KR100567654B1 - 광학 지연 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서로 인접하거나 공통 기판의 양 면에 인접하는 2개의 이방성 중합체층을 포함하고, 상기 중합체층이 각각 중합체층의 평면과 θ의 경사각을 이루는 광학 대칭축을 갖는 경사진 구조를 나타냄을 특징으로 하는 광학 지연 필름, 이러한 광학 지연 필름을 포함하는 실질적으로 선형인 편광을 생성하기 위한 수단, 및 이러한 광학 지연 필름을 포함하는 액정 디스플레이에 관한 것이다.

Description

광학 지연 필름{OPTICAL RETARDATION FILM}
도 1a 내지 1c는 본 발명의 바람직한 양태에 따른 광학 지연 필름의 구조를 예시한다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 바람직한 양태에 따른 디스플레이 장치를 나타낸다.
도 3a 및 3b는 두 관측 방향에서 측정된, 종래 기술의 광학 지연 필름 및 본 발명의 광학 지연 필름의 시인각에 대한 광로차의 관계를 비교하여 나타낸 것이다.
도 4는 종래 기술의 광학 지연 필름과 본 발명의 광학 지연 필름의 파장에 대한 정규화된 광로차의 관계를 비교하여 나타낸 것이다.
도 5는 두 관측 방향에서 측정된, 본 발명의 광학 지연 필름의 시인각에 대한 광로차의 관계를 나타낸 것이다.
도 6a 및 6b는 광대역 원 반사 편광자와 본 발명의 광학 지연 필름과의 본 발명에 따른 조합물의 시인각에 대한 휘도의 관계와, 광대역 원 반사 편광자와 종래 기술의 상이한 광학 지연 필름과의 조합물의 시인각에 대한 휘도의 관계를 비교하여 나타낸 것이다.
본 발명은 서로 인접하거나 공통 기판의 양면에 인접하는 2개의 이방성 중합체층을 포함하는 광학 지연 필름에 관한 것으로, 상기 중합체층은 각각 중합체층의 평면과 θ의 경사각을 이루는 광학 대칭축을 갖는 경사진 구조를 나타냄을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 광학 지연 필름의 제조방법, 상기 광학 지연 필름을 포함하는 실질적으로 선형인 편광을 생성하기 위한 수단, 및 디스플레이 셀 및 상기 광학 지연 필름을 포함하는 액정 디스플레이에 관한 것이다.
유럽 특허원 제 EP 0 606 940-A1 호는 광범위한 파장에서 높은 휘도의 원 편광을 생성하는 콜레스테릭 반사 편광자를 개시하고 있다. 상기 편광자는 1/4 파동 포일 또는 플레이트(QWF)와 조합될 수도 있고, 이는 콜레스테릭 편광자에 의해 투과된 원 편광을 선 편광으로 전환시킨다.
그러나, 상기 제 EP 0 606 940 호에 개시된 콜레스테릭 편광자 등을 포함하는 액정 디스플레이는 시인각(viewing angle)을 증가시켜 관찰하는 경우, 종종 그의 광학 특성, 예를 들면 휘도 및 콘트라스트 비율이 열화된다.
따라서, 광대역 콜레스테릭 원 반사 편광자, 또는 원 반사 편광자와 예를 들면 제 EP 0 606 940 호에 기술된 바와 같은 1/4 파동 호일 등의 조합물과 함께 사용할 경우 넓은 범위의 시인각에 걸쳐 상기 원 반사 편광자 또는 조합물의 광학 특성을 개선시키는, 유용한 광학 지연 필름이 요구된다.
본 발명의 목적중 하나는 전술한 특성을 갖는 광학 지연 필름을 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은 상기 광학 지연 필름 및 광대역의 원 반사 편광자를 포함하는 실질적으로 선형인 편광을 생성하기 위한 수단을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 하기 상세한 설명으로부터 당분야의 숙련된 이들에게 명백할 것이다.
이들 목적은 서로 인접하거나 공통 기판의 양 면에 인접하는 2개의 이방성 중합체층을 포함하고, 상기 중합체층이 각각 중합체층의 평면과 θ의 경사각을 이루는 광학 대칭축을 갖는 경사진 구조를 나타냄을 특징으로 하는 광학 지연 필름을 제공함으로써 달성될 수 있는 것으로 밝혀졌다.
또한, 전술한 광학 지연 필름은 종래의 LC 디스플레이, 예를 들면 TN, STN 또는 활성 매트릭스 구동(AMD) TN 디스플레이에서 이들 디스플레이에서의 전광 특성, 예를 들면 콘트라스트 및 그레이(grey) 스케일의 시인각 의존성을 보상하기 위한 보상 필름(compensation film)으로서 사용될 수 있는 것으로 밝혀졌다.
경사진 분자 구조를 갖는 지연 필름은 제 WO 96/19770-A1 호에 개시되어 있고, 제 WO 96/19770-A1 호는 필름에 대해 수직 방향으로 경사각이 연속적으로 변화하는 경사진 구조의 지연 필름을 개시한다. 그러나, 이들 문헌에서는 이러한 지연 필름을 광대역의 원 반사 편광자와 조합하여 사용하는 것을 개시하고 있지 않다.
본 발명의 목적중 하나는 서로 인접하거나 공통 기판의 양 면에 인접하는 2 개의 이방성 중합체층을 포함하고, 상기 중합체층이 각각 중합체층의 평면과 θ의 경사각을 이루는 광학 대칭축을 갖는 경사진 구조를 나타냄을 특징으로 하는 광학 지연 필름이다.
본 발명의 바람직한 양태에서, 광학 지연 필름은 2개의 층의 경사각이 서로 상이한 경사진 구조를 나타낸다.
다른 바람직한 양태에서, 광학 지연 필름은 각 중합체층에서의 경사각이 연속적으로 변화하는 경사진 구조, 즉 바깥쪽으로 갈수록 더 경사진 배열(스플레이형(splayed) 배열)의 구조를 나타내고, 이때 바람직한 양태는 2개의 층 간에 경사각의 변화 방향 또는 경사각 변화의 출발값의 양이 서로 상이함을 특징으로한다.
본 발명의 바람직한 양태에 따른 제 1층에 있어서, 경사각 θ는 중합체층에 수직인 방향으로 제 2층 또는 존재하는 경우 공통 중간 기판에 대향하는 중합체층의 면에서의 최소치 θmin으로부터 상기 중합체층의 반대 면에서의 최대치 θmax까지, 또는 그 역으로 연속적으로 변화한다.
제 2 층에서는, 제 1 층에서와 같이 경사각은 중합체층에 수직인 방향으로 제 1 층 또는 존재하는 경우 공통 중간 기판에 대향하는 중합체층의 면에서의 최소치 θmin에서 출발하여 상기 중합체층의 반대 면에서의 최대치 θmax에 이르도록 연속적으로 변화한다.
본 발명의 다른 바람직한 양태에서, 제 2 층의 경사각은 제 1 층의 반대 방향으로 변화한다. 즉, 제 1 층이 θmin에서 θmax로 변화하는 경우, 제 2 층은 θmax에서 θmin으로 변화하고, 제 1 층이 θmax에서 θmin으로 변화하는 경우, 제 2 층은 θmin에서 θmax로 변화한다.
*본 발명의 바람직한 양태에서, 각 층에서 최소 경사각 θmin은 실질적으로 0°이다.
본 발명의 다른 바람직한 양태에서, 광학 지연 필름은 제 1 중합체층의 광학 대칭축의 중합체층 평면으로의 사영(射影) 및 제 2 중합체층의 광학 대칭축의 중합체층 평면으로의 사영이 중합체층들간의 계면의 평면에서 서로에 대해 각 ρ로 비틀리고, 상기 각 ρ가 바람직하게는 0 내지 90°인 구조를 나타낸다.
본 발명의 바람직한 양태에서 각 ρ는 실질적으로 0°이다.
본 발명의 다른 바람직한 양태에서 광학 지연 필름의 광로차는 50 내지 250nm이다.
본 발명의 다른 목적은 하기 단계를 포함하는 방법에 의해 수득될 수 있는, 전술한 광학 지연 필름이다:
A) a) 하나 이상의 중합성 작용기를 갖는 하나 이상의 중합성 메소겐을 포함하는 중합성 메소겐 물질, b) 개시제 및 c) 임의로, 용매를 포함하는 혼합물을 기판상에 또는 제 1 및 제 2 기판 사이에 층상으로 코팅하는 단계;
B) 코팅된 층중의 중합성 메소겐 물질을 경사지고 임의적으로 스플레이형인 구조로 정렬시키는 단계;
C) 중합성 메소겐 물질의 혼합물을 열선 또는 화학선에 노출시킴으로써 중합시키는 단계;
D) 임의적으로, 중합된 물질로부터 기판를 제거하거나, 2개의 기판이 존재하는 경우 이중 하나 또는 둘 다를 제거하는 단계; 및
E) 단계 A), B), C) 및 임의적인 단계 D)를 1회 이상 반복하는 단계.
본 발명의 바람직한 양태에서, A), B) 및 C)는 한 기판의 양면 모두에서 수행된다.
본 발명의 다른 바람직한 양태에서, 전술한 방법에서 사용되는 중합성 메소겐 물질의 혼합물은 하나의 중합성 작용기를 갖는 하나 이상의 중합성 메소겐 및 둘 이상의 중합성 작용기를 갖는 하나 이상의 중합성 메소겐을 포함한다.
본 발명의 다른 바람직한 양태에서 상기 중합성 메소겐은 하기 화학식 1의 화합물이다:
P-(Sp-X)n-MG-R
상기 식에서,
P는 중합성 기이고;
Sp는 탄소수 1 내지 20의 이격 그룹이고;
X는 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCOO- 및 단일 결합으로부터 선택되는 기이고;
n은 0 또는 1이고;
MG는 메소겐계 기 또는 메소겐성 지지 기이고, 바람직하게는 하기 화학식 2의 화합물로부터 선택되고:
-(A1-Z1)m-A2-Z2-A3-
[상기 식에서,
A1, A2 및 A3은 각각 독립적으로 치환되지 않거나 할로겐, 시아노 또는 니트로기, 또는 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시기 또는 알카노일기(여기서, 하나 이상의 H는 F 또는 Cl로 치환될 수 있다)로 일치환 또는 다치환될 수 있는, 1,4-페닐렌(여기서, 추가로 하나 이상의 CH가 N으로 치환될 수 있다), 1,4-사이클로헥실렌(여기서, 추가로 1 또는 2개의 이웃하지 않은 CH2 기가 O 및/또는 S로 치환될 수 있다), 1,4-사이클로헥세닐렌 또는 나프탈렌-2,6-디일이고,
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 2이다];
R은 탄소수 25 이하의 알킬 라디칼이고, 이는 치환되지 않거나 할로겐 또는 CN으로 일치환 또는 다치환될 수 있고, 산소 원자가 서로 직접 결합되지 않도록 하나 이상의 이웃하지 않은 CH2 기가 각각 독립적으로 -O-, -S-, -NH-, -N(CH3)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S- 또는 -C≡C-로 치환될 수 있거나, 다르게는 R이 할로겐, 시아노이거나, 상기 P-(Sp-X)n-에서 정의한 바와 동일하다.
본 발명의 다른 목적은 광대역의 원 반사 편광자 및 본원에 개시된 바와 같은 광학 지연 필름을 포함하는, 실질적으로 선형인 편광을 생성하기 위한 수단이다.
본 발명의 다른 목적은 디스플레이 셀 및 본원에 개시된 광학 지연 필름을 포함하는 액정 디스플레이이다.
본 발명의 또다른 목적은 디스플레이 셀 및 본원에 개시된 바와 같은 실질적으로 선형인 편광을 생성하기 위한 수단을 포함하는 액정 디스플레이이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 양태는 상기 광학 지연 필름이 경사지고 스플레이형인 구조를 나타내고, 중합체층 각각에서의 경사각 θ가 중합체층에 수직인 방향으로 다른 층 또는 존재하는 경우 공통 중간 기판에 대향하는 층의 면에서의 최소치 θmin에서 출발하여 중합체층의 반대 면에서의 최대치 θmax에 이르도록, 또는 그의 역으로 연속적으로 변화한다.
도 1a는 본 발명의 바람직한 양태에 따른 광학 지연 필름(10)의 구조를 나타내는 것으로, 본 발명을 예시하기 위해 제공된 것이며 이로써 본 발명이 제한되어서는 아니된다. 광학 지연 필름(10)은 공통 중간 기판(12)의 양 면에 중합된 메소 겐 물질의 제 1 층(11a) 및 제 2 층(11b)을 포함한다.
도 1a에 도시된 각각의 층(11a) 및 (11b)는 경사지고 스플레이형인 구조를 나타내고, 이 때 중합된 물질중 메소겐의 표면에서의 위치는 축의 상이한 부분에서 선(13a/b) 및 (16a/b)으로 표시되고, 임의의 중간 위치가 선 (14a/b) 및 (15a/b)로 표시되는 주 광학 축의 경사각 θ가 중합체층 각각의 평면에 대해 공통 기판(12)에 대향하는 중합체층의 면에서의 최소치 θmin에서 출발하여 중합체층에 수직인 방향으로 증가하도록 배향된다.
도 1a에 도시된 본 발명의 광학 지연 필름에서, 기판에 대향하는 중합체층의 각 면에서의 메소겐은 평면 배향을 갖는다. 즉, 선(13a) 및 (13b)로 표시되는 이들 메소겐의 주 광학축의 최소 경사각 θmin은 실질적으로 0°이다. 그러나, 다른 값의 θmin 또한 가능하다.
도 1a에 도시된 본 발명의 광학 지연 필름의 두 개의 층에서 광학 축의 배향은 선 (17a) 및 (17b) 사이의 공통 기판(12)의 평면에서 각 ρ로 기술될 수 있는데, 이 때 (17a)는 선 (13a), (14a), (15a) 및 (16a)로 표시되는 제 1 중합체층의 상이한 부분에서의 주 광학 대칭축의 제 1 중합체층의 평면으로의 사영을 나타내고, (17b)는 선 (13b), (14b), (15b) 및 (16b)로 표시되는 제 2 중합체층의 상이한 부분에서의 주 광학 대칭축의 제 2 중합체층의 평면으로의 사영을 나타낸다.
따라서, 각 ρ는 2개의 층이 서로에 대해 비틀린 정도를 나타낸다.
도 1a에 도시된 바람직한 양태에서, 선 (17a)와 (17b) 사이의 각 ρ는 실질 적으로 0°이다. 그러나, 다른 값의 ρ 또한 가능하다.
도 1b는 본 발명의 다른 바람직한 양태에 따른 광학 지연 필름(10)의 분자 구조를 나타낸다. 도 1b의 숫자는 도 1a에서와 정의한 바와 동일하다. 도 1b의 필름(10)은 2개의 기판(12a) 및 (12b) 상에 코팅된 2개의 층(11a) 및 (11b)로 구성되고, 이 때 각각의 층(11a) 및 (11b)에서의 경사각(θ)은 층들 사이의 공통 기판(12a)에 대향하는 중합체층의 각 면에서 제 1 층(11a)에서는 최소치 θmin으로, 제 2 층(11b)에서는 최대치 θmax로 출발하여 중합체층에 수직인 방향으로 연속적으로 변화한다.
도 1a 및 1b에 예시된 바람직한 양태에 따른 본 발명의 광학 지연 필름에서, 각 층의 경사각 θ의 변화 방향은 측면에서 관측하고 θ를 작은 값에서 큰 값으로 진행시킬 경우 시계방향 또는 반시계방향일 수 있다. 경사각 θ의 변화 방향은 양 층에서 모두 동일하거나 상이할 수 있다. 바람직하게는, 두 개의 층에서의 변화 방향은 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이 서로 반대이다.
도 1a 및 1b에 예시된 상기 바람직한 양태에 따른 광학 지연 필름에서, 최소 경사각 θmin은 바람직하게는 0 내지 20°, 특히 0 내지 10°, 가장 바람직하게는 0 내지 5°이다.
상기 바람직한 양태에 따른 광학 지연 필름에서의 최대 경사각 θmax는 바람직하게는 20 내지 90°, 특히 30 내지 90°, 가장 바람직하게는 35 내지 90°이다.
바람직하게는 직접적으로 또는 공통 기판을 통해 서로에 대향하는 표면에서 2개의 층(a 및 b)의 경사각은 동일하다. 즉, θmin,a = θmin,b 또는 θmax,a = θmax,b이다. 매우 바람직하게는, 상기 2개의 층의 최소 및 최대 경사각이 모두 동일하다. 즉, θmin,a = θmin,b 이고, θmax,a = θmax,b이다.
본 발명의 다른 바람직한 양태에서, 광학 지연 필름은 각 중합체층의 경사각 θ가 실질적으로 일정함을 특징으로한다. 이 바람직한 양태에 따른 광학 지연 필름의 분자 구조는 도 1c에 예시되어 있고, 각 숫자들은 도 1a에서 정의한 바와 동일하다.
따라서, 상기 바람직한 양태에 따른 광학 지연 필름은 각 중합체층의 경사각 θ중 하나에 의해 기술될 수 있으며, 이 때 제 1 중합체층에서의 경사각과 제 2 중합체층에서의 경사각은 서로에 대해 독립적이지만, 바람직하게는 실질적으로 동일하며, 0 내지 90°의 범위를 갖는다.
이 바람직한 양태에 따른 경사각 θ는 바람직하게는 5 내지 80°, 특히 15 내지 70°, 매우 바람직하게는 25 내지 60°이다.
도 1a 내지 1c에 도시된 바와 같은 바람직한 양태에서, 선 (17a)와 (17b) 사이의 각 ρ는 실질적으로 0°이다. 그러나, 0°가 아닌 다른 값의 각 ρ 또한 가능하다. 원칙적으로 각 ρ는 0 내지 90°로 변화할 수 있다. 바람직하게는 ρ는 실질적으로 0° 또는 90°이고, 가장 바람직하게는 0°이다.
2개의 층의 경사각 θmin 및 θmax가 동일한 경우, 즉, θmin,a = θmin,b 이고 θmax,a = θmax,b인 경우, 각 ρ는 실질적으로 0°이고, 이상적인 경우 2개의 층은 이상 적인 경우 도 1a 및 1c에 도시된 바와 같이 계면 또는 존재하는 경우 층 사이의 기판이 거울 평면인 거울 대칭 구조를 갖는다.
바람직하게는, 본 발명의 광학 지연 필름은 계면 또는 존재하는 경우 2개의 층사이의 기판이 거울 평면인 대칭 구조를 나타낸다.
도 1b는 도 1a에 도시된 양태와 광학적으로 동등이지만 2층이 2개의 개별적인 기판상에 코팅된 양태를 나타낸다.
유사하게는, 2개의 개별적인 기판상에 일정한 경사각으로 형성된 2개의 층을 조합하여 도 1c에 도시된 양태에 대해 상응하는 광학적 동등물을 수득할 수 있다.
본 발명의 광학 지연 필름은 이방성 중합체의 2층 사이에 기판을 반드시 포함할 필요는 없다. 본 발명의 바람직한 양태에서는, 2개의 층은 서로 직접적으로 인접한다. 이러한 광학 지연 필름은 도 1a 내지 1c에서 유사하게 기술될 수 있고, 이때 (12) 및 (12a)는 각각 2층 사이의 계면을 표시한다.
본 발명의 광학 지연 필름의 지연은 바람직하게는 50 내지 250nm, 매우 바람직하게는 60 내지 200nm, 가장 바람직하게는 70 내지 170nm이다.
본 발명의 다른 목적은 광대역의 원 반사 편광자와 조합된 본원의 광학 지연 필름을 포함하는, 실질적으로 선형인 편광을 생성하기 위한 수단이다. 상기 조합물을 이용하는 경우, 실질적으로 선형인 편광을 생성시킬 수 있다.
상기 광대역의 원 반사 편광자에 의해 반사되는 파장 밴드의 대역폭은 100nm 이상, 바람직하게는 150nm 이상, 가장 바람직하게는 200nm 이상, 이상적으로는 250nm 이상이다. 바람직하게는 원 반사 편광자의 대역폭은 가시광선의 스펙트럼을 포함한다.
본 발명의 다른 바람직한 양태에서, 광학 지연 필름은 광대역의 원 반사 편광자에 의해 반사되는 파장의 실질적으로 0.25배의 광로차를 나타내어, 1/4 파동 지연 필름으로서 작용할 수 있다.
광대역 밴드 원 반사 편광자 및 당 분야의 광학 지연 필름, 예를 들면 신장된 PVA로 제조된 1/4 파동 필름(QWF)을 포함하는 액정 디스플레이에서는, 수직입사(시인각 0°) 및 작은 값의 시인각에서의 휘도가 광학 지연 필름없이 원 반사 편광자만을 포함하는 액정 디스플레이에서보다 크다.
그러나, 광대역의 원 반사 편광자 및 전술한 당분야의 QWF를 포함하는 디스플레이를 증가된 각도에서 관측시, QWF 자체에 의해 증가하는 상 광로차가 휘도의 감소를 유발하며, 이는 원 반사 편광자를 단일 요소로서 포함하는 디스플레이에 대해 특정한 각도에서 측정한 값과 일치한다. 이러한 각도를 "교차각", αc로 지칭한다.
액정 디스플레이에서 당분야의 QWF 대신에 본 발명의 광학 지연 필름을 이용하는 경우, 상기 교차 각, αc는 현저히 증가될 수 있다. 달리 말하여, 광도 증가, 즉 원 반사 편광자를 이용하여 수득된 작은 시인각에서의 휘도의 증가가 큰 시인각으로까지 연장될 수 있다.
광학 지연 필름과 본 발명의 따른 광대역의 원 반사 편광자를 포함하는 광학 소자의 조합물을 포함하는 디스플레이의 교차각, αc는 하나이상의 관찰 방향, 예를 들면 수평 또는 수직 방향에서 바람직하게는 25°이상, 특히 바람직하게는 30°이상, 매우 특히 바람직하게는 35°이상이다.
실질적으로 선형인 편광을 생성하기 위한 수단은 본 발명의 광학 지연 필름 및 원 반사 편광자 이외에도, 기타 광학 소자를 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 수단이 하나 이상의 하기 요소를 추가로 포함할 수 있고, 이때 성분 I 내지 IV는 광학 소자의 조합물의 광대역 원 반사 편광자가 조사원 (III) 또는 존재하는 경우 분산기(IV)에 대향하는 방식으로 정렬된다:
I) 호메오트로픽 또는 경사진 호메오트로픽 배향을 갖는 이방성 중합체의 층을 포함하고, 본 발명의 광학 지연 필름의 어느 한 면에 인접하도록 위치되는 보상 필름,
II) 본 발명의 광학 지연 필름, 및 존재하는 경우 보상 필름 I)이 광대역의 원 반사 편광자와 선 편광자 사이에 위치하도록 정렬되는 선 편광자,
III) 조사원, 및
IV) 상기 조사원에 인접한 분산기.
선 편광자(II)로는 시판되는 편광자를 사용할 수 있다. 본 발명의 바람직한 양태에서, 선 편광자는 낮은 콘트라스트의 편광자이다. 본 발명의 다른 바람직한 양태에서 선 편광자(II)는 이색성 편광자이다.
조사원(III)으로서, 바람직하게는 액정 디스플레이를 위한 표준 백라이트, 예를 들면 사이드-릿(side-lit) 또는 뇌문(雷紋)형 백라이트가 사용된다. 이들 백라이트는 전형적으로 램프, 반사기, 광 안내기 및 임의로 분산기를 포함한다.
또한, 조사원(III)은 또한 실질적으로 선형인 편광을 생성하기 위한 수단의 외부에서 발생된 조사를 반사하는 반사기로 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 디스플레이 장치는 반사 디스플레이로서 사용될 수 있다.
본 발명에 따라 실질적으로 선형인 편광을 생성하기 위한 수단은
V) 원 반사 편광자, 본 발명의 광학 지연 필름 또는 전술한 소자 I 내지 IV중 하나를 포함하는 광학 성분 하나 이상에 제공되는 하나 이상의 접착층,
VI) 원 반사 편광자, 본 발명의 광학 지연 필름 또는 전술한 소자 I 내지 V중 하나를 포함하는 광학 성분 하나 이상에 제공되는 하나 이상의 보호층을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 디스플레이 셀, 및 본원에 개시되는 바와 같이 실질적으로 선형인 편광을 생성하기 위한 수단을 포함하는 액정 디스플레이이다.
실질적으로 선형인 편광을 생성하기 위한 본 발명의 수단의 기능은, 본 발명의 범위를 제한하지 않는 실시예로서 본 발명의 바람직한 양태에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 도 2에 의해 추가로 설명된다. 광학 경로를 따르는 광의 주 방향은 좌측에서 우측이다. 디스플레이 장치(20)는 램프(22a), 및 조합된 광 안내기를 갖는 반사기(22b), 사이드-릿 백라이트 유니트(21) 및 분산기(23), 및 나선으로 비틀린 분자 배향을 갖는 액정 물질의 층을 포함하는 원 반사 편광자(24), 본 발명의 광학 지연 필름(25), 보정 필름(26) 및 선형 편광자(27)로 구성된 편광자 조합체를 포함한다. 또한, 도면은 디스플레이 셀 너머의 액정 셀(28) 및 제 2 선 편광자(29)를 나타낸다.
백라이트(21)로부터 방출된 광은 원 반사 편광자(24)의 분자 나선 구조와 상호반응하여, 원 반사 편광자 상의 입사광의 강도의 50%가 원 반사 편광자의 분자 나선 구조와 동일한 비틀림의 원 편광(이는 오른손 방향 또는 왼손 방향일 수 있다)으로 반사되었고, 입사광의 나머지 50%는 반대의 비틀림의 원 편광으로서 반사된다. 상기 반사된 광은 백라이트에서 편광이 소멸되고 반사기(22b)에 의해 원 반사 분광자(24)로 방향이 바뀐다. 이러한 방식으로, 백라이트(21)로부터 방출되는 광대역의 파장의 광 중에서 이론적으로는 100%가 원 편광으로 전환된다.
투과된 성분의 주 부분은 본 발명의 광학 지연 필름(25)에 의해 선 편광으로 전환된 다음 보상 필름(26)에 의해 보상되고 선 편광자(27)에 의해 투과되는 반면, 광학 지연 필름(25)에 의해 선 편광으로 완전히 전환되지 않은 광, 예를 들면 타원 편광은 선 편광자(27)에 의해 투과되지 않는다. 이어서, 상기 선 편광은 디스플레이(28) 및 제 2 선 편광자(29)를 통해 통과하여 관측자(30)에 도달한다.
도 2b는 도 2b에 도시된 조립체에서 입사광의 방향으로부터 관측시 본 발명의 광학 지연 필름(25)이 보상 필름(26)의 뒷편에 배치된다는 차이점을 제외하고는 도 1a에 도시된 조합체와 본질적으로 동일한, 본 발명의 다른 바람직한 양태에 따른 디스플레이 장치를 나타낸다.
상기 언급된 바와 같이, TN, STN, AMD-TN 또는 다른 유형의 디스플레이와 같은 종래의 디스플레이에 대한 보상 필름으로서 본 발명의 광학 지연 필름을 사용할 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 목적은 디스플레이 셀 및 본원에 개시된 바와 같은 광학 지연 필름을 포함하는 액정 디스플레이이다.
바람직하게는, 광학 지연 필름은 하기 단계를 포함하는 방법에 의해 수득될 수 있다:
A) a) 하나 이상의 중합성 작용기를 갖는 하나 이상의 중합성 메소겐을 포함하는 중합성 메소겐 물질, b) 개시제 및 c) 임의로, 용매를 포함하는 혼합물을 기판상에 또는 제 1 및 제 2 기판 사이에 층상으로 코팅하는 단계;
B) 코팅된 층중의 중합성 메소겐 물질을 경사지고 임의적으로 스플레이형인 구조로 정렬시키는 단계;
C) 중합성 메소겐 물질의 혼합물을 열선 또는 화학선에 노출시킴으로써 중합시키는 단계;
D) 임의적으로, 중합된 물질로부터 기판을 제거하거나, 2개의 기판이 존재하는 경우 이중 하나 또는 둘 다를 제거하는 단계; 및
E) 단계 A), B), C) 및 임의적인 단계 D)를 1회 이상 반복하는 단계.
본 발명의 바람직한 양태에서 단계 A), B) 및 C)는 공통 기판의 양 면 모두에서 수행된다. 이러한 방식으로 도 1에 개시된 바와 같은 광학 지연 필름이 수득된다.
기판으로서, 예를 들면 유리 또는 석영 시이트 및 플라스틱 필름 또는 시이트를 사용할 수 있다. 또한, 중합 전 및/또는 중합 동안 및/또는 중합 후에 코팅된 혼합물의 상부에 제 2 기판을 배치할 수도 있다. 기판은 중합 후에 제거되거나 또는 제거되지 않을 수 있다. 화학선 조사로 경화시 2개의 기판을 사용하는 경우, 중합을 위해 사용되는 화학선 조사에 대해 하나 이상의 기판이 투과성이어야 한다.
등방성 또는 복굴절 기판을 사용할 수 있다. 중합 후에 중합된 필름으로부터 기판이 제거되지 않는 경우, 바람직하게는 등방성 기판을 사용한다.
바람직하게는, 하나 이상의 기판은 플라스틱 기판, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)와 같은 폴리에스테르 필름, 폴리비닐알콜(PVA), 폴리카보네이트(PC) 또는 트리아세틸셀룰로즈(TAC)의 필름, 특히 바람직하게는 PET 필름 또는 TAC 필름이다. 복굴적 기판으로서, 예를 들면 일축 신장된 플라스틱 필름을 사용할 수 있다. 예를 들면, PET필름은 아이씨아이 코포레이션(ICI Corp.)에서 상표명 멜리넥스(Melinex)로 시판 중이다.
*중합성 메소겐 물질을 포함하는 혼합물은 용매를 추가로 포함할 수 있다. 혼합물이 용매를 함유하는 경우, 용매는 상기 혼합물을 기판상에 코팅시킨 다음 중합 전에 증발되는 것이 바람직하다. 대부분의 경우, 용매의 증발을 촉진시키기 위하여 혼합물을 가열하는 것이 적합하다.
원칙적으로 상기 목적으로 당분야에 숙련된 이들에게 공지된 모든 용매를 사용할 수 있다. 바람직하게는 중합성 메소겐 물질이 쉽게 용해되는 용매를 사용한다. 전형적으로 유기 용매, 예를 들면 톨루엔을 사용한다.
전술한 바와 같은 본 발명의 다른 바람직한 양태에서, 다른 층 또는 기판에 대향하는 면의 메소겐 물질의 중합된 층은 각각 실질적으로 평면 정렬을 나타낸다. 즉, 최소 경사각 θmin가 실질적으로 0°이다. 예를 들면, 닥터 블레이드를 이용하여 물질을 전단시킴으로써 평면 정렬을 수득할 수 있다. 또한, 하나 이상의 기판의 상부에 정렬층, 예를 들면 문질러진 폴리이미드 또는 스퍼터링된 SiOx의 층을 도포할 수 있다.
본 발명의 특히 바람직한 양태는, 기판을 직접 문지름으로써, 즉 추가의 정렬 층의 도포 없이 중합성 메소겐 물질의 평면 정렬이 수득됨을 특징으로 한다. 이는 광학 지연 필름의 제조 단가를 상당히 감소시키므로 큰 장점이 된다. 이러한 방식으로 작은 경사각이 용이하게 수득된다.
상기 바람직한 양태에서는, 기판으로 바람직하게는 플라스틱 필름, 특히 폴리에스테르 필름, 예를 들면 멜리넥스, 또는 TAC 필름을 사용한다.
문지름은, 예를 들면 문지름 천을 이용하거나 또는 문지름 천으로 코팅된 평평한 막대를 이용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 양태에서는, 하나 이상의 문지름 롤러, 예를 들면 기판을 솔질하는 고속 회전 롤러를 이용하거나 2개 이상의 롤러 사이에 기판을 배치하여 문지름을 수행하는데, 각각의 경우 임의적으로 하나 이상의 롤러가 문지름 천으로 코팅된다.
본 발명의 다른 바람직한 양태에서는, 바람직하게는 문지름 천으로 코팅된 롤러 주위에 한정된 각에서 적어도 부분적으로 기판을 감싸 문지름을 수행한다.
문지름 천으로는, 상기 목적으로 당분야에 숙련된 이들에게 공지된 모든 물 질을 사용할 수 있다. 예를 들면, 시판되는 표준 유형의 벨벳을 문지름 천으로 사용할 수 있다.
바람직하게는, 한 방향으로만 문지름을 수행한다. 매우 바람직하게는 기판의 양면의 문지름 방향이 동일하다.
본 발명의 바람직한 양태는, 도 1a에 도시된 바와 같이 메소겐 물질의 두 층이 공통 기판의 양면 모두에 인접함을 특징으로 한다.
이러한 광학 지연 필름은, 기판의 한 면에서 일방향으로 문지르고, 이어서 상기 기판의 다른 면에서 동일한 과정을 반복한 다음(이때, 두 번째 방법에서의 기판을 첫번째 방법과 동일한 방향으로 문지른다) 메소겐 물질을 코팅, 정렬 및 중합시킴으로써 수득될 수 있다.
이러한 광학 지연 필름은 유리하게는 그의 광학 동등물, 예를 들면 도 1b에 도시된 것과 비교하여, 보다 얇고 적은 양의 기판을 필요로 한다는 점에서 유리하다.
기판의 두 면에서의 문지름 방향이 서로 상이한 경우에는, 전술한 바와 같은 0°가 아닌 다른 각 ρ를 갖는 광학 지연 필름이 수득될 수 있다.
이방성 기판을 사용하는 경우, 문지름은 바람직하게는 기판의 주 대칭 축에 실질적으로 평행한 방향으로 일방향적으로 수행된다.
기판을 문지른 후 기판에 도포되는 본 발명의 중합성 메소겐 조성물에서 정렬을 유도하는 기판의 능력은 문지름 처리의 처리 변수, 예를 들면 문지름 길이, 문지름 압력 및 문지름 속도에 좌우되고, 문지름 롤러를 이용하는 경우에는 롤러의 회전 속도, 문지름 롤러 원주 및 기판상의 장력에 좌우될 것이다.
따라서, 전술한 바람직한 양태에 따른 문지름 처리에서 문지름 길이는 문지름 처리에서의 전술한 기타 문지름 처리 변수에도 좌우된다. 바람직하게는 문지름 길이는 0.2 내지 5m, 특히 0.5 내지 3m이다.
메소겐 물질의 배향은 그중에서도, 필름 두께, 기판의 유형, 기판 표면의 정렬 상태, 및 중합성 메소겐 물질의 조성에 좌우된다. 따라서, 이들 변수를 변화시킴으로써, 광학 지연 필름의 구조, 특히 구조 변수, 예를 들면 경사각 및 그의 변화 정도를 제어할 수 있다.
중합성 메소겐 혼합물의 조성, 예를 들면 이반응성 대 일반응성 화합물 및/또는 극성 대 비극성 화합물의 비를 변화시킴으로써, 필름 면에 수직인 방향의 정렬 프로필을 변경시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에서는, 전술한 방법에 의해 광학 지연 필름을 수득하고, 제 1 중합 단계 후 중합된 메소겐 물질로부터 기판을 제거한다. 이어서, 중합성 메소겐 물질의 제 2 층을 기판으로서 작용하는 중합된 제 1 층상에 직접 코팅시킨 다음, 정렬 및 중합시킨다. 이러한 방식으로 서로 직접 인접하는 중합된 메소겐 물질의 2층을 포함하는 광학 지연 필름을 수득한다.
상기 바람직한 양태에 따른 광학 지연 필름을 제조하는 경우, 일부 경우에서는 제 1 중합 층이 정렬층으로서 작용할 수 있고 제 2층의 정렬을 유도할 수 있으므로 특정한 정렬 수단 또는 방법을 사용할 필요가 없다.
본 발명의 중합성 메소겐 혼합물의 중합은 열선 또는 화학선에 노출시킴으로 써 발생된다. 화학선 조사는 광, X-선, 감마선의 조사, 또는 고에너지 입자, 예를 들면 이온 또는 전자의 조사를 의미한다. 특히 바람직하게는, UV 광을 사용한다. 조사 파장은 바람직하게는 220nm 내지 420nm이다.
화학선 조사의 공급원으로서, 예를 들면 단일 UV 램프 또는 UV 램프의 세트를 사용할 수 있다. 높은 램프 출력을 사용하는 경우, 경화 시간을 감소시킬 수 있다.
경화 시간은 중합성 메소겐 물질의 반응성, 코팅된 층의 두께, 중합 개시제의 유형 및 UV 램프의 출력에 좌우된다. 대량 생산의 경우에는, 짧은 경화 시간이 바람직하다. 본 발명에 따른 경화 시간은 바람직하게는 30분 이하, 특히 바람직하게는 15분 이하, 매우 특히 바람직하게는 8분 이하이다.
중합은 화학선의 파장을 흡수하는 개시제의 존재하에서 수행된다. 예를 들면 UV 광을 이용하여 중합하는 경우, UV 조사에 의해 분해되어 중합 반응을 개시하는 유리 라디칼을 생성하는 광개시제를 사용할 수 있다. 라디칼 중합을 위한 광개시제로서, 시판되는 광개시제, 예를 들면 이르가큐어(Irgacure) 651(스위스 바젤 소제의 시바 가이기 아게(Ciba Geigy AG)에서 시판중임)를 사용할 수 있다.
예를 들면, 비닐 및 에폭사이드 중합성 기로 중합성 메소겐을 경화시키는 경우, 유리 라디칼 대신 양이온을 이용하여 광경화시키는 양이온성 광개시제를 사용할 수 있다. 또한, 중합은 특정 온도 이상으로 가열하는 경우 중합을 개시하는 개시제에 의해 시작될 수 있다.
광-민감성 및 온도-민감성 개시제 이외에도, 상기 중합 혼합물은 기타 적합 한 성분, 예를 들면 촉매, 안정화제, 공반응 단량체 또는 표면 활성 화합물을 하나 이상 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 양태에서, 중합성 혼합물은 예를 들면 혼합물을 저장하는 동안 바람직하지 않은 자발적 중합을 방지하기 위해 사용되는 안정화제를 포함한다. 안정화제로서, 상기 목적으로 당분야에서 숙련된 이들에게 공지된 모든 화합물을 주로 사용할 수 있다. 이들 화합물은 광범위하게 시판되고 있다. 안정화제의 전형적인 예는 4-에톡시페놀 또는 부틸화된 하이드록시톨루엔(BHT)이다.
상기 바람직한 양태에 따른 중합성 조성물은, 바람직하게는 1 내지 1000ppm, 특히 바람직하게는 10 내지 500ppm의 전술한 안정화제를 포함한다.
또한, 본 발명의 중합체 필름의 물성을 개질시키기 위해서 다른 첨가제, 예를 들면 쇄전달제를 중합 혼합물에 첨가할 수 있다. 예를 들면, 쇄전달제를 중합성 혼합물에 첨가하는 경우, 본 발명의 중합체 필름에서의 유리 중합체 쇄의 길이 및/또는 2개의 가교결합 사이의 중합체 쇄의 길이를 제어할 수 있다. 쇄전달제의 양을 증가시키는 경우, 중합체 쇄 길이가 감소된 중합체 필름이 수득된다.
본 발명의 바람직한 양태에서 중합성 혼합물은 0.01 내지 10%, 특히 0.1 내지 5%, 매우 바람직하게는 0.5 내지 3%의 쇄전달제를 포함한다. 상기 바람직한 양태에 따른 중합체 필름은 기판, 특히 플라스틱 필름, 예를 들면 TAC 필름에 특히 양호한 접착성을 나타낸다.
쇄전달제로는, 예를 들면 일작용성 티올 화합물, 예를 들면 도데칸 티올 또는 다작용성 티올 화합물, 예를 들면 트리메틸프로판 트리(3-머캅토프로피오네이 트)를 사용할 수 있다.
일부 경우에는, 정렬을 보조하고 중합을 억제할 수 있는 산소를 배제시키기 위해 제 2 기판을 적용시키는 것이 유리하다. 다르게는, 불활성 기체의 대기하에서 상기 경화를 수행할 수 있다. 그러나, 적합한 광개시제 또는 높은 UV 램프 출력을 사용하여 공기중에서 경화시킬 수도 있다. 양이온 광개시제를 사용하는 경우 대부분 산소를 배제할 필요는 없지만, 물은 배제되어야만 한다. 본 발명의 바람직한 양태에서, 중합성 메소겐 물질의 중합은 불활성 기체의 대기, 바람직하게는 질소 대기하에서 수행된다.
양호한 정렬을 갖는 중합체 필름을 수득하기 위해서는, 중합성 메소겐 혼합물의 액정 상에서 중합을 수행하여야 한다. 바람직하게는, 저온에서 혼합물의 액정 상에서 경화가 수행되도록 낮은 융점, 바람직하게는 100℃ 이하, 특히 60℃ 이하의 융점을 갖는 중합성 메소겐 혼합물을 사용한다. 이로써, 혼합물에 대해 보다 적은 가열이 필요하고 중합 동안 메소겐 물질, 기판 및 생산 장비가 보다 적게 변형되어 중합 공정을 단순화시키는데, 이는 대량 생산의 경우 특히 중요한 점이 된다. 100℃ 이하의 경화 온도가 바람직하다. 60℃ 이하의 경화 온도가 특히 바람직하다.
상기 개시된 방법에 의해 수득된 본 발명의 광학 지연 필름의 두께는 바람직하게는 0.1 내지 10㎛, 특히 0.2 내지 5㎛, 가장 바람직하게는 0.4 내지 2㎛이다. 또한, 일부 용도에서 2 내지 15㎛의 필름 두께가 적합하다.
본 발명의 바람직한 양태에서, 선 편광을 생성하기 위한 본 발명의 수단의 광대역의 원 반사 편광자 및/또는 보상 필름은, 중합성 메소겐의 배향된 층을 중합함시킴으로써 수득된 이방성 중합체 물질의 층을 포함한다.
특히 바람직하게는 상기 중합성 메소겐은 본원에서 개시된 화학식 1의 중합성 메소겐 화합물과 유사한 구조를 갖는다.
따라서, 바람직한 양태에 따른 광대역의 원 반사 편광자 및/또는 보상 필름과 함께 본 발명의 광학 지연 필름을 사용하는 경우, 유사한 구조의 화합물을 포함하는 물질을 사용함으로써 광학 지연 필름의 광학 특성과 원 반사 편광자 및/또는 보상 필름의 광학 특성을 일치시킬 수 있다. 이러한 방식으로 우수한 광학 성능을 갖는 광학 지연 필름 및 원 반사 편광자 및/또는 보상 필름의 조합물을 수득할 수 있다.
바람직한 양태에서, 중합성 혼합물은 2개 이상의 중합성 작용기(이/다반응성 또는 이/다작용성 화합물로서 언급된다)를 갖는 중합성 메소겐 화합물을 포함한다. 이러한 혼합물의 중합시에는, 3차원의 중합체 망상구조가 형성된다. 상기 망상구조로 제조된 광학 지연 필름은 자기 지지형이고 높은 기계적 안정성 및 열적 안전성, 및 그의 물성 및 광학 특성의 낮은 온도 의존성을 나타낸다.
다른 바람직한 양태에서 중합성 혼합물은 중합체의 가교결합을 증가시키기 위해 2개 이상의 중합성 작용기를 갖는 비 메소겐 화합물을 0 내지 20중량% 포함한다. 이작용성 비 메소겐 단량체에 대한 전형적인 예는 탄소수 1 내지 20의 알킬 기를 갖는 알킬디아크릴레이트 또는 알킬디메타크릴레이트이다. 2개 이상의 작용성 기를 갖는 비 메소겐 단량체에 대한 전형적인 예는 트리메틸프로판트리메타크릴 레이트 또는 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트이다.
다작용성 메소겐 또는 비 메소겐 화합물의 농도를 변화시킴으로써, 중합체 필름의 가교결합 밀도 및 이에 의한 유리 전이 온도(이는 광학 지연 필름의 광학 특성의 온도 의존성에도 중요하다)와 같은 물성 및 화학적 성질, 열적 안정성 및 기계적 안정성 또는 내용매성을 용이하게 조정할 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "중합성 또는 반응성 메소겐", "중합성 또는 반응성 메소겐 화합물", "중합성 또는 반응성 액정 (화합물)" 및 "중합성 또는 반응성 액정 화합물"은 막대형, 판형 또는 디스크형 메소겐 기 및 하나 이상의 중합성 작용기를 갖는 화합물을 포함한다. 이들 메소겐 화합물이 단독으로 메소상 거동을 나타낼 필요는 없다. 다른 화합물과 혼합되거나 또는 순수한 메소겐 화합물 또는 메소겐 화합물을 포함하는 혼합물의 중합후에 메소상 거동을 나타낼 수도 있다.
본 발명의 특히 바람직한 양태에서, 상기 중합성 메소겐 물질의 혼합물을 포함하는 중합성 메소겐은 하기 화학식 1의 화합물이다:
화학식 1
P-(Sp-X)n-MG-R
상기 식에서,
P는 중합성 기이고;
Sp는 탄소수 1 내지 20의 이격 그룹이고;
X는 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCOO- 및 단일 결합으로부터 선택되는 기이고;
n은 0 또는 1이고;
MG는 메소겐계 기 또는 메소겐성 지지 기이고, 바람직하게는 하기 화학식 2의 화합물로부터 선택되고:
화학식 2
-(A1-Z1)m-A2-Z2-A3-
[상기 식에서,
A1, A2 및 A3은 각각 독립적으로 치환되지 않거나 할로겐, 시아노 또는 니트로기, 또는 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시 또는 알카노일 기(여기서, 하나 이상의 H는 F 또는 Cl로 치환될 수 있다)로 일치환 또는 다치환될 수 있는, 1,4-페닐렌(여기서, 추가로 하나 이상의 CH가 N으로 치환될 수 있다), 1,4-사이클로헥실렌(여기서, 추가로 1 또는 2개의 이웃하지 않은 CH2 기가 O 및/또는 S로 치환될 수 있다), 1,4-사이클로헥세닐렌 또는 나프탈렌-2,6-디일이고,
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 2이다];
R은 탄소수 25 이하의 알킬 라디칼이고, 이들 라디칼은 치환되지 않거나 할로겐 또는 CN으로 일치환 또는 다치환될 수 있고, 산소 원자가 서로 직접 결합되지 않도록 하나 이상의 이웃하지 않은 CH2 기가 각각 독립적으로 -O-, -S-, -NH-, -N(CH3)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S- 또는 -C≡C-로 치환될 수 있거나, 다르게는 R이 할로겐, 시아노이거나, 상기 P-(Sp-X)n-에서 정의한 바와 동일하다.
중합성 혼합물 중 적어도 하나가 화학식 1의 화합물인 2개 이상의 중합성 메소겐 화합물을 포함하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 다른 바람직한 양태에서, 중합성 메소겐 화합물은 화학식 1에 따라 선택되고, 이 때 R은 상기 P-(Sp-X)n-에서 정의한 바와 동일하다.
비사이클릭 및 트리사이클릭 메소겐 화합물이 바람직하다.
화학식 1의 화합물 중, R은 F, Cl, 시아노 또는 임의로 할로겐화된 알킬 또는 알콕시이거나, 상기 P-(Sp-X)n-에서 정의한 바와 동일하고, MG는 Z1 및 Z2가 -COO-, -OCO-, -CH2CH2-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- 또는 단일 결합인 상기 화학식 2인 것이 특히 바람직하다.
화학식 2의 바람직한 메소겐 기중에서 보다 작은 기는 이하에 열거한다. 간편함을 위하여, 이들 기 중 Phe는 1,4-페닐렌이고, Phe L은 하나 이상의 기 L로 치환된 1,4-페닐렌 기이고(이 때, L은 F, Cl, CN 또는 임의로 불소화된 탄소수 1 내지 4의 알킬, 알콕시 또는 알카노일 기이다), Cyc는 1,4-사이클로헥실렌이다.
Figure 112005018355102-pat00001
이들 바람직한 기에서, Z1 및 Z2는 전술한 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다. 바람직하게는, Z1 및 Z2는 -COO-, -OCO-, -CH2CH2-, -CH=CH-COO- 또는 단일 결합이다.
L은 바람직하게는 F, Cl, CN, NO2, CH3, C2H5, OCH3, OC2H5, COCH3, COC2H5, CF3, OCF3, OCHF2, OC2F5, 특히 F, Cl, CN, CH3, C2H5, OCH3, COCH3 및 OCF3이고, 가장 바람직하게는 F, CH3, OCH3 및 COCH3이다.
MG가 하기 일반식으로부터 선택되는 화합물이 특히 바람직하다:
Figure 112005018355102-pat00002
Figure 112005018355102-pat00003
상기 식에서,
L은 전술한 바와 동일하고,
r은 0, 1 또는 2이다.
상기 바람직한 일반식에서 기
Figure 112005018355102-pat00004
는 매우 바람직하게는
Figure 112005018355102-pat00005
이고, 또한
Figure 112005018355102-pat00006
이며, 이때 L은 각각 독립적으로 전술한 바와 동일하다.
이들 바람직한 화합물에서 R은 특히 바람직하게는 CN, F, Cl, OCF3, 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬 또는 알콕시 기 또는 상기 P-(Sp-X)n-에서 정의한 바와 동일 하다.
화학식 1에서 R이 알킬 또는 알콕시 라디칼인 경우, 즉 말단 CH2기가 -O-로 치환되는 경우, 이는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 탄소수 2 내지 8의 직쇄가 바람직하고, 따라서 예를 들면 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시, 헥속시, 헵톡시 또는 옥톡시, 또한 메틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 메톡시, 노녹시, 데콕시, 운데콕시, 도데콕시, 트리데콕시 또는 테트라데콕시가 바람직하다.
옥사알킬, 즉 하나의 CH2 기가 -O-로 치환되는 경우에는, 예를 들면 직쇄 2-옥사프로필(=메톡시메틸), 2-(=에톡시메틸) 또는 3-옥사부틸(=2-메톡시에틸), 2-, 3- 또는 4-옥사펜틸, 2-, 3-, 4- 또는 5-옥사헥실, 2-, 3-, 4-, 5- 또는 6-옥사헵틸, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 또는 7-옥사옥틸, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- 또는 8-옥사노닐 또는 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- 또는 9-옥사데실이 바람직하다.
또한, 분지된 기 R을 함유하는 화학식 1의 메소겐 화합물은, 예를 들면 결정화 경향을 감소시키므로 공단량체로서 중요할 수 있다. 이러한 유형의 분지된 기는 일반적으로 하나 이상의 쇄 분지를 함유하지 않는다. 바람직한 분지된 기는 이소프로필, 이소부틸(=메틸프로필), 이소펜틸(=3-메틸부틸), 이소프로폭시, 2-메틸프로폭시 및 3-메틸부톡시이다.
화학식 1의 P는 바람직하게는 CH2=CW-COO, WCH=CH-O,
Figure 112005018355102-pat00007
또는 CH2=CH-페닐-(O)k(이때, W는 H, CH3 또는 Cl이고, k는 0 또는 1이다)로부터 선택된다.
P는 특히 바람직하게는 비닐기, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 프로페닐 에테르기 또는 에폭시기이고, 매우 바람직하게는 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기이다.
화학식 1, 1a, 1b에서 이격 그룹 Sp로는, 상기 목적으로 당분야에 숙련된 이들에게 공지된 모든 기를 사용할 수 있다. 이격 그룹 Sp는 바람직하게는 에스테르 또는 에테르 기 또는 단일 결합에 의해 중합성 기 P에 결합된다. 이격 그룹 Sp는 바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 특히 탄소수 1 내지 12를 갖는 선형 또는 분지된 알킬렌 기이고, 이웃하지 않은 하나 이상의 CH2기가 -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 추가로 치환될 수 있다.
전형적인 이격 그룹 Sp는, 예를 들면 -(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 이격 그룹 Sp는, 예를 들면 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 노닐렌, 데실렌, 운데실렌, 도데실렌, 옥타데실렌, 에틸렌옥시에틸렌, 메틸렌옥시부틸렌, 에틸렌-티오에틸렌, 에틸렌-N-메틸-이미노에틸렌 및 1-메틸알킬렌이다.
R이 각각 일반식 P-Sp-X- 또는 P-Sp-의 기인 경우, 메소겐 코어의 각 면에서의 이격 그룹은 동일하거나 상이할 수 있다.
n이 1인 화학식 1의 화합물이 특히 바람직하다.
다른 바람직한 양태에서, n이 0인 화학식 1의 화합물 및 n이 1인 화학식 1의 화합물을 포함하는 혼합물을 공중합시켜 본 발명의 보상기를 수득한다.
화학식 1의 중합성 메소겐 화합물을 나타내는 전형적인 예는 제 WO 93/22397 호, 제 EP 0 261 712 호, 제 DE 195 04 224 호, 제 DE 44 08 171 호 또는 제 DE 44 05 316 호에서 찾을 수 있다. 그러나 이들 문헌에서 개시된 화합물은 단지 예시일 뿐이고 본 발명을 한정하고자 함이 아님을 이해해야 한다.
또한 중합성 메소겐 화합물의 전형적인 예는 이하에 열거되는 화합물이며, 이들은 예시일 뿐 본 발명을 한정하고자 함이 아니다:
Figure 112005018355102-pat00008
이들 화합물에서 x 및 y는 각각 독립적으로 1 내지 12이고, A는 1,4-페닐렌 또는 1,4-사이클로헥실렌기이고, R1은 할로겐, 시아노 또는 임의로 할로겐화된 탄소수 1 내지 12의 알킬기 또는 알콕시기이고, L1 및 L2는 각각 독립적으로 H, F, Cl, CN 또는 임의로 할로겐화된 탄소수 1 내지 7의 알킬기, 알콕시기 또는 알카노일기이다.
본원에 개시된 중합성 메소겐 화합물은 당분야에 공지되어 있고 전술한 참조 문헌, 예를 들면 문헌[Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgart]과 같이 유기 화학의 표준 방법에 따라 제조될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 광학 지연 필름의 특성, 예를 들면 메소겐 배향 및 필름 구조, 온도 안정성 및 광학 성능은 중합성 메소겐 물질의 조성을 변화시킴으로써 목적하는 정도로 용이하게 조절될 수 있다.
필름 평면에 수직인 방향으로 정렬 프로필을 조절하는 가능한 방법 중 하나는 일반응성 메소겐 화합물, 즉 하나의 중합성 기를 갖는 화합물과 이방향성 메소겐 화합물, 즉 2개의 중합성 기를 갖는 화합물의 비를 적절히 선택하는 것이다.
매우 스플레이형인 필름 구조의 경우, 바람직하게는 일반응성 대 이반응성 메소겐 화합물의 비가 6:1 내지 1:2, 바람직하게는 3:1 내지 1:1, 특히 바람직하게는 약 3:2이다.
목적하는 스플레이형 기하학적 구조를 조절하기 위한 다른 효과적인 수단은 중합성 메소겐 혼합물 중 유전적 극성의 반응성 메소겐을 한정된 양으로 사용하는 것이다. 이들 극성 반응성 메소겐은 일반응성 또는 이반응성일 수 있다. 이들은 유전적으로 양성 또는 음성일 수 있다. 유전적으로 양성이고 일반응성인 메소겐 화합물이 가장 바람직하다.
중합성 메소겐 혼합물 중 극성 화합물의 양은 총 혼합물 중 바람직하게는 총 혼합물의 1 내지 80중량%, 특히 3 내지 60중량%, 특히 5 내지 40중량%이다.
극성 화합물은 하나 이상의 극성기를 갖는다. 바람직하게는 이들 기는 CN, F, Cl, OCF3, OCF2H, OC2F5, CF3, OCN 또는 SCN과 같은 말단 또는 측방향 말단 기, 또는 -COO-, -OCO-, -O-, -S-, -OCH2-, -CH2O-, -OCOO-, -COO-CH=CH- 또는 -CF2=CF2- 와 같은 가교기로부터 선택된다. 이들 기는 CN, F, Cl 및 OCF3로부터 선택되는 것이 매우 바람직하다.
또한, 이들 극성 화합물은 바람직하게는 높은 절대 값, 전형적으로 1.5 이상의 유전 이방성 Δε을 갖는다. 따라서, 유전적으로 양성인 화합물은 바람직하게는 Δε> 1.5를 나타내고, 유전적으로 음성인 극성 화합물은 바람직하게는 Δε<-1.5를 나타낸다. Δε>3, 특히 Δε>5이고, 유전적으로 양성의 극성 화합물이 매우 바람직하다.
본 발명의 바람직한 양태에서, 광학 지연 필름은 a1) 하나의 중합성 작용기를 갖는 화학식 1에 따른 하나 이상의 메소겐 10 내지 99중량%, a2) 두개 이상의 중합성 작용기를 갖는 화학식 1에 따른 하나 이상의 메소겐 0 내지 70중량%, b) 개시제 0.01 내지 5중량%를 포함하는 중합성 메소겐 물질의 혼합물로부터 수득될 수 있다.
상기 바람직한 양태에 따른 혼합물은 바람직하게는 a1A) 하나의 중합성 기를 갖고, R이 탄소수 1 내지 12인 알킬기 또는 알콕시기인 하나 이상의 중합성 메소겐 10 내지 65중량%, 바람직하게는 15 내지 50중량%, a1B) 하나의 중합성 기를 갖고, R이 CN, F, Cl, 또는 탄소수 1 내지 12의 할로겐화된 알킬기 또는 알콕시기인 화학식 1의 하나 이상의 중합성 메소겐 5 내지 40중량%, 바람직하게는 8 내지 30중량%, a2) 2개의 중합성 기를 갖고, R이 상기 p-(Sp-X-)n에서 정의한 바와 동일한 하나 이상의 중합성 메소겐 2 내지 90중량%, 바람직하게는 5 내지 60중량%, b) 개시제 0.01 내지 5중량%를 포함한다.
성분 a1A 대 1B 대 a2의 비가 2:1:2인 특히 바람직한 양태에 따른 혼합물이 매우 바람직하다.
2 내지 8개, 특히 2 내지 6개, 가장 바람직하게는 2 내지 4개의, 상이한 성분 a1A 및 1aB의 중합성 메소겐를 포함하는 특히 바람직한 양태에 따른 혼합물이 또한 바람직하다.
전술한 바와 같은 하나의 중합성 작용기를 갖는 화학식 1에 따른 2개 이상의 상이한 메소겐을 포함하는 혼합물에서, 화학식 1에 따른 상이한 메소겐은 바람직하게는 각각 기 P, Sp, X, A1, A2, A3, Z1, Z2 및 R이 서로 상이하다.
또한, 일반응성 무극성 화합물, 예를 들면 하기 화학식 1a의 화합물을 한정된 양으로 사용하는 경우, 본 발명의 광학 지연 필름의 정렬 프로필 및 경사각이 목적하는 정도로 용이하게 조절될 수 있음을 발견하였다:
Figure 112005018355102-pat00009
상기 식에서,
x는 1 내지 12이고,
R2는 C1-12 알킬 또는 알콕시이고,
A4는 1,4-페닐렌, 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 단일 결합을 나타내고, 바람직하 게는 1,4-사이클로헥실렌이다.
예를 들면, 이반응성 화합물 및 화학식 1의 유전적으로 양성인 극성 일반응성 화합물과 함께 일반응성 무극성 화합물, 예를 들면 화학식 1a의 화합물을 포함하는 중합성 메소겐 혼합물로부터 전술한 바와 같은 광학 지연 필름을 제조하는 경우, 상기 필름의 경사각은 일반응성 무극성 화합물의 양을 증가시킴에 따라 증가한다.
본 발명의 바람직한 양태에서, 중합성 메소겐 혼합물은 2 내지 30중량%, 바람직하게는 5 내지 25중량%의 화학식 1a의 화합물을 포함한다.
다른 바람직한 양태에서, 중합성 메소겐 혼합물은 15 내지 60중량%, 바람직하게는 20 내지 55중량%의 화학식 1a의 화합물을 포함한다.
다른 바람직한 양태에서, 중합성 메소겐 혼합물은 45 내지 90중량%, 바람직하게는 50 내지 85중량%의 화학식 1a의 화합물을 포함한다.
당분야의 숙련된 이들은 추가의 설명 없이, 전술한 설명을 이용하여 본 발명을 완전히 이해할 수 있을 것이다. 따라서 하기 실시예는 단지 예시를 위한 것이고, 본 발명을 어떤 방식으로든 한정하지 않는다.
<실시예>
본원의 실시예에서, 다른 언급이 없는 한, 모든 온도는 보정되지 않은 ℃이고, 모든 부 및 %는 중량 기준이다. 화합물의 액정 상 거동을 설명하기 위해 하기 약자를 사용한다:
K = 결정성, N = 네마틱, S = 스멕틱, Ch = 콜레스테릭, I = 등방성.
이들 기호사이의 숫자는 ℃ 단위의 상 전이 온도를 나타낸다.
실시예 1
하기 중합성 혼합물을 배합하였다.
화합물 (1) 38.9%
화합물 (2) 38.9%
화합물 (3) 19.2%
이르가큐어 907 3.0%
Figure 112005018355102-pat00010
(1)
Figure 112005018355102-pat00011
(2)
Figure 112005018355102-pat00012
(3)
이르가큐어 907은 시판중인 광 개시제(시바 가이기 아게에서 시판중)로서, 하기 일반식을 갖는다:
Figure 112005018355102-pat00013
광학 지연 필름을 제조하기 위해서, 톨루엔중의 상기 중합성 혼합물의 12중량% 용액을 벨벳 코팅된 막대로 500mm의 길이에서 일방향으로 문질러진 TAC 필름( 론자 트리판(Lonza triphan)형 91)에 코팅시킨다. 코팅된 용액의 두께는 6㎛이다. 톨루엔을 증발시켜 0.7㎛ 두께의 상기 개시된 중합성 혼합물의 층을 수득한다. 이어서, 1500mW/cm2의 조도 및 254nm의 UV 광으로 조사하여 상기 층을 중합시킨다.
그 다음, TAC 필름의 다른 면에서 문지름, 코팅 및 경화 처리를 반복하는데, 이 때 TAC 기판의 문지름은 제 1 단계에서와 동일한 방향으로 수행한다. 광학 지연 필름으로서 사용될 수 있는 중합체 필름을 수득한다.
용도 실시예 A
실시예 1의 광학 지연 필름의 광로차는, 석영 베렉(Berek) 유형 보상기 및 거울 경사도(-60 내지 +60°) 및 회전(0 내지 360°) 단계가 장착된 올림푸스(Olympus) BX-50 편광 현미경으로 측정하였다.
실시예 1의 광학 지연 필름의 광로차는, 550nm의 파장 및 수직 입사에서 측정하였을 때 100nm이다.
본 발명의 광학 지연 필름의 성능을 종래의 지연 필름과 비교하기 위해서 상기 측정을 다음의 지연 필름을 이용하여 반복하였다:
1) 폴라테크노(Polatechno)(17140T)에서 시판중인 신장된 폴리비닐알콜(PVA)로 구성된 지연 필름,
2) 신장된 폴리카보네이트(PC)로 구성된 지연 필름,
3) 본 발명의 화학식 1과 유사한 화합물을 포함하고, 평면 정렬을 갖는 중합된 메소겐 물질로 구성된 지연 필름.
중합된 메소겐 물질의 배향 방향 또는 신장된 PVA 및 PC 필름의 경우, 신장 방향과 일치하는, 지연 필름의 주 광학 축에 평행 및 수직인 다양한 방향의 시인각 및 상이한 파장의 입사광에서 측정을 수행하였다.
도 3a는, 550nm의 파장에서의 실시예 1의 광학 지연 필름(곡선 4), PVA 필름(1), PC 필름(2) 및 평면 정렬을 갖는 중합된 메소겐 물질로 구성된 필름(3)의 시인각에 대한 광로차의 관계를 나타내고, 이때 관찰 방향은 필름의 주 광학 축과 평행하다.
도 3b는, 550nm의 파장에서의 실시예 1의 광학 지연 필름(곡선 4), PVA 필름(1), PC 필름(2) 및 평면 정렬을 갖는 중합된 메소겐 물질로 구성된 필름(3)의 시인각에 대한 광로차의 관계를 나타내고, 이 때 관찰 방향은 필름의 주 광학 축과 수직이다.
본 발명의 광학 지연 필름은, 특히 신장된 PVA 필름과 비교하여 상당히 낮은 시인각 의존성을 갖는 광로차를 나타낸다.
도 4는 상기 언급된 종래 분야의 광학 지연 필름 1, 2 및 3(곡선 1 내지 3)과 비교하여, 본 발명의 광학 지연 필름(곡선 4)의 정규화된 광로차에 대한 파장의 관계를 나타낸다.
도 4로부터, 본 발명의 광학 지연 필름의 광로차의 파장 의존성은 매우 낮아 PVC 필름에 이어 두 번째라는 것을 알 수 있지만, PVC 필름은 도 3a및 3b에 도시된 바와 같이 불리한 시인각 의존성을 나타낸다.
따라서, 광로차의 파장 의존성과 시인각 의존성을 조합하여 고려하는 경우, 본 발명의 광학 지연 필름은 종래 분야의 광학 지연 필름과 비교하여 우수한 거동을 나타낸다. 따라서 이러한 필름은 액정 디스플레이 장치에 사용하기에 적합하다.
실시예 2
하기 중합된 혼합물을 배합하였다:
화합물 (1) 38.4%
화합물 (2) 38.4%
화합물 (3) 19.2%
이르가큐어 907 4.0%
Figure 112005018355102-pat00014
(4)
실시예 1에 개시된 바와 같이 톨루엔중의 상기 중합성 혼합물의 20중량%의 용액으로부터 광학 지연 필름을 제조한다.
용도 실시예 B
실시예 1의 광학 지연 필름의 광로차를 실시예 A에서 기술한 바와 같이 측정하였다. 필름의 주 광학 축에 평행(곡선 a) 및 수직(곡선 b)인 방향에서 관측하여 550nm의 파장에서의 시인각에 대한 광로차의 관계를 도 5에 도시한다. 550nm의 파장 및 수직 입사의 경우 광로차는 100nm이다.
본 발명의 지연 필름의 광학 성능은 키랄 및 비키랄 반응성 메소겐 화합물을 포함하는 중합된 혼합물로 구성된 광대역의 콜레스테릭 원 반사 편광자를 함께 사 용하여 측정하였다. 반사 편광자는 평면 배향 및 콜레스테릭 나선의 다중 피치 길이를 갖는 콜레스테릭 구조를 나타내고, 300nm의 대역폭을 갖는 넓은 파장 반사 밴드를 갖는다.
시판 중인 LCD 백라이트로부터 원 반사 편광자 및 본 발명의 실시예 2의 광학 지연 필름을 갖는 조립체를 통과하는, 광의 휘도는 시인각의 범위(-60 내지 +60°)에서 미놀타(Minolta) CS-100 유색 카메라로 측정하였다. 유사한 조합체를 이용한 실험을 반복하였고, 이때 본 발명의 광학 1/4 파장 지연 필름을 실시예 A에 기술한 당분야의 지연 필름 1, 2 및 3중 하나로 치환하였다.
도 6a 및 6b는 필름의 주 광학 축에 대해 평행(6a) 및 수직(6b)으로 관측한 측정 결과를 도시한다.
도 6a/b에서의 곡선 5는 LCD 백라이트 및 원 반사 편광자만의 휘도를 나타낸다. 곡선 1 내지 4는 LCD 백라이트, 및 본 발명의 광학 지연 필름(곡선 4) 또는 당분야의 지연 필름 1 내지 3(곡선 1 내지 3, 각각은 동일한 숫자를 갖는 필름에 상응한다) 중 하나와 원 반사 편광자와의 조합물의 휘도를 나타낸다.
필름의 주 광학 축에 평행한 방향에서 관측시, 실시예 2의 본 발명의 광학 지연 필름을 포함하는 본 발명의 조합체의 휘도는 당분야의 필름 1 내지 3을 포함하는 조합체 보다 약간 낮다.
그러나, 필름의 주 광학 축에 수직인 방향에서 관측시, 본 발명의 실시예 2의 광학 지연 필름을 포함하는 본 발명의 조합체의 휘도는, 보다 작은 시인각에서는 당분야의 필름 1 내지 3을 포함하는 조립체보다 약간 낮지만 30°이상의 시인각 에서는 더 높다. 본 발명의 조합체의 교차각, αc는 증가한다.
실시예 B에 따른 도 6a/b의 광학 지연 필름 및 광대역의 원 반사 편광자는 광학적으로 커플링되어 있지 않다. 이들을 함께 적층시키거나, 기판으로서 광학 지연 필름을 이용하여 반응성 콜레스테릭 메소겐 화합물의 혼합물을 중합시킴으로써 원 반사 편광자를 제조하는 경우, 교차각, αc는 추가로 증가할 수 있다.
실시예 A 및 B에 따른 실험의 결과는, 당분야의 광학 지연 필름과 비교시 본 발명의 광학 지연 필름의 개선된 성질, 특히 광대역의 콜레스테릭 원 반사 편광자와 조합하여 사용하는 경우의 개선된 성질을 명확하게 설명한다.
전술한 실시예는 이전 실시예에서 사용되어 일반적으로 또는 구체적으로 기술된 반응물 및/또는 본 발명의 조작 조건을 변화시킴으로써 유사하게 성공하도록 반복될 수 있다.
전술한 명세서로부터 당분야에 숙련된 이들은 본 발명의 필수적 특징을 쉽게 확인할 수 있고, 그의 본질 및 범주를 벗어나지않는 한, 다양한 용도 및 조건에 적합하도록 본 발명을 다양하게 변화 및 개질시킬 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 광학 지연 필름은 광대역 콜레스테릭 원 반사 편광자, 또는 원 반사 편광자와 1/4 파동 호일 등의 조합물과 함께 사용할 경우 넓은 범위의 시인각에 걸쳐 상기 원 반사 편광자 또는 조합물의 광학 특성을 개선시킨 다.

Claims (19)

  1. 화학식 1의 1종 이상의 화합물을 포함하는 중합성 메소겐 물질을 중합함으로써 수득되며, 층의 평면에 대해 경사각 θ를 갖는 광학 축을 갖는 경사진 구조를 나타내는 이방성 중합체층:
    화학식 1
    P-(Sp-X)n-MG-R
    상기 식에서,
    P는 중합성 기이고;
    Sp는 탄소수 1 내지 20의 이격 그룹이고;
    X는 -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCOO- 및 단일 결합으로부터 선택되는 기이고;
    n은 0 또는 1이고;
    MG는 메소겐 기 또는 메소겐성 지지 기이고, 바람직하게는 하기 화학식 2의 화합물로부터 선택되고:
    화학식 2
    -(A1-Z1)m-A2-Z2-A3-
    [상기 식에서,
    A1, A2 및 A3은 각각 독립적으로 치환되지 않거나 할로겐, 시아노 또는 니트로기, 또는 탄소수 1 내지 7의 알킬, 알콕시기 또는 알카노일기(여기서, 하나 이상의 H는 F 또는 Cl로 치환될 수 있다)로 일치환 또는 다치환될 수 있는, 1,4-페닐렌(여기서, 추가로 하나 이상의 CH가 N으로 치환될 수 있다), 1,4-사이클로헥실렌(여기서, 추가로 1 또는 2개의 이웃하지 않은 CH2 기가 O 및/또는 S로 치환될 수 있다), 1,4-사이클로헥세닐렌 또는 나프탈렌-2,6-디일이고,
    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 2이다];
    R은 탄소수 25 이하의 알킬 라디칼이고, 이는 치환되지 않거나 할로겐 또는 CN으로 일치환 또는 다치환될 수 있고, 하나 이상의 이웃하지 않은 CH2 기가 각각 독립적으로 -O-, -S-, -NH-, -N(CH3)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S- 또는 -C≡C-로 산소 원자가 서로 직접 결합되지 않도록 치환될 수 있거나, 다르게는 R이 할로겐, 시아노이거나, 상기 P-(Sp-X)n-에서 정의한 바와 동일하다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    중합체층에서의 경사각 θ가 다른 층에 대향하거나 또는 공통 기판(존재하는 경우)에 대향하는 층의 면에서 최소치 θmin로부터 출발하여 중합체층의 반대 면에서 최대치 θmax까지 중합체층에 수직인 방향으로 연속적으로 변화하는 이방성 중합체층.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 최소 경사각 θmin이 0 내지 20°인 이방성 중합체층.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 최대 경사각 θmax가 20 내지 90°인 이방성 중합체층.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 경사각이 실질적으로 일정하고 5 내지 80°의 범위에 있는 이방성 중합체층.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합성 메소겐 물질이 하나의 중합성 기를 갖는 화학식 1의 1종 이상의 화합물 및 2개의 중합성 기를 갖는 화학식 1의 1종 이상의 화합물을 포함하는 이방성 중합체층.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합성 메소겐 물질이 화학식 1의 1종 이상의 화합물을 포함하되, 여기서 메소겐 기 MG가
    Figure 112005048836525-pat00015
    Figure 112005048836525-pat00016
    의 화학식으로부터 선택되고, L이 F, Cl, CN, NO2, CH3, C2H5, OCH3, OC2H5, COCH3, COC2H5, CF3, OCF3, OCHF2, OC2F5이고, r이 0, 1 또는 2인 이방성 중합체층.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합성 메소겐 물질이 화학식 1의 1종 이상의 화합물을 포함하되, 여기서 P가 CH2=CW-COO, WCH=CH-O,
    Figure 112005048836525-pat00017
    또는 CH2=CH-페닐-(O)k(이때, W는 H, CH3 또는 Cl이고, k는 0 또는 1이다)로부터 선택되는 이방성 중합체층.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합성 메소겐 화합물이 하기의 화학식으로부터 선택되는 이방성 중합체층:
    Figure 112005048836525-pat00018
    상기 식들에서, x 및 y는 각각 독립적으로 1 내지 12이고, A는 1,4-페닐렌 또는 1,4-사이클로헥실렌기이고, R1은 할로겐, 시아노 또는 임의로 할로겐화된 탄소수 1 내지 12의 알킬기 또는 알콕시기이고, L1 및 L2는 각각 독립적으로 H, F, Cl, CN 또는 임의로 할로겐화된 탄소수 1 내지 7의 알킬기, 알콕시기 또는 알카노일기이다.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합성 메소겐 물질이 1종 이상의 유전적 양성 일반응성 메소겐 화합물 1 내지 80중량%를 포함하는 이방성 중합체층.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유전적 양성 일반응성 메소겐 화합물이 Δε>1.5의 유전 이방성을 갖는 이방성 중합체층.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 유전적 양성 일반응성 메소겐 화합물이 CN, F, Cl, OCF3, OCF2H, OC2F5, CF3, OCN 또는 SCN으로부터 선택된 극성 말단기를 갖는 이방성 중합체층.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합성 메소겐 물질이 화학식 1a의 1종 이상의 화합물, 화학식 1의 1종 이상의 이반응성 화합물 및 화학식 1의 1종 이상의 유전적 양성 일반응성 화합물을 포함하는 이방성 중합체층:
    화학식 1a
    Figure 112005048836525-pat00019
    상기 식에서,
    x는 1 내지 12이고,
    R2는 C1-12 알킬 또는 알콕시이고,
    A4는 1,4-페닐렌, 트랜스-1,4-사이클로헥실렌 또는 단일 결합을 나타낸다.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합성 메소겐 물질이 a1) 하나의 중합성 작용기를 갖는 화학식 1에 따른 하나 이상의 메소겐 10 내지 99중량%, a2) 두개 이상의 중합성 작용기를 갖는 화학식 1에 따른 하나 이상의 메소겐 0 내지 70중량%, b) 개시제 0.01 내지 5중량%를 포함하는 중합성 메소겐 물질의 혼합물인 이방성 중합체층.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합성 메소겐 물질이 a1A) 하나의 중합성 기를 갖고, R이 탄소수 1 내지 12인 알킬기 또는 알콕시기인 하나 이상의 중합성 메소겐 10 내지 65중량%, a1B) 하나의 중합성 기를 갖고, R이 CN, F, Cl, 또는 탄소수 1 내지 12의 할로겐화된 알킬기 또는 알콕시기인 화학식 1의 하나 이상의 중합성 메소겐 5 내지 40중량%, a2) 2개의 중합성 기를 갖고, R이 상기 p-(Sp-X-)n에서 정의한 바와 동일한 화학식 1의 하나 이상의 중합성 메소겐 5 내지 60중량%, b) 개시제 0.01 내지 5중량%를 포함하는 중합성 메소겐 물질의 혼합물인 이방성 중합체층.
  16. 제 15 항에 있어서,
    성분 a1A)의 상기 중합성 메소겐이 상기 화학식 1a로부터 선택되는 이방성 중합체층.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 중합성 메소겐 물질이 1종 이상의 표면 활성 화합물을 포함하는 이방성 중합체층.
  18. 디스플레이 셀 및 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 이방성 중합체층을 포함하는 액정 디스플레이.
  19. 제 1 항에 따른 이방성 중합체층을 포함하는 1/4 파동 지연 필름.
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