실, 4-옥사헥실, 5-옥사헥실, 2-옥사헵틸, 3-옥사헵틸, 4-옥사헵틸, 5-옥사헵틸, 6-옥사헵틸, 2-옥사옥틸, 3-옥사옥틸, 4-옥사옥틸, 5-옥사옥틸, 6-옥사옥틸, 7-옥사옥틸, 2-옥사노닐, 3-옥사노닐, 4-옥사노닐, 5-옥사노닐, 6-옥사노닐, 7-옥사노닐, 8-옥사노닐, 2-옥사데실, 3-옥사데실, 4-옥사데실, 5-옥사데실, 6-옥사데실, 7-옥사데실, 8-옥사데실, 또는 9-옥사데실을 예로 들 수 있다.

추가로, 비키랄 분지형 기 R을 함유하는 화학식 I의 메조겐 화합물은, 예를 들어 결정화 경향을 감소시키기 때문에 종종 공단량체로서 중요할 수도 있다. 이러한 유형의 분지형 기는 일반적으로 하나 이상의 분지형 사슬을 함유하지 않는다. 바람직한 비키랄 분지형 기로는 이소프로필, 이소부틸(=메틸프로필), 이소펜틸(=3-메틸부틸), 이소프로폭시, 2-메틸프로폭시 및 3-메틸부톡시를 들 수 있다.

P는 바람직하게는 CH₂=CW-COO-, WCH=CH-O-, (이때, W는 H, CH₃ 또는 Cl임) 및 CH₂=CH-페닐-(O)_k-(이때, k는 0 또는 1임)로부터 선택된다.

P는 특히 바람직하게는 비닐기, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 프로페닐 에테르기 또는 에폭시기이고, 매우 특히 바람직하게는 아크릴레이트기이다.

스페이서 기로서 Sp는 당 분야의 숙련자들에게 이러한 목적으로 공지되어 있는 모든 기를 사용할 수 있다. 스페이서 기 Sp는 바람직하게는 에스테르 또는 에테르기 또는 단일 결합에 의해 중합성 기 P에 연결된다. 스페이서 기 Sp는 바람직하게는 탄소수 1 내지 20(특히, 탄소수 1 내지 12)의 선형 또는 분지형 알킬렌기이고, 이때 추가로 하나 이상의 인접하지 않은 CH₂기는 -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -O-CO-, -S-CO-, -O-COO-, -CO-S-, -CO-O-, -CH(할로겐)-, -CH(CN)-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있다.

전형적인 스페이서 기는, 예를 들어 -(CH₂)_o-, -(CH₂CH₂O)_r-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-S-CH₂CH₂- 또는 -CH₂CH₂-NH-CH₂CH₂-이고, 이때 o는 2 내지 12의 정수이고, r은 1 내지 3의 정수이다.

바람직한 스페이서 기는 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌, 데실렌, 운데실렌, 도데실렌, 옥타데실렌, 에틸렌옥시에틸렌, 메틸렌옥시부틸렌, 에틸렌-티오에틸렌, 에틸렌-N-메틸-이미노에틸렌 및 1-메틸알킬렌을 예로 들 수 있다.

R 또는 Q²가 각각 P-Sp-X- 또는 P-Sp-인 경우, 메조겐 코어의 각 측부의 스페이서 기는 동일하거나 상이할 수 있다.

n이 1인 화학식 I의 화합물이 특히 바람직하다.

또다른 바람직한 화합물에서, 본 발명의 보상판은 n이 0인 화학식 I의 화합물 및 n이 1인 화학식 I의 화합물을 포함하는 혼합물을 공중합시킴으로써 수득된다.

화학식 I의 중합성 메조겐 화합물을 나타내는 전형적인 예는 국제특허 공개공보 제 WO 93/22397 호, 유럽 특허 제 0,261,712 호, 독일 특허 제 195,04,224 호, 독일 특허 제 4,408,171 호 또는 독일 특허 제 4,405,316 호에서 찾을 수 있다. 이러한 특허에 기술되어 있는 화합물은 본 발명의 범주를 제한하지 않는 단순한 예로서 간주되어야 한다.

추가로, 중합성 메조겐 화합물을 나타내는 전형적인 예는 하기 목록의 화합물로서 제시되지만, 이것은 본 발명의 범주를 제한하지 않는 설명으로서 이해되어야 한다:

[화학식 Ia]

[화학식 Ib]

[화학식 Ic]

[화학식 Id]

[화학식 Ie]

[화학식 If]

[화학식 Ig]

이들 화합물에서, x 및 y는 각각 독립적으로 1 내지 12이고, A는 1,4-페닐렌 또는 1,4-사이클로헥실렌기이고, R¹은 할로겐, 시아노, 또는 탄소수 1 내지 12의 선택적으로 할로겐화된 알킬 또는 알콕시기이고, L¹ 및 L²는 각각 독립적으로 H, 할로겐, CN, 또는 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시 또는 알카노일기이다.

전술되거나 하기에서 기술될 반응성 메조겐 화합물은, 공지되어 있고 상기 인용한 특허에 기술되어 있으며, 예를 들어 유기 화학의 표준 실험서(예: 호우벤-베일(Houben-Weyl)의 문헌[Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgart] 참고)에 기술된 방법에 의해 제조될 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태에서, 보상 필름은 (a1) 하나의 중합성 작용기를 갖는 화학식 I 및 화학식 II에 따른 1종 이상의 메조겐 10 내지 99 중량%, (a2) 2개 이상의 중합성 작용기를 갖는 화학식 I 및 화학식 II에 따른 1종 이상의 메조겐 0 내지 90 중량%, (b) 개시제 0.01 내지 5 중량%, (c) 2개 이상의 중합성 작용기를 갖는 비메조겐 화합물 0 내지 20 중량% 및 (d) 안정화제 0 내지 1000 ppm를 포함하는 중합성 메조겐 물질의 혼합물로부터 수득가능하다.

본 발명의 특히 바람직한 양태에서, 중합성 메조겐 물질의 혼합물은 성분 (a1)의 2종 이상의 상이한 메조겐 15 내지 99 중량%, 바람직하게는 40 내지 99 중량%, 가장 바람직하게는 75 내지 99 중량%를 포함하고, 추가로 성분 (b) 및 선택적으로 전술한 바와 같은 성분 (a2), (c) 및 (d)를 포함한다.

이러한 특히 바람직한 양태에 따른 혼합물은 바람직하게는 하나의 중합성 작용기를 갖는 화학식 I 및 화학식 II에 따른 2종 또는 3종의 상이한 메조겐을 포함한다.

가장 바람직하게는, 이러한 특히 바람직한 양태에 따른 혼합물은 하나의 중합성 작용기를 갖는 화학식 I 및 화학식 II에 따른 4종 이상, 특히 4종 내지 8종, 매우 바람직하게는 4종 내지 6종의 상이한 메조겐을 포함한다.

이러한 특히 바람직한 양태에 따른 혼합물중 하나의 중합성 작용기를 갖는 화학식 I 및 화학식 II에 따른 메조겐의 각각의 비는, 총 혼합물의 중량을 기준으로 바람직하게는 5 내지 90중량%, 특히 10 내지 80중량%, 매우 바람직하게는 15 내지 65중량%이다.

전술한 특히 바람직한 양태에 따른 혼합물에서, 화학식 I 및 화학식 II에 따른 상이한 메조겐 각각이 다른 메조겐 각각과 P, Sp, X, A¹, A², A³, Z¹, Z² 및 R중 하나 이상의 기가 상이한 것이 바람직하다.

이러한 특히 바람직한 양태에 따른 혼합물은, 특히 바람직하게는 성분(a2)의 화합물이 10 중량% 미만이고, 매우 특히 바람직하게는 성분(a2)의 성분의 화합물을 함유하지 않는 것이다.

본 발명의 그밖의 특히 바람직한 양태에서, 중합성 메조겐 물질의 혼합물은, (a1) 하나의 중합성 작용기를 갖는 화학식 I 및 화학식 II에 따른 1종 이상의 메조겐 15 내지 85 중량%, (a2) 2개 이상의 중합성 작용기를 갖는 화학식 I 및 화학식 II의 1종 이상의 메조겐 10 내지 80 중량%를 포함하고, 추가로 성분(b) 및 전술한 바와 같은 선택적인 성분 (c) 및 성분 (d)를 포함한다.

전술한 바람직한 양태에 따른 혼합물에서 화학식 I의 중합성 화합물은 상기 화학식 II-1 내지 화학식 II-16에서 선택된 메조겐 기를 함유하는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, 이러한 바람직한 혼합물중 중합성 화합물은 전술한 예시적인 상기 화학식 Ia 내지 화학식 Ig에서 선택된다.

전술한 바와 같은 중합성 메조겐 물질의 혼합물이 본 발명의 또다른 목적이다.

추가의 노력없이, 당 분야의 숙련자라면 상기 기술을 사용하여 본 발명을 가장 효과적으로 활용할 수 있을 것이다. 따라서, 하기 실시예는 설명을 위한 것이지 임의의 방법으로 본 발명을 제한하려는 것은 아니다.

상기 기술 및 하기 실시예에서, 다른 언급이 없으면, 모든 온도는 섭씨 온도로서 보상되지 않았으며, 모든 부 및 퍼센트는 중량 기준이다. 하기 약자들은 화합물의 액정상의 양상을 설명하기 위해 사용된다.

K=결정성; N=네마틱; S=스멕틱; Ch=콜레스테릭; I=이소트로픽.

이러한 기호간의 숫자는 섭씨 단위의 상 전이 온도를 나타낸다.

실시예 1A

하기 혼합물은 하기 화학식 1의 화합물 24.5%, 하기 화학식 2의 화합물 24.5%, 하기 화학힉 3의 화합물 24.5%, 하기 화학식 4의 화합물 24.5%, 및 이가큐어(Irgacure) 651 2.0%를 배합한 것이다.

이가큐어는 시판중인 광개시제(시바 게이지 아게(Ciba Geigy AG))이다. 하기 화학식 1의 화합물의 제조는 독일 특허 제 195,04,224 호에 기술되어 있다. 하기 화학식 2 내지 화학식 4의 화합물도 유사하게 제조할 수 있다.

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

혼합물은 메조상 양상인 S_A 76 Ch 121 I를 나타낸다.

보상 필름을 제조하기 위해서, 혼합물을 사이클로펜타논에 용해시키고, 0.2㎛ PTFE 필터를 통해 여과하였다. 샘플을 와이어가 감긴 피복막대로 유리위에 피복시키고(일반적으로 12㎛의 피막임), 용매를 50℃의 질소 대기 하에서 증발시켰다. 그 다음, 혼합물을 질소 대기 하에서 5분 동안 70 mW/㎠의 조사량의 자외선에 노출시킴으로써 경화시켜, 두께가 3㎛인 비등방성 중합체 필름을 제조하였다.

중합체 필름은 광학적으로 투명하고, 수직 입사 각도에서 관찰하는 경우 복굴절이 없었으며 메조겐 기의 수직배향 배열을 나타내었으나, 편광 광학 현미경하에서 시야각을 증가시키면 복굴절이 증가하였다.

수직배향 필름을 포함하는 유리판을 접착층에 의해 넓은 파장 범위의 콜레스테릭 필름의 시이트에 부착하였다.

넓은 파장 범위의 반사 편광판 필름은 콜레스테릭 반응성 메조겐 화합물의 중합된 혼합물로 구성되었다. 이러한 편광판은 콜레스테릭 나선의 피치 길이를 여러개 나타냈고, 도 2에서 제시하는 바와 같이 밴드 폭이 약 260㎚인 넓은 반사 밴드를 가졌다.

접착층은 3분 동안 조사량이 70mW/㎠인 자외선 하에서 이가큐어 651 1%를 함유하는 헥산디올 디아크릴레이트의 피복된 혼합물을 경화시킴으로써 제조되었으며, 두께는 20㎛이었다.

실시예 1B

하기와 같은 측정법에서, 반사 편광판(51) 및 도 1a의 본 발명의 수직배향 보상 필름(52), ¼ 파장 호일(QWF)(53) 및 선형 편광판(54)(QWF)의 빠른 축에 대해 편광 축이 45°임)이 포함되어 있는 도 3에 도시되어 있는 바와 같은 양태를 통과한 시판중인 LCD 백라이트 장치(50)로부터의 광선의 발광을 시야각의 범위(-60° 내지 +60°)에서 미놀타(Minolta) CS-100 칼라 카메라(55)를 사용하여 측정하였다. 측정 결과는 도 4에 제시하였다.

우선, 반사 편광판(51), QWF(53) 및 선형 편광판(54)(곡선 (4b))으로 구성되어 있지만, 본 발명의 보상 필름(52)을 포함하지는 않는 보상되지 않는 편광판 조합체를, 선형 편광판(54) 단독으로 사용한 동일한 실험결과(곡선 (4a))와 비교하였다.

곡선(4a)와 비교하여, 수직 입사(시야각=0°)에서 약 44%의 밝기의 개선, 즉 발광의 증가가 측정되었다는 것을 곡선(4b)로부터 볼 수 있다. 그러나, 시야각이 증가함에 따라, 반사 편광판 그 자체에 의해 위상 지연의 증가가 측정된 발광 세기까지 급격히 감소하였고, 이러한 세기는 36°의 교차 각도에서 선형 편광판에 대한 측정값과 일치하였다.

그 다음, 결과를 반사 편광판(51), 본 발명의 수직배향 보상 필름(52), QWF(53) 및 선형 편광판(54)으로 구성된 보상된 편광판의 조합체(곡선(4c))와 비교하였다. 교차 각도는 보상 필름이 없는 경우 약 36°로부터 보상 필름을 포함하는 경우의 약 47°로 증가하였다. 곡선 (4b)(보상되지 않음) 및 (4c)(보상됨)와 비교하는 경우, 수직배향 보상 필름을 사용하는 경우 모든 시야각에 대해서 밝기가 상당히 개선되었다는 점을 알 수 있었다.

도 5는 보상된 샘플(5b) 및 보상되지 않은 샘플(5a)에 대한 색상 차이(CIE 1976 L^*u^*v^* 색상 스페이스에서의 ΔE^* _uv)를 나타낸다. 보상 호일은 보상 필름이 없는 샘플(곡선 (5a))과 비교시, 곡선 (5b)에서 도시하는 바와 같이 각도가 증가할 수록 색상 차이를 적게 하였다. 예를 들어, 40°의 시야각에서, 보상 필름을 갖는 샘플의 색상 차이는 보상 필름을 포함하지 않는 샘플의 색상 차이의 거의 ½이었다.

실시예 2

하기 혼합물은 하기 화학식 5의 화합물 69%, 하기 화학식 6의 화합물 19% 및 이가큐어 651 12%를 배합하였다.

하기 화학식 5의 이중반응성 화합물은 국제특허 공개공보 제 WO 93/22397 호에서 기술한 화합물의 합성 방법과 유사하게 제조할 수 있다. 하기 화학식 6의 화합물은 화학식 1 내지 화학식 4의 화합물과 유사하게 제조할 수 있다.

[화학식 5]

[화학식 6]

혼합물은 메조상 양상인 S_A 76 N 117 I를 나타낸다.

사이클로펜타논중의 혼합물 20%의 용액을 실리카 피복된 PET 기판에 피복시키고, 용매를 증발시켰다. 혼합물을 60℃에서 자외선에 노출시켜 경화시켜 수직배향 배열된 필름을 수득하였다. 실시예 1B에서 기술된 바와 같은 양태의 보상판으로서 이러한 필름을 사용하는 경우, 60°의 교차 각도가 관찰되었다.

실시예 3

하기 혼합물은 화학식 5의 화합물 40%, 화학식 7의 화합물 10%, 화학식 8의 화합물 46% 및 이가큐어 907 4%를 배합하였다.

이가큐어는 시판중인 광개시제(시바 게이지 아게)이다. 하기 화학식 7의 화합물 및 하기 화학식 8의 화합물은 화학식 1 내지 화학식 4의 화합물과 유사한 방법으로 제조할 수 있다.

[화학식 7]

[화학식 8]

전술되었고 후술되어 있는 바와 같은 보상판으로서 사용할 수 있는 수직배향 배열을 갖는 중합체 필름은 실시예 1A에서 기술하는 바와 같이 상기 혼합물을 피복시키고, 정렬시키고 경화시킴으로써 제조하였다.

일반적으로 또는 구체적으로 기술된 본 발명의 반응물질 및/작동 조건을 전술한 실시예에서 사용된 반응물질 및/또는 작동조건과 대체하여 전술된 실시예를 유사한 순서로 되풀이할 수 있다.

전술한 설명으로부터, 당 분야의 숙련자들은 본 발명의 근본적인 특징을 쉽게 확인할 수 있고, 본 발명의 정신 및 범주에서 벗어나지 않고, 본 발명의 다양하게 변화시키거나 개질시켜 다양한 용도 및 조건에 적용시킬 수 있다.

Claims

(A) 액정 셀, 및

(B) (a) 하나 이상의 중합성 작용기를 갖는 1종 이상의 메조겐(mesogen)을,

(b) 개시제, (c) 선택적으로, 2개 이상의 중합성 작용기를 갖는 비메조겐(non-mesogenic) 화합물 및 (d) 선택적으로 안정화제의 존재하에

포함하는 중합성 메조겐 물질의 혼합물을 (공)중합시킴으로써 수득가능한 하나 이상의 비등방성 중합체 층을 포함하는 하나 이상의 보상 필름,

또는 편광판과 상기 하나 이상의 보상 필름을 포함하는 광학 보상판(compensator)의 조합체

를 포함하며,

이때, 비등방성 중합체 층이 수직배향(homeotropic) 또는 경사(tilted) 수직배향 분자 배열을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서,

광대역 반사 편광판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
제 2 항에 있어서,

보상 필름의 위상 지연(phase retardation)이, 넓은 범위의 시야각(viewing angle)에서 광대역 반사 편광판의 위상 지연에 대해 부호는 반대이고 실질적으로 동일한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

보상 필름이 2개 이상의 비등방성 중합체 층을 포함하는 복합 필름이고, 그 중 하나 이상의 층이 수직배향 또는 경사 수직배향 배열을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
제 4 항에 있어서,

하나 이상의 복합 보상 필름 층의 광학 대칭 축이 하나 이상의 다른 층의 광학 대칭 축과 상이한 배열을 갖는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
(A) (a) 하나 이상의 중합성 작용기를 갖는 1종 이상의 메조겐을,

(b) 개시제, (c) 선택적으로, 2개 이상의 중합성 작용기를 갖는 비메조겐 화합물 및 (d) 선택적으로 안정화제의 존재하에

포함하는 중합성 메조겐 물질의 혼합물을, 하나 이상의 기판에 층 형태로 피복시키는 단계;

(B) 수직배향 또는 경사 수직배향 배열로 상기 혼합물을 정렬하는 단계;

(C) 상기 혼합물을 열 또는 화학선(actinic radiation)에 노출시킴으로써 중합하는 단계;

(D) 선택적으로, (A) 단계, (B) 단계 및 (C) 단계를 1회 이상 반복하는 단계; 및

(E) 선택적으로, 중합된 물질로부터 기판의 일방 또는 양방을 제거하는 단계

에 의해 수득가능함을 특징으로 하는, 수직배향 또는 경사 수직배향 분자 배열을 갖는 하나 이상의 비등방성 중합체 층을 포함하는 보상 필름.
제 6 항에 있어서,

하나 이상의 기판이 가소성 필름인 것을 특징으로 하는 보상 필름.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

중합성 메조겐 물질의 혼합물이 하나의 중합성 작용기를 갖는 1종 이상의 메조겐 및 2개 이상의 중합성 작용기를 갖는 1종 이상의 메조겐을 포함함을 특징으로 하는 보상 필름.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

중합성 메조겐 물질의 혼합물이 하나의 중합성 작용기를 갖는 2종 이상의 메조겐을 포함함을 특징으로 하는 보상 필름.
제 6 항에 있어서,

중합된 물질이 3차원 망상구조를 형성함을 특징으로 하는 보상 필름.
제 6 항에 있어서,

중합성 메조겐이 하기 화학식 I의 화합물임을 특징으로 하는 보상 필름:

화학식 I

P-(Sp-X)_n-MG-R

상기 식에서,

P는 중합성 기이고,

Sp는 탄소수 1 내지 20의 스페이서(spacer) 기이고,

X는 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCOO- 또는 단일 결합이고,

n은 0 또는 1이고,

MG는 메조겐 또는 메조겐성 지지 기, 바람직하게는 하기 화학식 II의 화합물로부터 선택되고:

화학식 II

-(A¹-Z¹)_m-A²-Z²-A³-

A¹, A² 및 A³은 서로 독립적으로 하나 이상의 CH기가 N으로 대체될 수 있는 1,4-페닐렌; 추가적으로 하나 또는 2개의 인접하지 않은 CH₂기가 O 및/또는 S로 대체될 수 있는 1,4-사이클로헥실렌; 1,4-사이클로헥세닐렌; 또는 나프탈렌-2,6-디일이고, 이때 상기 모든 기는 치환되지 않거나, 할로겐, 시아노 또는 니트로기, 또는 하나 이상의 H 원자가 F 또는 Cl로 치환될 수 있는 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시 또는 알카노일기로 단일 또는 다치환될 수 있고,

Z¹ 및 Z²는 각각 독립적으로 -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- 또는 단일 결합이고,

m은 0, 1 또는 2이며,

R은 치환되지 않거나, 또는 할로겐 또는 CN으로 단일 또는 다치환될 수 있는 탄소수 25 이하의 알킬 라디칼이고, 이때 산소 원자가 서로 직접적으로 결합하지 않는 방식으로 하나 이상의 인접하지 않은 CH₂기가 서로 독립적으로 -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있거나, 또는 R은 할로겐 또는 시아노이거나, 또는 독립적으로 상기 P-(Sp-X)_n-기중 하나일 수 있다.
제 11 항에 있어서,

중합성 메조겐 물질의 혼합물이 본질적으로

(a1) 하나의 중합성 작용기를 갖는 화학식 I 및 화학식 II에 따른 1종 이상의 메조겐 15 내지 85 중량%,

(a2) 2개 이상의 중합성 작용기를 갖는 화학식 I 및 화학식 II에 따른 1종 이상의 메조겐 10 내지 80 중량%,

(b) 개시제 0.01 내지 5 중량%,

(c) 2개 이상의 중합성 작용기를 갖는 비메조겐 화합물 0 내지 20 중량% 및

(d) 안정화제 0 내지 1000 ppm

으로 구성되는 것을 특징으로 하는 보상 필름.
제 11 항에 있어서,

중합성 메조겐 물질의 혼합물이 본질적으로

(a1) 하나의 중합성 작용기를 갖는 화학식 I 및 화학식 II에 따른 2종 이상의 메조겐 75 내지 99 중량%,

(b) 개시제 0.01 내지 5 중량%,

(c) 2개 이상의 중합성 작용기를 갖는 비메조겐 화합물 0 내지 20 중량% 및

(d) 안정화제 0 내지 1000 ppm

으로 구성되는 것을 특징으로 하는 보상 필름.
제 12 항에 따른 중합성 메조겐 물질의 혼합물.
제 6 항 또는 제 7 항에 따른 보상 필름을 사용하여 광대역 반사 편광판에 의해 투과된 광의 위상 지연에서의 시야각 의존성을 보상시키는 방법.
제 13 항에 따른 중합성 메조겐 물질의 혼합물.
제 14 항 또는 제 16 항에 있어서,

하나 이상의 표면-활성 화합물을 추가로 포함하는 중합성 메조겐 물질의 혼합물.
제 6 항에 있어서,

중합성 메조겐 물질의 혼합물이 하나 이상의 표면-활성 화합물을 추가로 포함하는 보상 필름.
제 14 항 또는 제 16 항에 있어서,

화학식 I중의 MG가 하기 화학식 II-1 내지 화학식 II-16으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 혼합물:

화학식 II-1

-Phe-Z²-Phe-

화학식 II-2

-Phe-Z²-Cyc-

화학식 II-3

-PheL-Z²-Phe-

화학식 II-4

-PheL-Z²-Cyc-

화학식 II-5

-Phe-Z²-PheL-

화학식 II-6

-Phe-Z¹-Phe-Phe-

화학식 II-7

-Phe-Z¹-Phe-Cyc-

화학식 II-8

-Phe-Z¹-Phe-Z²-Phe-

화학식 II-9

-Phe-Z¹-Phe-Z²-Cyc-

화학식 II-10

-Phe-Z¹-Cyc-Z²-Phe-

화학식 II-11

-Phe-Z¹-Cyc-Z²-Cyc-

화학식 II-12

-Phe-Z¹-PheL-Z²-Phe-

화학식 II-13

-Phe-Z¹-Phe-Z²-PheL-

화학식 II-14

-PheL-Z¹-Phe-Z²-PheL-

화학식 II-15

-PheL-Z¹-PheL-Z²-Phe-

화학식 II-16

-PheL-Z¹-PheL-Z²-PheL-

상기 식에서,

Phe는 1,4-페닐렌이고,

PheL은 하나 이상의 L기(이때, L은 F, Cl, CN, 또는 선택적으로 플루오르화된 탄소수 1 내지 4의 알킬, 알콕시 또는 알카노일기임)로 치환된 1,4-페닐렌기이고,

Cyc는 1,4-사이클로헥실렌이다.
제 14 항 또는 제 16 항에 있어서,

화학식 I중의 MG가 하기 화학식 IIa 내지 화학식 IIn으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 혼합물:

화학식 IIa

화학식 IIb

화학식 IIc

화학식 IId

화학식 IIe

화학식 IIf

화학식 IIg

화학식 IIh

화학식 IIi

화학식 IIk

화학식 IIm

화학식 IIn

상기 식에서,

L은 F, Cl, CN, 또는 선택적으로 플루오르화된 탄소수 1 내지 4의 알킬, 알콕시 또는 알카노일기이고,

r은 0, 1 또는 2이다.
제 20 항에 있어서,

L이 F, Cl, CN, NO₂, CH₃, C₂H₅, OCH₃, OC₂H₅, COCH₃, COC₂H₅, CF₃, OCF₃, OCHF₂및 OC₂F₅로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 혼합물.
제 14 항 또는 제 16 항에 있어서,

화학식 I중의 P가 CH₂=CW-COO-, WCH=CH-O-, (이때, W는 H, CH₃ 또는 Cl임) 및 CH₂=CH-페닐-(O)_k-(이때, k는 0 또는 1임)로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 혼합물.
제 14 항 또는 제 16 항에 있어서,

화학식 I중의 Sp가 탄소수 1 내지 20의 선형 또는 분지형 알킬렌기이고, 이때 추가로 하나 이상의 인접하지 않은 CH₂기는 -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -O-CO-, -S-CO-, -O-COO-, -CO-S-, -CO-O-, -CH(할로겐)-, -CH(CN)-, -CH=CH- 또는 -C≡C-로 대체될 수 있는 것을 특징으로 하는 혼합물.
제 14 항 또는 제 16 항에 있어서,

화학식 I중의 n이 1인 것을 특징으로 하는 혼합물.
제 14 항 또는 제 16 항에 있어서,

화학식 I중의 R이 CN, F, Cl, OCF₃ 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬 또는 알콕시기이거나, P-(Sp)_n-기중 하나인 것을 특징으로 하는 혼합물.
제 14 항 또는 제 16 항에 있어서,

화학식 I의 화합물이 하기 화학식 Ia 내지 화학식 Ig로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 혼합물:

화학식 Ia

화학식 Ib

화학식 Ic

화학식 Id

화학식 Ie

화학식 If

화학식 Ig

상기 식에서,

x 및 y는 각각 독립적으로 1 내지 12이고,

A는 1,4-페닐렌 또는 1,4-사이클로헥실렌기이고,

R¹은 할로겐, 시아노, 또는 선택적으로 할로겐화된 탄소수 1 내지 12의 알킬 또는 알콕시기이고,

L¹ 및 L²는 각각 독립적으로 H, 할로겐, CN, 또는 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시 또는 알카노일기이다.