KR100655677B1

KR100655677B1 - 투명 보호막, 편광막, 투명 지지체, 및 액정성 분자로부터형성된 광학적 이방성 층을 갖는 타원 편광판

Info

Publication number: KR100655677B1
Application number: KR1020017011618A
Authority: KR
Inventors: 모리히로유끼
Original assignee: 후지 샤신 필름 가부시기가이샤
Priority date: 1999-03-12
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2006-12-08
Also published as: JP2010033066A; AU2826200A; KR20020001761A; CN1177236C; EP1164391A1; ATE537473T1; JP5191976B2; EP1164391A4; CN1343314A; EP1164391B1; WO2000055657A1

Abstract

타원 편광판이 투명 보호막, 편광막, 투명 지지체 및 광학적 이방성 층이 순서대로 적층된 것을 포함한다. 광학적 이방성 층은 액정성 분자로 형성된다. 투명 지지체는 70 내지 400 nm의 Rth 리타데이션 값을 갖는 셀룰로스 에스테르로 형성된다.

Description

투명 보호막, 편광막, 투명 지지체, 및 액정성 분자로부터 형성된 광학적 이방성 층을 갖는 타원 편광판{ELLIPTIC POLARIZER FORMED OF TRANSPARENT PROTECTIVE LAYER, POLARIZER LAYER, TRANSPARENT SUPPORT AND OPTICAL ANISOTROPIC LAYER OF LIQUID-CRYSTAL MOLECULES}

본 발명은 투명 보호막, 편광막, 투명 지지체, 및 액정성 분자로부터 형성된 광학적 이방성층이 이 순서대로 적층된 타원 편광판에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 액정 셀, 편광 소자 및 광학 보상 시트(위상 차판)를 포함한다. 투과형 표시 장치에서, 2개의 편광 소자를 액정 셀의 양 측에 제공하고, 하나 또는 둘의 광학 보상 시트를 액정 셀과 편광 소자 사이에 배치한다. 반사형 액정 표시 장치에는 반사판, 액정 셀, 광학 보상 시트 및 편광 소자가 이 순서로 배치된다.

액정 셀은 한쌍의 기판, 봉상(rod-like) 액정성 분자 및 전극 층을 포함한다. 봉상 액정성 분자는 기판 사이에 놓여 봉합된다. 전극 층은 봉상 액정성 분자에 전압을 가하는 기능을 갖는다. 액정 셀은 셀 내에서의 봉상 액정성 분자의 배향 상태에 따라 다양한 표시 모드로 분류될 수 있다. 투과형 표시 장치의 예는 TN(twisted nematic) 모드, IPS (in-plane switching) 모드, FLC (ferroelectric liquid crystal) 모드, OCB(optically compensatory bend) 모드, STN (super twisted nematic) 모드, 및 VA (vertically aligned) 모드를 포함한다. 반사형 모드의 예는 TN 모드 및 HAN (hybrid aligned nematic) 모드를 포함한다.

편광 소자는 일반적으로 편광막 및 이의 양 측에 배열된 2개의 투명 보호막을 포함한다.

광학 보상 시트는 원치않는 영상 착색을 방지하고 액정 셀의 시야각을 확대하기 위해 다양한 액정 표시 장치에 사용된다. 연신 복굴절 필름이 광학 보상 시트로서 사용되어 왔다.

연신 복굴절 필름으로 구성되는 종래의 시트 대신에 또다른 광학 보상 시트가 최근 제안되었다. 새로운 광학 보상 시트는 투명 지지체, 및 액정성 분자(특히 디스코틱 액정성 분자)로부터 형성된 광학적 이방성 층을 포함한다. 광학적 이방성 층은 액정성 분자를 배향시키고 이의 배향 상태를 고정함으로써 형성된다. 일반적으로, 중합성 기가 있는 액정성 분자를 사용하여 중합 반응시켜 배향 상태를 고정한다. 액정성 분자(특히 디스코틱 액정성 분자)는 다양한 배향 형태를 가지므로, 액정성 분자는 액정 셀의 다양한 표시 모드 중 하나에 대응하는 광학 보상 시트의 특정한 광학 특성을 실현할 수 있다.

디스코틱 액정성 분자를 사용하여 다양한 표시 모드에 대응하는 다양한 광학 보상 시트가 제안되었다. 예를 들어, 일본 특개평 6(1994)-214116, US 특허 제 5,583,679호, 제 5,646,703호 및 독일 특허 제 3,922,620A1은 TN 모드의 액정셀 용 광학 보상 시트를 개시한다. 또한, 일본 특개평 10(1998)-54982는 IPS 모드 또 는 FLC 모드의 액정셀 용 광학 보상 시트를 개시한다. 또한, US 특허 제 5,805,253호 및 국제특허 WO 96/37804 는 OCB 모드 또는 HAN 모드의 액정셀 용 광학 보상 시트를 개시한다. 또한, 일본 특개평 9(1997)-26572 는 STN 모드의 액정셀 용 광학 보상 시트를 개시한다. 또한, 일본 특허 제 2,866,372호는 VA 모드의 액정셀 용 광학 보상 시트를 개시한다.

액정성 분자를 이용한 광학 보상 시트는 편광 소자상에 적층되어 타원 편광 판을 형성할 수 있으며, 여기서 광학 보상 시트의 투명 지지체는 편광 소자의 2개의 투명 보호막 중 하나로서 기능할 수 있다. 상기 언급된 타원 편광판에는 투명 보호막, 편광막, 투명 지지체, 및 액정성 분자로부터 형성된 광학적 이방성 층이 이 순서로 적층된다. 액정 표시 장치는 얇은 두께와 가벼운 중량의 이점이 있으므로, 겸용으로 소자의 수를 감소시켜, 추가적으로 두께 및 중량을 감소시키는 것이 더욱 유리하다. 액정 표시 장치의 제조에 있어서, 소자의 접착 공정 수는 소자수를 감소시킴으로써 감소될 수 있으며, 이것은 소자 접착 공정에서의 문제 야기의 가능성을 감소시킨다. 일본 특개평 7(1995)-191217, 8(1996)-21996 및 8(1996)-94838은 액정성 분자를 이용한 광학 보상 시트의 투명 지지체가 또한 편광 소자의 2개의 보호막 중 하나로서 기능하는 일체형 타원 편광판을 개시한다.

발명의 요지

US 특허 제 5,646,703 호는 광학적 이방성 층의 광학적 이방성과 함께 액정셀을 광학적으로 보상하도록 하는 광학 보상 시트의 광학적 이방성 투명 지지체를 제안한다. 연신 합성 중합체 필름이 광학적 이방성 지지체로서 사용된다.

반면에, 셀룰로스 에스테르 필름은 투명 보호막으로서 사용되었다.

광학적 이방성 투명 지지체로서 사용되었던 연신 합성 중합체 필름은 편광막을 보호하는 기능에 있어서 셀룰로스 에스테르 필름보다 열등하다. 합성 중합체 필름이 일체형 타원 편광판의 광학적 이방성 투명 지지체로서 사용되는 경우에, 셀룰로스 에스테르 필름이 나머지 투명 보호 필름으로서 사용되기 때문에 편광막의 2개의 보호 필름은 서로 다르다. 다른 두개의 보호 필름은 문제(예:온도-의존적 수축성의 차이에 의한 변형)를 야기할 수 있다. 또한, 연신 합성 중합체 필름을 편광막에 부착하는 것이 다소 어렵다.

본 발명의 목적은 편광막 보호 기능이 우수한 광학적 이방성 투명 지지체를 이용한 일체형 타원 편광판을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 유사한 물리적 특성을 갖는 2 개의 중합체 필름이 투명 보호막 및 광학적 이방성 투명 지지체로서 사용되는 일체형 타원 편광판을 제공하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 기계적 강도가 개선된 일체형 타원 편광판을 제공하는 것이다.

본 발명의 추가적인 목적은 개선된 일체형 타원 편광판을 이용한 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 투명 보호막, 편광막, 투명 지지체, 및 액정성 분자로부터 형성된 광학적 이방성 층이 이 순서로 적층된 타원 편광판에 있어서, 투명 지지체가 Rth 리타데이션(retardation) 값을 70 내지 400 nm 의 범위로 갖는 셀룰로스 에스테르 필름으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 타원 편광판을 제공한다.

필름(또는 층)의 Rth 리타데이션 값은 두께 방향의 복굴절률에 필름의 두께를 곱하여 수득된 값이다. 더욱 상세하게, Re 리타데이션 값(평면의 리타데이션 값)은 지상 축(slow axis)을 기준으로 필름 표면에 대한 연직 방향으로 먼저 광을 투과시킴으로써 측정한다. Rth 리타데이션 값은 필름 표면에 대한 경사 방향에 따른 광의 투과에 의해 측정된 결과에 의한 Re 리타데이션 값을 외삽하여 구할 수 있다. 측정은 엘립소미터(예: M-150, Japan Spectrum Co., Ltd.)를 사용하여 실시할 수 있다.

Rth 리타데이션 값(두께 방향의 리타데이션 값) 및 Re 리타데이션 값(면내의 리타데이션 값)은 하기 식 (1) 및 (2) 에 따라 산출될 수 있다.

Rth 리타데이션 값 = {(nx+ny)/2-nz} ×d

Re 리타데이션 값 = (nx-ny) ×d

식 중, nx 는 파장 550 nm에서 측정된 필름(또는 층) 평면 내의 x 방향(즉, 지상축, 즉 굴절률이 최대인 방향)의 굴절률이고; ny 는 파장 550 nm에서 측정된 필름(또는 층) 평면 내의 y 방향의 굴절률이며; nz 는 파장 550 nm에서 측정된 필름(또는 층) 평면 내의 z 방향의 굴절률이고; d는 nm 단위의 필름(또는 층) 두께이다.

본 발명은 액정셀 및 이의 양측에 배치된 2개의 편광 소자를 포함하는 투과 형 액정 표시 장치에 있어서, 2 개의 편광 소자 중 하나 이상이 투명 보호막, 편광막, 투명 지지체, 및 액정성 분자로부터 형성된 광학적 이방성 층이 이 순서로 적층된 타원 편광판으로 이루어지고, 투명 지지체가 Rth 리타데이션 값을 70 내지 400 nm 의 범위로 갖는 셀룰로스 에스테르 필름으로 만들어진 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치를 또한 제공한다.

본 발명자는 셀룰로스 에스테르 필름을 연구하여, Rth 리타데이션 값(두께 방향의 리타데이션 값)을 70 내지 400 nm 의 범위로 갖는 셀룰로스 에스테르 필름을 제조하는데 성공하였다. 이러한 높은 광학적 이방성을 갖는 셀룰로스 에스테르 필름은 일체형 타원 편광판의 광학적 이방성 투명 지지체로서 유리하게 사용될 수 있다.

셀룰로스 에스테르 필름은 편광막을 보호하는 기능에서 광학적 이방성 투명 지지체로서 사용되었던 연신 합성 중합체 필름보다 우월하다. 또한, 광학적 이방성 지지체는 투명 보호막으로서 사용되었던 셀룰로스 에스테르 필름과 유사한 셀룰로스 에스테르 필름으로 만들어질 수 있다. 따라서, 투명 지지체와 보호막 사이의 물리적 특성의 차이에 의한 문제(예: 온도 의존성의 차이에 의한 변형)는 본 발명에 따라 지지체로서 광학적 이방성 셀룰로스 에스테르 필름을 사용하여 이제 해결된다. 또한, 셀룰로스 에스테르 필름은 편광막에 필름을 부착시에 있어서 연신 합성 중합체 필름보다 우월하다.

타원형 편광판의 기계적 강도는 편광막 측에 면한 셀룰로스 에스테르 필름의 표면을 코로나 방전처리, 글로우 방전처리, 화염 처리, 산처리, 알카리 처리 또는 자외선 조사 처리하여 추가적으로 개선할 수 있다. 표면 처리는 타원 편광판의 광학 기능에 영향을 주지 않으면서, 타원 편광판에서의 접착성을 개선시킬 수 있다. 본 발명에 따른 기계적 강도가 개선된 타원 편광판은 용이하게 취급할 수 있다는 또다른 이점을 갖는다.

도 1 은 투과형 액정 표시 장치의 기본적 구조를 나타내는 모식도이다.

도 2 는 반사형 액정 표시 장치의 기본적 구조를 나타내는 모식도이다.

(액정 표시 장치의 구조)

도 1 의 (a)에서 보여지는 투과형 액정 표시 장치는 백라이트(BL), 투명 보호막(1a), 편광막(2a), 투명 지지체(3a), 광학적 이방성 층(4a), 액정 셀의 하부 기판(5a), 봉상 액정층(6), 액정 셀의 상부 기판(5b), 광학적 이방성 층(4b), 투명 지지체(3b), 편광막 (2b) 및 투명 보호막(1b)을 이 순서로 포함한다. 하나의 타원 편광판은 투명 보호막(1a), 편광막(2a), 투명 지지체(3a) 및 광학적 이방성 층(4a)을 포함한다. 나머지 타원 편광판은 광학적 이방성 층(4b), 투명 지지체(3b), 편광막(2b) 및 투명 보호 필름(1b)을 포함한다.

도 1의 (b)에 보여지는 투과형 액정 표시 장치는 백라이트(BL), 투명 보호 필름(1a), 편광막(2a), 투명 지지체(3a), 광학적 이방성 층(4a), 액정 셀의 하부 기판(5a), 봉상 액정층(6), 액정 셀의 상부 기판(5b), 투명 보호 필름(1b), 편광막(2b) 및 투명 보호 필름(1c)을 이 순서로 포함한다. 타원 편광판은 투명 보호 필름(1b), 편광막(2a), 투명 지지체(3a) 및 광학적 이방성 층(4a)을 포함한다.

도 1의 (c)에 보여지는 투과형 액정 표시 장치는 백라이트(BL), 투명 보호 필름(1a), 편광막(2a), 투명 보호 필름(1b), 액정셀의 하부 기판(5a), 봉상 액정층(6), 액정 셀의 상부 기판(5b), 광학적 이방성 층(4b), 투명 지지체(3b), 편광막 (2b) 및 투명 보호 필름(1c)을 이 순서로 포함한다. 타원 편광판은 광학적 이방성 층(4b), 투명 지지체(3b), 편광막(2b) 및 투명 보호 필름(1c)을 포함한다.

도 2는 반사형 액정 표시 장치의 기본적 구조를 나타내는 모식도이다.

도 2에 보여지는 반사형 액정 표시 장치는 반사판(RP), 액정 셀의 하부 기판(5a), 봉상 액정층(6), 액정셀의 상부 기판(5b), 광학적 이방성 층(4b), 투명 지지체(3b), 편광막(2b) 및 투명 보호 필름(1b)을 이 순서로 포함한다. 타원 편광판은 광학적 이방성 층(4b), 투명 지지체(3b), 편광막(2b) 및 투명 보호 필름(1b)을 포함한다.

(투명 보호막)

투명 보호막은 투명한 중합체 필름으로 만들어진다. "투명"이라는 용어는 광투과율이 80% 이상인 것을 의미한다.

투명 보호 필름은 셀룰로스 에스테르 필름으로 일반적으로 만들어지고, 바람직하게는 셀룰로스 트리아세테이트 필름으로 만들어진다. 셀룰로스 에스테르 필름은 용매 캐스팅 방법에 따라 바람직하게 형성된다.

투명 보호 필름은 바람직하게는 20 내지 500 ㎛, 더욱 바람직하게는 50 내지 200 ㎛의 범위 내의 두께를 갖는다.

(편광막)

편광막은 요오드 편광막, 이색성 염료를 이용한 염료계 편광막 및 폴리엔 편광막을 포함한다. 요오드 편광막 및 염료계 편광막은 폴리비닐 알콜 필름으로 일반적으로 만들어진다. 편광막의 투과축은 필름의 연신 방향에 수직이다.

(투명 지지체)

투명 지지체는 바람직하게는 20 내지 500㎛, 더욱 바람직하게는 50 내지 200 ㎛의 범위 내의 두께를 갖는다.

본 발명에서 70 내지 400 nm 범위의 Rth 리타데이션 값을 갖는 셀룰로스 에스테르 필름이 투명 지지체로서 사용된다.

파장 550 nm(Rth⁵⁵⁰)에서 측정된 Rth 리타데이션 값은 본 발명에 따라 70 내지 400 nm의 범위 내로 조정된다. Rth 리타데이션 값은 바람직하게는 70 내지 350 nm, 더욱 바람직하게는 75 내지 300 nm, 더욱 더 바람직하게는 75 내지 200 nm, 더더욱 바람직하게는 75 내지 150 nm, 가장 바람직하게는 75 내지 100 nm 의 범위이다.

두께 방향의 복굴절률 {(nx+ny)/2-nz}은 바람직하게는 7 ×10^-4 내지 4 ×10^-3, 더욱 바람직하게는 7 ×10^-4 내지 3.5 ×10^-3, 더욱 더 바람직하게는 7.5 ×10^-4 내지 3 ×10^-3, 더더욱 바람직하게는 7.5 ×10^-4 내지 2 ×10^-3, 훨씬 더 바람직하게는 7.5 ×10^-4 내지 1.5 ×10^-3, 가장 바람직하게는 7.5 ×10^-4 내지 1 ×10^-3 의 범위이다.

셀룰로스 에스테르 필름의 Re 리타데이션 값(면내의 리타데이션 값)은 셀룰로스 에스테르 필름의 연신에 의해 증가될 수 있다. 셀룰로스 에스테르 필름의 Rth 리타데이션 값(두께 방향의 리타데이션 값)은 (1) 지연 상승제의 사용, (2) 셀룰로스 아세테이트의 아세트산 함량(아세틸화도)의 조정, 또는 (3) 냉각 용해법에 따른 특정 필름 형성에 의해 증가될 수 있다. 따라서, 광학적 등방성으로 고려되었던 셀룰로스 에스테르 필름은 이제 광학 보상 기능을 갖는 광학적 이방성 필름으로서 사용된다.

높은 리타데이션 값을 갖는 셀룰로스 에스테르 필름이 제조될 수 있고, 하기에서 설명된다.

셀룰로스 에스테르 필름은 바람직하게 셀룰로스의 저급 지방산 에스테르이다. 저급 지방산은 1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 지방족 카르복실산을 의미한다. 탄소 원자 수는 바람직하게는 2(셀룰로스 아세테이트), 3(셀룰로스 프로피오네이트) 또는 4 (셀룰로스 부티레이트)이다. 셀룰로스 아세테이트가 특히 바람직하다. 셀룰로스 아세테이트 프로피오네이트 또는 셀룰로스 아세테이트 부티레이트와 같은 둘 이상의 지방산의 셀룰로스 에스테르가 필름의 제조에서 또한 사용될 수 있다.

셀룰로스 아세테이트는 바람직하게 55.0 내지 62.5% 범위의 아세트산 함량을 갖는다. 높은 리타데이션 값을 갖는 필름은 55.0 내지 58.0%(바람직하게는 57.0 내지 58.0%) 범위의 아세트산 함량을 갖는 셀룰로스 아세테이트를 이용하여 용이하게 제조될 수 있다. 반면에, 아세트산 함량은 필름의 물리적 특성의 관점에서 바람직하게는 58.0 내지 62.5% 범위이다. 높은 리타데이션 값을 갖는 필름은 지연 상승제(하기에 설명됨)를 이용하여 58.0 내지 62.5% 범위 내의 아세트산 함량을 갖는 셀룰로스 아세테이트로부터 또한 제조될 수 있다.

2개 이상의 방향족 환을 갖는 방향족 화합물이 지연 상승제로서 사용될 수 있다. 지연 상승제의 양은 일반적으로 셀룰로스 에스테르 100 중량부에 대해 0.3 내지 20 중량부 범위이다. 둘 이상의 지연 상승제가 병용되어 사용될 수 있다. 지연 상승제는 바람직하게 2개의 방향족 환 사이의 입체 배위의 입체 장해를 야기시키지 않는 분자 구조를 갖는다.

2개 이상의 방향족 환을 갖는 화합물은 7 개 이상의 탄소 원자의 π결합성의 평면을 갖는다. 2개의 방향족 환은 분자 구조가 2개의 방향족 환 사이의 입체 배위의 입체 장해를 일으키지 않는 하나의 방향족 평면을 형성할 수 있다. 본 발명자의 연구에 따라, 하나의 방향족 평면은 셀룰로스 에스테르 필름의 리타데이션 값을 상승시키기 위해 둘 이상의 방향족 환에 의해 바람직하게 형성된다.

본 명세서에서, 용어 "방향족 환"은 방향족 탄화수소환뿐만 아니라 방향족성 복소환을 의미한다. 방향족 탄화수소 환은 바람직하게 6원환(즉, 벤젠환)이다.

방향족 복소환은 일반적으로 불포화 복소환이다. 방향족 복소환은 바람 직하게 5원환 또는 6원환이다. 방향족 복소환은 일반적으로 최대의 이중 결합수를 갖는다. 헤테로 원자는 바람직하게는 질소, 산소 또는 황이며, 가장 바람직하게는 질소이다. 방향족 복소환의 예는 푸란환, 티오펜환, 피롤환, 옥사졸환, 이소옥사졸환, 티아졸환, 이소티아졸환, 이미다졸환, 피라졸환, 푸라잔환, 트리아졸환, 피란환, 피리딘환, 피리다진환, 피리미딘환, 피라진환 및 1,3,5-트리아진환을 포함한다.

방향족환은 바람직하게는 벤젠환, 푸란환, 티오펜환, 피롤환, 옥사졸환, 티아졸환, 이미다졸환, 트리아졸환, 피리딘환, 피리미딘환, 피라진환 또는 1,3,5-트리아진환이다.

지연 상승제에 함유된 방향족환의 수는 바람직하게 2 내지 20, 더욱 바람직하게 2 내지 12, 더욱 더 바람직하게 2 내지 8, 가장 바람직하게 2 내지 6의 범위이다. 3개 이상의 방향족환이 지연상승제에 함유되는 경우, 분자 구조는 바람직하게는 두개 이상의 방향족환 사이의 입체 배위의 입체 장해를 야기하지 않는다.

두개의 방향족환은 (a) 환 축합, (b) 직접적인 단일 결합, (c) 연결기에 의해 결합될 수 있다(환이 방향족이므로 스피로 결합은 형성될 수 없다). 결합 (a) 내지 (c) 각각은 지연 상승의 기능의 관점에서 효과적이다. (b) 또는 (c)의 경우, 분자 구조는 바람직하게는 두개의 방향족환 사이의 입체 배위의 입체 장해를 야기하지 않는다.

(a)축합환(2개 이상의 방향족환으로 구성됨)의 예는 인덴환, 나프탈렌환, 아줄렌환, 플루오렌환, 페난트렌환, 안트라센환, 아세나프틸렌환, 비페닐렌환, 나프 타센환, 피렌환, 인돌환, 이소인돌환, 벤조푸란환, 벤조티오펜환, 인돌리진환, 벤족사졸환, 벤조티아졸환, 벤즈이미다졸환, 벤조트리아졸환, 푸린환, 인다졸환, 크로멘환, 퀴놀린환, 이소퀴놀린환, 퀴놀리진환, 퀴나졸린환, 신놀린환, 퀴녹살린환, 프탈라진환, 프테리딘환, 카르바졸환, 아크리딘환, 페난트리딘환, 잔텐환, 페나진환, 페노티아진환, 페녹사티인환, 테녹사진환 및 티안트렌환을 포함한다. 나프탈렌환, 아줄렌환, 인돌환, 벤즈옥사졸환, 벤조티아졸환, 벤즈이미다졸환, 벤조트리아졸환 및 퀴놀린환이 바람직하다.

(b)의 단일 결합은 바람직하게는 두개의 방향족환의 탄소 원자에 결합된다. 두개 이상의 단일 결합은 두개의 방향족환 사이에 형성되어 두개의 방향족환 사이에서 지방족 또는 비방향족 복소환을 형성할 수 있다.

(c)의 연결기는 두개의 방향족환의 탄소 원자에 또한 바람직하게 결합된다. 연결기는 바람직하게 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, -CO-, -O-, -NH-, -S- 또는 이들의 조합이다. 조합 연결기의 예는 하기에 보여진다. 이후의 실시예에서, 우측과 좌측이 역전가능하다.

c1: -CO-O-

c2: -CO-NH-

c3: -알킬렌-O-

c4: -NH-CO-NH-

c5: -NH-CO-O-

c6: -O-CO-O-

c7: -O-알킬렌-O-

c8: -CO-알킬렌-

c9: -CO-알킬렌-NH-

c10: -CO-알킬렌-O-

c11: -알킬렌-CO-O-알킬렌-O-CO-알킬렌-

c12: -O-알킬렌-CO-O-알킬렌-O-CO-알킬렌-O-

c13: -O-CO-알킬렌-CO-O-

c14: -NH-CO-알킬렌-

c15: -O-CO-알킬렌-

방향족환 및 연결기는 치환기가 두개의 방향족 사이의 입체 배위의 입체 장해를 야기하지 않는다면 치환기를 가질 수 있다. 입체 장해는 치환기의 종류 및 위치에 의해 야기된다. 입체적으로 고부피기(예: 3차 알킬기)는 입체 장해를 야기하는 경향이 있다. 치환기가 연결 위치 다음에 위치(벤젠환의 오르토 위치)에 부착된다며, 치환기는 입체 장해를 야기하는 경향이 있다.

치환기의 예는 할로겐 원자(F, Cl, Br, I), 히드록실, 카르복실, 시아노, 아미노, 니트로, 술포, 카르바모일, 술파모일, 우레이도, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 지방족 아실기, 지방족 아실옥시기, 알콕시기, 알콕시카르보닐기, 알콕시카르보닐아미노기, 알킬티오기, 알킬술포닐기, 지방족 아미도기, 지방족 술폰아미도기, 지방족 치환 아미노기, 지방족 치환 카르바모일기, 지방족 치환 술파모일기, 지방족 치환 우레이도기 및 비방향족 복소환기를 포함한다.

알킬기는 바람직하게는 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는다. 알킬기는 바람직하게는 환구조보다는 사슬 구조를 갖는다. 선형 사슬 구조가 특히 바람직하다. 알킬기는 치환기(예: 히드록실, 카르복실, 알콕시기, 알킬아미노기)를 추가적으로 가질 수 있다. 알킬기(치환 알킬기 포함)의 예는 메틸, 에틸, n-부틸, n-헥실, 2-히드록시에틸, 4-카르복시부틸, 2-메톡시에틸 및 2-디에틸아미노에틸을 포함한다.

알케닐기는 바람직하게는 2 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는다. 알케닐기는 바람직하게는 환구조보다는 사슬 구조를 갖는다. 선형 사슬 구조가 특히 바람직하다. 알케닐기는 치환기를 추가적으로 가질 수 있다. 알케닐기의 예는 비닐, 알릴 및 1-헥세닐을 포함한다.

알키닐기는 바람직하게 2 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는다. 알키닐기는 바람직하게는 환구조보다는 사슬 구조를 갖는다. 선형 사슬 구조가 특히 바람직하다. 알키닐기는 치환기를 추가적으로 가질 수 있다. 알키닐기의 예는 에티닐, 1-부티닐 및 1-헥시닐을 포함한다.

지방족 아실기는 바람직하게는 1 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는다. 지방족 아실기의 예는 아세틸, 프로파노일 및 부타노일을 포함한다.

지방족 아실옥시기는 바람직하게는 1 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는다. 지방족 아실옥시기의 예는 아세톡시기를 포함한다.

알콕시기는 바람직하게는 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는다. 알콕시기는 치환기(예: 알콕시기)를 가질 수 있다. 알콕시기(치환 알콕시기 포함)의 예 는 메톡시, 에톡시, 부톡시 및 메톡시에톡시를 포함한다.

알콕시카르보닐기는 바람직하게는 2 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는다. 알콕시카르보닐기의 예는 메톡시카르보닐 및 에톡시카르보닐을 포함한다.

알콕시카르보닐아미노기는 바람직하게는 2 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는다. 알콕시카르보닐아미노기의 예는 메톡시카르보닐아미노 및 에톡시카르보닐아미노를 포함한다.

알킬티오기는 바람직하게는 1 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는다. 알킬티오기의 예는 메틸티오, 에틸티오 및 옥틸티오를 포함한다.

알킬술포닐기는 바람직하게는 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는다. 알킬술포닐기의 예는 메탄술포닐 및 에탄술포닐을 포함한다.

지방족 아미도기는 바람직하게는 1 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는다. 지방족 아미도기의 예는 아세트아미도를 포함한다.

지방족 술폰아미도기는 바람직하게는 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는다. 지방족 술폰아미도기의 예는 메탄술폰아미도, 부탄술폰아미도 및 n-옥탄술폰아미도를 포함한다.

지방족 치환 아미노기는 바람직하게는 1 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는다. 지방족 치환 아미노기의 예는 디메틸아미노, 디에틸아미노 및 2-카르복시에틸아미노를 포함한다.

지방족 치환 카르바모일기는 바람직하게는 2 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는다. 지방족 치환 카르바모일기의 예는 메틸카르바모일 및 에틸카르바모일을 포 함한다.

지방족 치환 술파모일기는 바람직하게는 1 내지 8 개의 탄소 원자를 갖는다. 지방족 치환 술파모일기의 예는 메틸술파모일 및 에틸술파모일기를 포함한다.

지방족 치환 우레이도기는 바람직하게는 2 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는다. 지방족 치환 우레이도기의 예는 메틸우레이도를 포함한다.

비방향족 복소환기의 예는 피페리디노 및 모르폴리노를 포함한다.

지연상승제는 바람직하게는 300 내지 800 범위의 분자량을 갖는다. 지연상승제는 바람직하게 260℃ 이상의 비등점을 갖는다. 비등점은 시판되는 측정 장치(예: TG/DTA100, Seiko Instruments Inc.)에 의해 측정될 수 있다.

지연상승제의 예는 하기에 보여진다. 하기 예에서, 환의 방향족성은 원으로 표시된다.

셀룰로스 에스테르 필름은 바람직하게 용매 캐스팅 방법에 따라 제조된다. 용매 캐스팅 방법은 하기 유기 용매에 셀룰로스 에스테르를 용해시켜 용액(도프)을 제조하고, 도프를 캐스팅하여 필름을 제조하는 것을 포함한다.

유기 용매는 바람직하게는 3 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는 에테르, 3 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는 케톤, 3 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는 에스테르, 및 1 내지 6 개의 탄소 원자를 갖는 할로겐화 탄화수소로 구성되는 군으로부터 선택된 다.

에테르, 케톤 및 에스테르는 환구조를 가질 수 있다. 에테르(-O-), 케톤(-CO-) 및 에스테르(-COO-)의 관능기를 두개 이상 갖는 화합물이 유기 용매로서 또한 사용될 수 있다. 유기 용매는 또다른 관능기, 예를 들어 알콜성 히드록실을 가질 수 있다. 유기 용매가 두개 이상의 관능기를 가지는 경우, 탄소 원자의 수는 하나의 관능기를 갖는 화합물로서 정의되며, 이것은 임의적으로 유기 용매의 군으로부터 선택된다.

3 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는 에테르의 예는 디이소프로필 에테르, 디메톡시메탄, 1,4-디옥산, 1,3-디옥솔란, 테트라히드로푸란, 아니솔 및 페네톨을 포함한다.

3 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는 케톤의 예는 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 디에틸 케톤, 시클로헥사논 및 메틸시클로헥사논을 포함한다.

3 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는 에스테르의 예는 에틸 포르메이트, 프로필 포르메이트, 펜틸 포르메이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트 및 펜틸 아세테이트를 포함한다.

두 종류 이상의 관능기를 갖는 화합물의 예는 2-에톡시에틸 아세테이트, 2-메톡시에탄올 및 2-부톡시에탄올을 포함한다.

할로겐화 탄화수소는 바람직하게 1 또는 2 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 하나의 탄소 원자를 갖는다. 할로겐화 탄화수소의 할로겐 원자는 바람직하게 염소이다. 수소 원자가 할로겐 원자로 치환된 비는 바람직하게 25 내지 75 몰%, 더욱 바람직하게 30 내지 70 몰%, 더욱 더 바람직하게 35 내지 65 몰%, 가장 바람직하게 40 내지 60 몰%의 범위이다. 메틸렌 클로리드는 대표적인 할로겐화 탄화수소이다.

두개 이상의 유기 용매가 조합되어 사용될 수 있다.

용액은 냉각 용해 방법보다는 일반적인 방법에 따라 제조될 수 있다. 일반적인 방법은 용액이 0℃ 이상의 온도(상온 또는 고온)에서 제조된다는 것을 의미한다. 용액의 제조는 일반적인 용매 캐스팅 방법에서 도프를 제조하기 위한 방법 및 장치를 사용하여 실시할 수 있다. 일반적인 방법은 바람직하게 유기 용매로서 할로겐화 탄화수소(특히 메틸렌 클로리드)를 사용한다.

셀룰로스 에스테르의 양은 제조된 용액이 셀룰로스 에스테르를 10 내지 40 중량%의 양으로 함유하도록 조정된다. 셀룰로스 에스테르의 양은 더욱 바람직하게는 10 내지 30 중량%이다. 임의적인 첨가제(하기에 설명됨)가 유기 용매에 첨가될 수 있다.

용액은 셀룰로스 에스테르와 유기 용매를 상온(0 내지 40℃)에서 교반하여 제조할 수 있다. 고농도의 용액은 바람직하게는 그들을 고온 및 고압에서 교반하여 제조된다. 더욱 상세하게, 셀룰로스 에스테르 및 유기 용매를 밀폐 용기에 두고, 대기압에서의 용매의 비등점 초과 및 고압에서의 용매의 비등점 미만인 승온 및 고압에서 교반한다. 가열 온도는 일반적으로 40℃ 이상, 바람직하게는 60 내지 200℃ 범위, 더욱 바람직하게는 80 내지 110℃의 범위이다.

각 성분은 조혼합될 수 있으며, 조분산물을 용기에 넣을 수 있다. 또한 성분을 일련의 용기에 넣을 수 있다. 용기는 교반 장치가 있어야 한다. 불활성 기체, 예를 들어 질소 기체를 용기에 주입하여 가압할 수 있다. 압력은 가열에 의한 용매의 증발에 의해 형성된 증기압일 수 있다. 또한, 용기의 밀폐 후, 각 성분을 가압하에 첨가할 수 있다.

용기는 바람직하게 외부에서 가열된다. 예를 들어, 용기는 자켓형 가열 장치에 의해 가열될 수 있다. 또한, 용기의 외부에 플레이트 히터가 설치될 수 있다. 또한, 용기 외부의 튜브 내로 가열된 액체를 순환시킬 수 있다.

성분은 바람직하게 용기 내에 설치된 윙을 교반하여 교반된다. 교반윙은 윙의 말단이 용기의 벽 근처에 닿을 정도의 길이를 갖는다. 바람직하게는 스크래치윙이 교반윙의 말단에 부착되어 용기 벽을 따라 보유된 용액을 스크래치한다.

용기는 압력계 또는 온도계와 같은 계기를 가질 수 있다. 성분은 용기내의 용액내에 용해된다. 제조된 도프는 용기 내에서 냉각되거나 또는 도프를 용기 외부로 꺼낸 후 냉각된다. 도프는 열 교환기에 의해 냉각될 수 있다.

용액은 냉각 용해 방법에 따라 또한 제조될 수 있다. 냉각 용해 방법에 따라, 셀룰로스 에스테르는 일반적인 방법으로 용해될 수 없는 다양한 유기 용매(할로겐화 탄화수소 제외)에서 용해될 수 있다. 셀룰로스 에스테르가 유기 용매(예: 할로겐화 탄화수소)에서 용해되더라도, 냉각 용해 방법은 더욱 빨리 용액을 제조할 수 있다. 또한, 높은 복굴절을 갖는 셀룰로스 에스테르는 냉각 용해 방법에 의해 제조된 용액을 사용하여 제조될 수 있다.

냉각 용해 방법의 첫번째 단계에서, 셀룰로스 에스테르는 실온에서 교반되면 서 유기 용매에 점차적으로 첨가된다.

셀룰로스 에스테르의 양은 혼합물의 양에 대해 10 내지 40 중량%의 범위이다. 이 양은 바람직하게 10 내지 30 중량% 이다. 임의적인 첨가제(하기에 설명됨)가 혼합물에 첨가될 수 있다.

다음 단계로, 혼합물을 -100 내지 -10℃, 바람직하게는 -80 내지 -10℃, 더욱 바람직하게는 -50 내지 -20℃, 가장 바람직하게는 -50 내지 -30℃의 온도로 냉각한다. 혼합물은 드라이 아이스/메탄올 조(-75℃) 또는 냉각 디에틸렌 글리콜 용액(-30 내지 -20℃)에서 냉각될 수 있다. 냉각 단계에서, 셀룰로스 에스테르 및 용매의 혼합물이 일반적으로 고화된다.

냉각률은 일반적으로 분당 4℃보다 빠르고, 더욱 바람직하게는 분당 8℃보다 빠르며, 가장 바람직하게는 분당 12℃보다 빠르다. 냉각률은 바람직하게는 가능한 빠르다. 그러나, 이론적인 냉각률 상한은 초당 10,000℃이며, 기술적인 상한은 초당 1,000℃이고, 실용적인 상한은 초당 100℃이다. 냉각률은 냉각 단계가 완결되는데 걸리는 시간 당 냉각 단계에서의 온도 변화를 의미한다. 온도 변화는 냉각 단계가 시작될 때의 온도와 냉각 단계가 완료될 때의 온도의 차이를 의미한다.

이어서, 혼합물은 0 내지 200℃, 바람직하게는 0 내지 150℃, 더욱 바람직하게는 0 내지 120℃, 가장 바람직하게는 0 내지 50℃로 가온되어 용매 내에 셀룰로스 에스테르를 용해시킨다. 혼합물은 상온에서 유지되면서 가온될 수 있다. 혼합물은 조에서 또한 가열될 수 있다.

가온율은 바람직하게 분당 4℃보다 빠르게, 더욱 바람직하게는 분당 8℃보다 빠르게, 가장 바람직하게는 분당 12℃ 보다 빠르다. 가온율은 바람직하게 가능한 한 빠르다. 그러나, 가온율의 이론적인 상한은 초당 10,000℃이고, 기술적인 상한은 초당 1,000℃이며, 실용적인 상한은 초당 100℃ 이다. 가온율은 가온단계가 완결되는데 걸리는 시간 당 가온 단계에서의 온도의 변화를 의미한다. 온도 변화는 가온 단계가 시작될 때의 온도와 가온 단계가 완결되는 온도의 차이를 의미한다.

따라서 도프가 균일한 용액으로 형성된다. 셀룰로스 에스테르가 충분히 용해되지 않는다면, 냉각 및 가온 단계가 반복될 수 있다. 셀룰로스 에스테르가 충분히 용해되었는지의 여부는 육안으로 도프를 관찰하여 결정된다.

냉각 단계의 결로(結露)에 의한 물의 오염을 방지하기 위해, 냉각 용해 방법에서는 밀폐 용기가 바람직하게 사용된다. 냉각 및 가온 단계의 시간은 고압에서 냉각 단계를 실시하고 저압에서 가온 단계를 실시하여 단축될 수 있다. 내압성 용기가 바람직하게 고압 또는 저압에서 사용된다.

냉각 용해 방법에 의해 셀룰로스 아세테이트(아세트산 함량: 60.9%, 점도 평균 중합도: 299)가 메틸아세테이트에 용해되어 20 중량%의 용액을 형성하는 경우, 이 용액은 시차주사 열량계(DSC)로 측정시 약 33℃의 슈도 졸-겔 상 전이점을 갖는다. 전이점 미만에서 용액은 균일한 겔을 형성한다. 따라서, 용액은 전이점보다 높은 온도, 바람직하게는 전이점보다 약 10℃ 초과인 온도에서 보관되어야 한다. 슈도 졸-겔 상 전이점은 셀룰로스 아세테이트의 평균 아세트산 함량, 점 도평균중합도, 도프 농도 및 사용되는 유기 용매의 종류의 조합에 의존한다.

셀룰로스 에스테르 필름은 용매 캐스팅 방법에 따라 셀룰로스 에스테르 용액(도프)으로부터 형성될 수 있다.

도프는 드럼 또는 밴드 상에서 캐스팅되고 용매가 증발되어 필름을 형성한다. 도프를 캐스팅 전에, 도프의 고체 함량이 18 내지 35 중량%의 범위가 되도록 도프의 농도가 조정된다. 드럼 또는 밴드의 표면은 바람직하게 경면 상태로 연마된다. 드럼 또는 밴드는 지지체로서 사용된다. 용매 캐스트 방법에서의 캐스팅 및 건조 방법은 U.S. 특허 제 2,336,310호, 제 2,367,603호, 제 2,492,078호, 제 2,492,977호, 제 2,492,978호, 제 2,607,704호, 제 2,739,069호, 제 2,739,070호, 영국 특허 제 640,731호, 제 736,892호, 일본 특공소 45(1970)-4554, 49(1974)-5614, 일본 특개소60(1985)-176834, 60(1985)-203430 및 62(1987)115035에 개시되어 있다.

드럼 또는 밴드는 도프가 표면 상에서 캐스팅될 때, 바람직하게 10℃ 이하의 표면 온도를 갖는다. 도프의 캐스팅 후, 도프는 바람직하게 공기 중에서 2 초 이상 건조된다. 형성된 필름은 드럼 또는 밴드에서 박리하고, 필름 내에 남아있는 용매를 제거하기 위하여 추가적으로 공기로 건조할 수 있다. 공기의 온도는 100 내지 160℃로 점진적으로 상승될 수 있다. 상기 언급된 방법은 일본 특공평 5(1993)-17844에 개시되어 있다. 상기 방법에 따라, 캐스팅 및 박리 시간이 단축될 수 있다. 도프가 드럼 또는 밴드의 표면 온도에서 겔로 고정되도록 하는 것이 요구된다. 본 발명에 따라 형성된 도프는 상기 요구를 만족시킨다.

셀룰로스 에스테르 필름은 바람직하게는 40 내지 120㎛, 더욱 바람직하게는 70 내지 100㎛의 범위의 두께를 갖는다.

필름의 기계적인 강도를 개선하기 위하여 셀룰로스 에스테르 필름에 가소제를 첨가할 수 있다. 가소제는 건조 단계의 시간을 단축하는 또다른 기능이 있다. 인산 에스테르 및 카르복실산 에스테르가 가소제로서 일반적으로 사용된다. 인산 에스테르의 예는 트리페닐 포스페이트(TPP) 및 트리크레실 포스페이트(TCP)를 포함한다. 카르복실산 에스테르의 예는 프탈산 에스테르 및 시트르산 에스테르를 포함한다. 프탈산 에스테르의 예는 디메틸 프탈레이트(DMP), 디에틸 프탈레이트(DEP), 디부틸 프탈레이트(DBP), 디옥틸 프탈레이트(DOP), 디페닐 프탈레이트(DPP) 및 디에틸헥실 프탈레이트(DEHP)를 포함한다. 시트르산 에스테르의 예는 트리에틸 o-아세틸시트레이트(OACTE) 및 트리부틸 o-아세틸시트레이트(OACTB)를 포함한다. 다른 카르복실산 에스테르의 예는 부틸 올레에이트, 메틸아세틸 리시놀레에이트, 디부틸 세박케이트 및 다양한 트리멜리트산 에스테르를 포함한다. 프탈산 에스테르 가소제(DMP, DEP, DBP, DOP, DPP, DEHP)가 바람직하다. DEP 및 DPP가 특히 바람직하다.

가소제의 양은 바람직하게는 0.1 내지 25 중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 중량%, 가장 바람직하게는 3 내지 15 중량%의 범위이다.

열화방지제(예: 산화방지제, 과산화물분해제, 라디칼 저해제, 금속불활성화제, 산포집제, 아민) 또는 자외선 방지제가 셀룰로스 에스테르 필름 내에 첨가될 수 있다. 열화방지제는 일본 특개평 3-199201, 5-(1993)197073, 5-194789, 5- 271471, 6-107854에 개시되어 있다. 열화방지제는 제조된 용액(도프)의 양에 대해 바람직하게 0.01 내지 1 중량%, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 0.2 중량%의 범위이다. 이 양이 0.01 중량% 미만이면, 열화방지제의 효과가 불충분하다. 이 양이 1 중량% 초과이면, 방지제는 필름의 표면으로 유출될 것이다. 부티르화 히드록시톨루엔(BHT)이 특히 바람직한 열화방지제이다. 자외선 방지제는 일본 특개평 7(1995)-11056에 개시되어 있다.

용액의 안정성 및 필름의 물리적 성질에 있어서, 55.0 내지 58.0%의 평균 아세트산 함량을 갖는 셀룰로스 아세테이트는 58.0% 초과의 평균 산화도를 갖는 셀룰로스 트리아세테이트보다 일반적으로 열등하다. 그러나, 부티르화 히드록시톨루엔(BHT)과 같은 열화방지제를 사용하여 문제를 실질적으로 해결할 수 있다.

(투명 지지체의 표면 처리)

투명 지지체와 편광막 사이의 접착을 개선하기 위하여, 편광막 측의 투명 지지체의 표면에 표면 처리를 수행할 수 있다. 표면 처리는 코로나 방전처리, 글로우 방전처리, 화염 처리, 산처리, 알카리 처리 및 자외선 조사처리를 포함한다.

코로나 방전 처리 및 글로우 방전 처리는 시판되는 방전처리기를 사용하여 수행될 수 있다.

방전 처리는 수증기의 존재하에 바람직하게 실시된다. 수증기 분압은 바람직하게 10 내지 100%, 더욱 바람직하게 40 내지 90% 의 범위이다. 방전 처리는 필름을 예열한 후 바람직하게 실행된다. 예열 온도는 바람직하게 50℃ 초과, 더욱 바람직하게 70℃ 초과, 가장 바람직하게 80℃ 초과이다. 예열 온도의 상한은 셀룰로스 에스테르의 유리 전이 온도이다.

글로우 방전 처리에서 진공도는 바람직하게는 0.005 내지 20 Torr, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 2 Torr 이다. 글로우 방전처리의 전압은 바람직하게는 500 내지 5,000 V, 더욱 바람직하게는 500 내지 3,000 V 의 범위이다. 글루우 방전 주파수는 바람직하게는 50 Hz 내지 20 MHz, 더욱 바람직하게는 1 KHz 내지 1MHz의 범위이다. 글로우 방전 강도는 바람직하게는 0.01 내지 5 KV·A·min/m², 더욱 바람직하게 0.15 내지 1 KV·A·min/m² 의 범위이다.

방전 처리 후, 필름은 바람직하게 즉시 냉각된다.

화염 처리의 중요 인자는 가스(천연 가스, 프로판 가스) 대 공기의 비이다. 가스 대 공기의 부피비는 바람직하게 1/13 내지 1/21, 더욱 바람직하게 1/14 내지 1/20 의 범위이다. 필름 표면을 기준으로 한 화염 처리의 에너지는 바람직하게 1 내지 50 kcal/m² 범위이다. 화염 내부 선단과 필름 표면 사이의 거리는 바람직하게 4 cm 미만이다.

산처리는 바람직하게 무기산, 예를 들어 염산, 황산 또는 질산을 사용한다. 알카리 처리는 바람직하게 알카리 원자의 수산화물, 예를 들어 수산화 나트륨 또는 수산화 칼륨을 사용한다. 산 또는 알카리 처리는 산 또는 알카리 수용액 내에 필름(편광면이 부착되는 면)을 침지시켜 실시된다. 필름은 바람직하게는 30 초 내지 10분간 용액 내에 침지된다. 필름을 용액 내에 침지시킨 후, 바람직하게는 물로 필름을 세정한다.

자외선 조사 처리에서 자외선의 파장은 바람직하게 220 내지 380 nm 의 범위이다. 자외선의 노출은 바람직하게는 20 내지 10,000 mJ/cm³, 더욱 바람직하게는 50 내지 2,000 mJ/cm³, 가장 바람직하게는 100 내지 1,500 mJ/cm³ 의 범위이다.

산 또는 알카리 처리가 바람직하다. 투명 지지체가 본 발명에 따른 셀룰로스 에스테르 필름으로 만들어지기 때문에, 산 또는 알카리 처리는 비누화 처리로서 기능할 수 있다.

필름의 반대면(배향막 또는 광학적 이방성 층이 설치되는 면)에는 바람직하게 표면 처리를 실시하지 않는다. 필름 상에 광학적 이방성 층을 형성시킨 후, 층 및 필름의 적층물을 산 또는 알칼리 용액에 침지시켜, 필름의 한쪽 표면(편광막이 부착되는 면)만을 산 또는 알카리 처리할 수 있다.

투명 지지체와 배향막 또는 광학적 이방성 층 사이의 접착을 개선하기 위하여 겔라틴-하도층이 바람직하게 제공된다. 겔라틴 하도층은 0.01 내지 1㎛, 더욱 바람직하게 0.02 내지 0.5㎛, 가장 바람직하게 0.05 내지 0.2㎛ 범위의 두께를 갖는다.

(배향막)

유기 화합물(바람직하게는 중합체)의 러빙처리, 무기 화합물의 사방 증착, 마이크로 그루브 층의 형성, 또는 Langmuir-Blodgett 방법에 따른 유기 화합물(예: ω- 트리코산산, 디옥타데실메틸암모늄 클로리드, 메틸 스테아레이트)의 누적에 의해 배향막을 형성할 수 있다. 또한, 배향막의 배열 기능은 막에 전기장 또는 자기장을 적용하거나 층에 빛을 조사하여 활성화될 수 있다. 배향막은 중합체를 러빙하여 바람직하게 형성된다. 러빙 처리는 특정 방향을 따라 종이 또는 옷으로 여러번 층을 문질러서 실시될 수 있다.

배향막의 중합체는 표시 모드에 따라 결정된다. 액정 셀에서 봉상 액정성 분자의 대부분이 본질적으로 수직으로 배향되는 모드(즉, VA, OCB, 또는 HAN 과 같은 모드)의 경우, 액정성 분자를 본질적으로 수평하게 배향할 수 있는 배향막이 사용된다. 액정 셀에서 봉상 액정성 분자의 대부분이 본질적으로 수평하게 배향되는 모드(즉, STN과 같은 모드)의 경우, 액정성 분자를 본질적으로 수직으로 배향할 수 있는 배향막이 사용된다. 또한, 액정셀에서 봉상 액정성 분자의 대부분이 본질적으로 사방 배향되는 모드(즉, TN 모드의 경우)의 경우, 액정성 분자를 사방으로 배향할 수 있는 배향막이 사용된다.

배향막에 사용되는 중합체는 다양한 표시 모드에 대응하는 디스코틱 액정성 분자를 사용하는 광학 보상 시트에 관한 상기에 언급된 많은 문헌에 설명되어 있다.

배향막에서 사용되는 중합체는 배향막의 기계적 강도를 강화하기 위해 가교될 수 있다. 중합체 내로 가교성 기를 도입하여 가교성 기 사이의 반응을 야기시켜 중합체를 가교시킬 수 있다. 일본 특개평 8(1996)-338913 은 배향막에 사용된 중합체의 가교를 개시한다.

배향막은 바람직하게는 0.01 내지 5㎛, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 1㎛ 범위의 두께를 갖는다.

배향막을 사용하여 액정성 분자를 배향시키고 배향을 유지하면서 고정하여, 광학적 이방성 층을 형성한 후, 광학 이방성 층을 지지체로 전사시킬 수 있다. 배향 및 고정된 액정성 분자는 배향막없이 배향을 유지할 수 있다. 따라서, 배향막은 타원 편광판에서 필수적이지 않지만, 배향막은 액정성 분자를 사용하여 타원 편광판을 제조하는데 필수적이다.

(광학적 이방성 층)

광학적 이방성 층은 액정성 분자로 만들어진다.

액정성 분자는 바람직하게는 봉상 액정성 분자 또는 디스코틱 액정성 분자이다. 디스코틱 액정성 분자가 특히 바람직하다.

봉상 액정성 분자의 예는 아조메틴, 아족시 화합물, 시아노비페닐, 시아노페닐 에스테르, 벤조산 에스테르, 페닐 시클로헥산카르보네이트 에스테르, 시아노페닐시클로헥산, 시아노 치환 페닐피리미딘, 알콕시 치환 페닐피리미딘, 페닐디옥산, 톨란 및 알케닐시클로헥실벤조니트릴을 포함한다. 또한, 봉상 액정성 분자는 반복 단위의 봉상 액정성 분자 구조를 갖는 액정성 중합체를 포함한다. 일본 특개평 5(1993)-53016 은 액정성 중합체를 사용한 광학 보상 시트를 개시한다.

디스코틱 액정성 분자는 다양한 문헌에 개시되어 있다(C. Destrade et al., Mol. Crysr. Liq. Cryst., Vol. 71, p. 111(1981); Japan Chemical Society, Quarterly Chemical Review(일본어), Chapter 5 및 Chapter 10, section 2(1994); B. Kohne et al., Angew. Chem. Soc. Chem. Comm., p. 1794(1985); 및 J. Zhang et al., J. Am. Chem. Soc., Vol. 116, p.2655(1994)). 디스코틱 액정성 분자의 중합 반응은 일본 특개평 8(1996)-27284 에 개시되어 있다.

중합성기가 화합물의 중합 반응을 야기시키기 위해 디스코틱 액정성 분자의 디스코틱 코어에 결합되어야 한다. 그러나, 중합성 기가 디스코틱 코어에 직접 결합된다면, 중합 반응에서 배향을 유지하는 것이 어렵다. 따라서, 연결기가 디스코틱 코어와 중합성기 사이에 도입된다. 따라서, 중합성 기를 갖는 디스코틱 액정성 분자는 바람직하게는 하기 식(I)로 표시되는 화합물이다.

D(-L-P)_n

식 (I)에서, D는 디스코틱 코어이고; L은 2가 연결기이며; P 는 중합성기이고; n 은 4 내지 12 의 정수이다.

디스코틱 코어(D)의 예는 하기에 보여진다.

예에서, LP(또는 PL)은 2가 연결기(L)와 중합성 기(P)의 조합을 의미한다.

식 (I)에서, 2가 연결기 (L)은 바람직하게는 알킬렌기, 알케닐렌기, 아릴렌기, -CO-, -NH-, -O-, -S- 및 이들의 조합으로 구성되는 군으로부터 선택된다. L은 더욱 바람직하게는 알킬렌기, 알케닐렌기, 아릴렌기, -CO-, -NH-, -O- 및 -S-로 구성되는 군으로부터 선택된 2개 이상의 2가기를 포함하는 2가 연결기이다. L은 더욱 바람직하게는 알킬렌기, 알케닐렌기, 아릴렌기, -CO-, 및 -O- 로 구성되 는 군으로부터 선택된 2개 이상의 2가기를 포함하는 2가 연결기이다. 알킬렌기는 바람직하게는 1 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는다. 알케닐렌기는 바람직하게 2 내지 12 개의 탄소 원자를 갖는다. 아릴렌기는 바람직하게는 6 내지 10 개의 탄소 원자를 갖는다. 알킬렌기, 알케닐렌기 및 아릴렌기는 치환기(예: 알킬기, 할로겐 원자, 시아노, 알콕시기, 아실옥시기)를 가질 수 있다.

2가 연결기(L)의 예는 하기에 보여진다. 예에서, 좌측은 디스코틱 코어 (D)에 결합되고, 우측은 중합성기 (P)에 결합된다. AL 은 알킬렌기 또는 알케닐렌기를 의미하고, AR 은 아릴렌기를 의미한다.

L1: -AL-CO-O-AL-

L2: -AL-CO-O-AL-O-

L3: -AL-CO-O-AL-O-AL-

L4: -AL-CO-O-AL-O-CO-

L5: -CO-AR-O-AL-

L6: -CO-AR-O-AL-O-

L7: -CO-AR-O-AL-O-CO-

L8: -CO-NH-AL-

L9: -NH-AL-O-

L10: -NH-AL-O-CO-

L11: -O-AL-

L12: -O-AL-O-

L13: -O-AL-O-CO-

L14: -O-AL-O-CO-NH-AL-

L15: -O-AL-S-AL-

L16: -O-CO-AL-AR-O-AL-O-CO-

L17: -O-CO-AR-O-AL-CO-

L18: -O-CO-AR-O-AL-O-CO-

L19: -O-CO-AR-O-AL-O-AL-O-CO-

L20: -O-CO-AR-O-AL-O-AL-O-AL-O-CO-

L21: -S-AL-

L22: -S-AL-O-

L23: -S-AL-O-CO-

L24: -S-AL-S-AL-

L25: -S-AR-AL-

중합성 기(P)는 중합 반응에 의해 결정된다. 중합성 기(P)의 예는 하기에 보여진다.

중합성 기 (P) 는 바람직하게는 불포화 중합성기(P1, P2, P3, P7, P8, P15, P16, P17) 또는 에폭시기(P6, P18)이고, 더욱 바람직하게는 불포화 중합성기이며, 가장 바람직하게는 에틸렌성 불포화기(P1, P7, P8, P15, P16, P17)이다.

화학식 (I)에서, n 은 4 내지 12 의 정수이며, 이것은 디스코틱 코어 (D)의 화학 구조에 의해 결정된다. L 및 P의 4 내지 12 개의 조합은 서로 다를 수 있다. 그러나, 조합은 바람직하게는 동일하다.

2개 이상의 액정성 분자가 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 비중합성 디스코틱 액정성 화합물이 상기에 언급된 중합성 디스코틱 액정성 화합물과 조합되어 사용될 수 있다. 비중합성 디스코틱 액정성 화합물은 하기 화학식 (II)로 나타내어진다.

D(-L-R)_n

화학식 (II)에 있어서, D 는 디스코틱 코어이고; L 은 2가 연결기이며; P 는 중합성기이고; n은 4 내지 12 의 정수이다.

디스코틱 코어 (D)의 예는 중합성 디스코틱 액정성 화합물에서, LP(또는 PL)이 LR(또는 RL)로 바뀌는 것을 제외하고는 D의 예와 동일하다.

2가 연결기(L)의 예는 중합성 디스코틱 액정성 화합물에서 L의 예와 동일하다.

알킬기(R)은 바람직하게 1 내지 40 개의 탄소 원자를 가지며, 더욱 바람직하게는 1 내지 30 개의 탄소 원자를 갖는다. 사슬 구조의 알킬기가 환형 알킬기 보다 바람직하다. 선형 알킬기가 분지형 알킬기보다 바람직하다. R은 가장 바람직하게 수소 또는 1 내지 30 개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 알킬기이다.

광학적 이방성 층은 배향막 상에 액정성 분자, 중합 개시제(하기에 설명됨) 및 다른 임의의 성분(예: 가소제, 단량체, 계면활성제, 셀룰로스 에스테르, 1,3,5-트리아진 화합물, 키랄제)을 함유하는 용액을 코팅하여 형성될 수 있다.

용액은 바람직하게 유기 용매를 사용하여 제조된다. 유기 용매의 예는 아미드(예: 디메틸포름아미드), 술폭시드(예: 디메틸술폭시드), 복소환 화합물(예: 피리딘), 탄화수소(예: 벤젠, 헥산), 알킬 할리드(예: 클로로포름, 디클로로메탄), 에스테르(예: 메틸 아세테이트, 부틸 아세테이트), 케톤(예: 아세톤, 메틸 에틸 케톤) 및 에테르(예: 테트라히드로푸란, 1,2-디메톡시에탄)을 포함한다. 알킬 할리드 및 케톤이 바람직하다. 두개 이상의 유기 용매가 조합되어 사용될 수 있다.

용액은 통상적인 코팅 방법(예: 압출 코팅 방법, 다이렉트 그라비어 코팅 방법, 리버스 그라비어 코팅 방법, 다이 코팅 방법)에 따라 코팅될 수 있다.

액정성 분자는 바람직하게는 본질적으로 균일하게 배향되고, 더욱 바람직하게는 배향을 유지하면서 고정된다. 액정성 분자는 바람직하게는 중합 반응에 의해 고정된다. 중합 반응은 열중합개시제를 사용하는 열반응 및 광중합개시제를 사용하는 광반응으로 분류될 수 있다. 광중합반응이 바람직하다.

광중합개시제의 예는 α-카르보닐 화합물(U.S. 특허 제 2,367,661호, 제 2,367,670호에 개시됨), 아실로인 에테르(U.S. 특허 제 2,448,828호에 개시됨), α-탄화수소 치환 아실로인 화합물(U.S. 특허 제 2,722,512에 개시됨), 다중환형 퀴논 화합물(U.S. 특허 제 2,951,758호, 제 3,046,127호에 개시됨), 트리아릴이미다졸 및 p-아미노페닐 케톤의 조합물(U.S. 특허 제 3,549,367호 에 개시됨), 아크리딘 또는 페나진 화합물(일본특개소 60(1985)-105667 및 U.S. 특허 제 4,239,850호에 개시됨) 및 옥사디아졸 화합물(U.S. 특허 제 4,212,970호에 개시됨)을 포함한다.

광중합개시제의 양은 코팅액의 고형분에 대해 바람직하게는 0.01 내지 20 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 5 중량% 범위이다.

광중합을 위한 광 조사는 바람직하게는 자외선으로 실시된다. 노출 에너지는 바람직하게는 20 mJ/cm² 내지 50 J/cm², 더욱 바람직하게는 100 mJ/cm² 내지 800 mJ/cm²범위이다. 광조사는 광중합반응을 가속시키기 위해 막을 가열하면서 수행될 수 있다.

광학적 이방성층은 바람직하게는 0.1 내지 10 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 5 ㎛, 가장 바람직하게 1 내지 5 ㎛ 범위의 두께를 갖는다. 광학적 이방성 층은 액정성 셀의 모드에 대응하는 높은 광학적 이방성을 얻기 위해 때때로 상대적으로 두껍게(예를 들어 3 내지 10 ㎛) 만들어진다.

(액정 표시 장치)

타원형 편광판은 설명된 다양한 표시 모드, 예를 들어 TN(twisted nematic) 모드, IPS (in-plane switching) 모드, FLC (ferroelectric liquid crystal) 모드, OCB (optically compensatory bend) 모드, STN (super twisted nematic) 모드, VA (vertically aligned) 모드, GH (Guest Host) 모드 및 HAN (hybrid aligned nematic) 모드의 액정셀에 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 타원 편광판은 상기에 설명된 표시 모드의 액정 표시 장치에서 효과적이다.

[실시예 1]

(투명 지지체의 제조)

45 중량부의 셀룰로스 아세테이트(평균 아세트산 함량: 60.9%), 1.35 중량부의 지연상승제(4), 232.72 중량부의 메틸렌 클로리드, 42.57 중량부의 메탄올 및 8.50 중량부의 n-부탄올을 실온에서 혼합하여 용액을 제조했다.

수득된 용액(도프)을 밴드-캐스팅기(유효 길이: 6m)를 사용하여 밴드상에 캐스팅시켰다. 수득된 필름의 건조 두께는 100 ㎛였다.

수득된 필름의 Rth 리타데이션 값을 550 nm의 파장에서 엘립소미터(M-150, Japan Spectrum Co., Ltd.)를 사용하여 측정했다. Rth 리타데이션 값은 80 nm였다.

(배향막의 형성)

투명 지지체 상에 겔라틴 하도층(두께: 0.1 ㎛)을 형성시켰다.

하기의 변성 폴리비닐 알콜의 수용액을 하도층 상에 코팅하고, 80℃에서 온풍 건조했다. 막에 러빙 처리를 하여 배향막을 형성시켰다.

(광학적 이방성 층의 형성)

3.43 g의 메틸 에틸 케톤에, 1.8 g의 하기 디스코틱 액정성 화합물, 0.2 g의 에틸렌 옥시드로 변성된 트리메틸롤프로판 트리아크릴레이트(V#360, Osaka Organic Chemical Co., Ltd.), 0.04 g의 셀룰로스 아세테이트 부티레이트(CAB531-1.0, Eastman Chemical), 0.06 g의 광중합개시제(Irgacure 907, Ciba-Geigy) 및 0.02 g의 증감제(Kayacure DETX, Nippon Kayaku Co., Ltd.)를 용해시켜 코팅 용액을 제조했다. 코팅 용액을 #3의 와이어 바를 사용하여 배향막 상에 코팅했다. 시트를 금속틀에 부착시키고, 항온조에서 120℃의 온도에서 3 분간 가열하여 디스코팅 액정성 화합물을 배향시켰다. 120 W/cm의 고압 수은 램프를 사용하여 120 ℃에서 1 분간 시트에 자외선을 조사하여 디스코틱 액정성 화합물의 비닐기를 중합시켜 배향을 고정시켰다. 시트를 실온으로 냉각시켰다.

광학적 이방성 층의 두께는 1.0 ㎛였다. 투명 지지체 및 광학적 이방성 층의 적층물의 리타데이션 값을 러빙 방향을 따라 측정했다. 광학적 이방성 층의 광축의 평균 경사각은 14°였다. 시트의 Rth 리타데이션 값은 154 nm 였다.

(투명 지지체의 표면 처리)

투명 지지체 및 광학적 이방성 층의 적층물을 3 분간 50℃의 1.5 N 수산화 나트륨 수용액에 침지시켰다. 실온의 조에서 시트를 물로 세정했다. 시트를 1.5 N 의 황산으로 중화시켰다. 실온의 조에서 시트를 다시 물로 세정했다. 시트를 100 ℃ 에서 온풍 건조시켰다. 이렇게 하여, 투명 지지체의 뒷면(광학적 이방성 층이 설치되지 않는 면)을 비누화 처리했다.

(투명 보호막의 제조)

100㎛의 두께를 갖는 셀룰로스 트리아세테이트 필름(Fuji TAC, Fuji Photo Film Co., Ltd.)을 상기에 언급된 방식과 동일한 방식으로 비누화 처리하여 투명 보호막을 제조하였다. 보호막의 Rth 리타데이션 값은 40 nm였다. 막의 광축은 막의 법선 방향에 본질적으로 평행하며, 이것은 막이 광학적으로 부일축성임을 의미한다.

(타원 편광판의 제조)

폴리비닐 알콜 필름을 연신하고 요오드를 흡수시켜 처리하여 편광막을 제조했다. 시트(지지체 및 광학적 이방성 층을 포함)의 투명 지지체를 폴리비닐 알콜계 접착제를 사용하여 편광막의 한 면에 접착시켰다. 투명 보호막을 폴리비닐 알콜계 접착제를 사용하여 막의 나머지 면에 접착하였다. 편광막의 광 흡수축은 광학적 이방성 층의 러빙 방향과 평행했다. 그 결과, 디스코틱 액정성 화합물의 대칭 분자축의 평균 방향을 필름 평면 상에 투영하여 얻어진 방향(트리페닐렌환의 디스코틱 평면의 법선을 의미)은 편광막의 광 흡수축에 평행했다. 이렇게 하여 타원 편광판을 제조했다.

타원 편광판을 아크릴계 접착제를 사용하여 유리판에 접착시키고, 고압 및 고온에서 노화 처리를 실시했다. 판을 90℃의 항온조에 추가적으로 두고 500 시간동안 방치했다. 그 후, 타원 편광판을 시험했다. 그 결과, 문제(예: 분리, 거품, 주름)가 관찰되지 않았다. 판을 90℃의 항온조에 추가적으로 두고 500 시간동안 방치했다(총: 1,000 시간). 그 후, 타원 편광판을 시험했다. 그 결과 문제(예: 분리, 거품, 주름)가 관찰되지 않았다.

(액정 표시 장치의 제조)

유리 기판의 투명한 ITO 전극 상에 폴리이미드 배향막을 형성시켰다. 배향막에 러빙 처리를 실시했다. 두개의 기판을 기판 사이에 5㎛의 스페이스를 놓고 적층했다. 한 배향막의 러빙 방향은 다른 배향막의 러빙 방향에 수직이었다. 봉상 액정성 분자(ZL4792, Merck Japan)를 기판 사이의 틈에 주입하여 액 정층을 형성시켰다. 액정성 분자의

n 은 0.0969였다.

두개의 타원 편광판을 제조된 TN 액정셀의 각 면에 적층하여 액정 표시 장치를 제조했다. 광학적 이방성 층을 액정셀의 기판에 접착시켰다. 광학적 이방성 층의 러빙 방향은 액정셀의 러빙 방향에 반평행했다.

액정셀에 전압을 가했다. 투과률(흑표시 5V 당 백표시 2V)을 컨트라스트비로서 측정했다. 상하좌우 컨트라스트비를 측정했다. 또한, 2V와 5V 사이의 전압을 가해 8 계조를 표시하여 반전을 야기시키는 각도를 측정했다. 그 결과, 10 이상의 컨트라스트비를 가지며 계조 반전을 야기시키지 않는 영상을 볼 수 있는 시야각은 상하 시야각 110°및 좌우 시야각 120°였다.

[실시예 2]

(투명 지지체의 표면 처리)

실시예 1 에서 제조된 시트(지지체 및 광학적 이방성 층을 포함)의 투명 지지체 상에, 1.5 N의 수산화 나트륨 수용액(60℃)을 분사했다. 남는 용액은 바 코터로 닦아냈다. 3 분 후, 상온의 조에서 시트를 물로 세정했다. 1.5N의 황산으로 시트를 중화시켰다. 시트를 상온의 조에서 다시 물로 세정했다. 시트를 100℃에서 온풍 건조했다. 이렇게 하여, 투명 지지체의 뒷면(광학적 이방성 층이 제공되는 않는 면)에 비누화 처리를 실시했다.

(타원 편광판의 제조)

상기에서 처리된 시트가 사용되었다는 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 타원 편광판을 제조했다.

유리판에 제조된 타원 편광판을 아크릴계 접착제를 사용하여 접착시키고, 고압 및 고온에서 노화 처리를 실시했다. 판을 90℃의 항온조에 추가적으로 두고 500 시간 동안 방치했다. 그 후, 타원 편광판을 시험했다. 그 결과, 문제(예: 분리, 거품, 주름)가 관찰되지 않았다. 판을 90℃의 항온조에 추가적으로 두고 500 시간동안 방치했다(총: 1,000 시간). 그 후, 타원 편광판을 시험했다. 그 결과 문제(예: 분리, 거품, 주름)가 관찰되지 않았다.

(액정 표시 장치의 제조)

상기에서 제조된 타원 편광판을 사용했다는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 액정 표시 장치를 제조했다.

액정셀에 전압을 가했다. 투과률(흑표시 5V 당 백표시 2V)을 컨트라스트비로서 측정했다. 상하좌우 컨트라스트비를 측정했다. 또한, 2V와 5V 사이의 전압을 가해 8 계조를 표시하여 계조 반전을 야기시키는 각도를 측정했다. 그 결과, 10 이상의 컨트라스트비를 가지며 계조 반전을 야기시키지 않는 영상을 볼 수 있는 시야각은 상하 시야각 110°및 좌우 시야각 120°였다.

[실시예 3]

(투명 지지체의 표면 처리)

실시예 1 에서 제조된 시트(지지체 및 광학적 이방성 층을 포함)의 투명 지지체 상에 솔리드 스테이트 코로나 방전기(Model 6KVA, Pillar)를 사용하여 코로나 방전처리를 실시했다. 처리 속도는 분당 20 m 였고, 처리 양은 0.375 KV·A·min/m²였으며, 방전 주파수는 9.6 KHz 였고, 전극과 유전체 롤 사이의 갭 클리어런스는 1.6 mm 였다. 이렇게 하여, 투명 지지체의 뒷면(광학적 이방성 층이 제공되지 않는 면)에 코로나 방전 처리를 실시했다.

(타원 편광판의 제조)

상기 처리된 시트를 사용했다는 것을 제외하고는, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 타원 편광판을 제조했다.

제조된 타원 편광판을 아크릴계 접착제를 사용하여 유리판에 접착시키고, 고압 및 고온에서 노화 처리를 실시했다. 판을 90℃의 항온조에 추가적으로 두고 500 시간 동안 방치했다. 그 후, 타원 편광판을 시험했다. 그 결과, 문제(예: 분리, 거품, 주름)가 관찰되지 않았다. 판을 90℃의 항온조에 추가적으로 두고 500 시간동안 방치했다(총: 1,000 시간). 그 후, 타원 편광판을 시험했다. 그 결과, 문제(예: 분리, 거품, 주름)가 관찰되지 않았다.

(액정 표시 장치의 제조)

[실시예 4]

(투명 지지체의 표면 처리)

실시예 1 에서 제조된 시트(지지체 및 광학적 이방성 층 포함)의 투명 지지체 상에 115℃에서 2 분간 자외선을 조사했다. 광원은 1KW의 원통형 석영 고압 수은 램프였다. 램프와 투명 지지체 사이의 거리는 10 cm 였고, 램프의 폭은 50 cm 였으며, 램프의 호의 길이는 30 cm 였고, 자외선의 주파장은 365 nm였으며, 조사광 양은 500 mJ/cm² 였다. 이렇게 하여, 투명 지지체의 뒷면(광학적 이방성 층이 제공되지 않는 면)에 자외선 조사 처리를 실시했다.

(타원 편광판의 제조)

제조된 타원 편광판을 아크릴계 접착제를 사용하여 유리판에 접착시키고, 고압 및 고온에서 노화 처리를 실시했다. 판을 90℃의 항온조에 추가적으로 두고 500 시간 동안 방치했다. 그 후, 타원 편광판을 시험했다. 그 결과, 문제(예: 분리, 거품, 주름)가 관찰되지 않았다. 판을 90℃의 항온조에 추가적으로 두고 500 시간동안 방치했다(총: 1,000 시간). 그 후, 타원 편광판을 시험했다. 그 결과 문제(예: 분리, 거품, 주름)가 관찰되지 않았다.

(액정 표시 장치의 제조)

[실시예 5]

(투명 지지체의 제조)

45 중량부의 셀룰로스 아세테이트(평균 아세트산 함량: 60.9%), 1.35 중량부의 지연 상승제(4), 2.75 중량부의 트리페닐 포스페이트(가소제), 2.20 중량부의 비페닐 디페닐 포스페이트, 232.72 중량부의 메틸렌 클로리드, 42.57 중량부의 메탄올 및 8.50 중량부의 n-부탄올을 상온에서 혼합하여 용액을 제조했다.

수득된 용액(도프)을 밴드 캐스팅기(유효 길이: 6 m)를 사용하여 밴드 상에서 캐스팅했다. 형성된 필름의 건조 두께는 100 ㎛였다.

수득된 필름의 Rth 리타데이션 값 및 Re 리타데이션 값을 550 nm 의 파장에서 엘립소미터(M-150, Japan Spectrum Co., Ltd.)를 사용하여 측정했다. Rth 리타데이션 값은 240 nm였고, Re 리타데이션 값은 5 nm였다.

(배향막 및 광학적 이방성 층의 형성)

상기에서 제조된 투명 지지체를 사용했다는 것을 제외하고는, 실시예 1 에서 와 동일한 방식으로 배향막 및 광학적 이방성 층을 형성시켰다.

(타원 편광판의 제조)

상기에서 제조된 적층물을 사용했다는 것을 제외하고는, 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 타원 편광판을 제조했다.

(액정 표시 장치의 제조)

상기에서 제조된 타원 편광판을 사용했다는 것을 제외하고는, 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 액정 표시 장치를 제조했다.

[실시예 6]

(투명 지지체의 제조)

45 중량부의 셀룰로스 아세테이트(평균 아세트산 함량: 60.9%), 1.01 중량부의 지연 상승제(4), 0.34 중량부의 지연 상승제(95), 2.75 중량부의 트리페닐 포스페이트(가소제), 2.20 중량부의 비페닐 디페닐 포스페이트, 232.72 중량부의 메틸렌 클로리드, 42.57 중량부의 메탄올 및 8.50 중량부의 n-부탄올을 상온에서 혼합하여 용액을 제조했다.

수득된 용액(도프)을 밴드 캐스팅기(유효 길이: 6 m)를 사용하여 밴드 상에 서 캐스팅했다. 형성된 필름의 건조 두께는 100 ㎛였다.

(배향막 및 광학적 이방성 층의 형성)

상기에서 제조된 투명 지지체를 사용했다는 것을 제외하고는, 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 배향막 및 광학적 이방성 층을 형성시켰다.

(타원 편광판의 제조)

(액정 표시 장치의 제조)

[실시예 7]

(투명 지지체의 제조)

하기 성분을 혼합 탱크에 넣고 가열 교반하여 성분을 용해시켜서 셀룰로스 에스테르 용액을 제조했다.

셀룰로스 에스테르 용액

셀룰로스 아세테이트(아세트산 함량: 60.9%) 100 중량부

트리페닐 포스페이트(가소제) 7.8 중량부

비페닐디페닐 포스페이트(가소제) 3.9 중량부

메틸렌 클로리드(제1 용매) 300 중량부

메탄올(제 2 용매) 54 중량부

1-부탄올(제3 용매) 11 중량부

하기 성분을 또다른 혼합 탱크에 넣고, 가열 교반하여 성분을 용해시켜 지연 상승제 용액을 제조했다.

지연 상승제 용액

지연 상승제 (4) 12 중량부

지연 상승제 (95) 4 중량부

메틸렌 클로리드 80 중량부

메탄올 20 중량부

셀룰로스 에스테르 용액(474 중량부) 및 지연 상승제 용액(22 중량부)를 혼합 교반하여 도프를 제조했다. 제조된 도프는 셀룰로스 아세테이트 100 중량부에 대해 3 중량부의 양으로 2개의 지연 상승제를 함유했다.

도프를 0℃로 냉각된 드럼 상에서 캐스팅했다. 70 중량%의 용매를 함유 한 형성된 필름을 드럼에서 박리했다. 필름의 폭 방향의 양 측을 핀 텐터(특개평 4-1009호 공보의 도 3에 기재됨)로 고정했다. 3 내지 5 중량%의 용매를 함유한 고정된 필름을 폭 방향(기계 방향의 수직 방향)에 따른 연신 비가 3% 가 되도록 거리를 유지하면서 건조시켰다. 열처리기에서 롤 사이의 필름을 반송하면서 필름을 추가적으로 건조시켰다. 기계 방향에 따른 연신 비를 유리 전이 온도가 120℃ 초과인 온도 범위에서 본질적으로 0%(필름이 드럼에서 박리될 때 기계 방향에 따른 연신 비 4% 를 고려)가 되도록 조정했다. 폭 방향 대 기계 방향의 연신 비는 0.75 로 조정되었다. 이렇게 하여 셀룰로스 아세테이트 필름(두께: 107㎛)을 제조했다.

수득된 셀룰로스 아세테이트 필름(투명 지지체)의 Rth 리타데이션 값 및 Re 리타데이션 값을 550 nm 의 파장에서 엘립소미터(M-150, Japan Spectrum Co., Ltd.)를 사용하여 측정했다. Rth 리타데이션 값은 79 nm였고, Re 리타데이션 값은 10 nm였다.

(제1 하도층의 제조)

하기 코팅 용액을 m² 당 28 ml의 양으로 투명 지지체에 코팅하고 건조시켜, 제1 하도층을 형성했다.

제1 하도층의 코팅 용액

젤라틴 5.42 중량부

포름알데히드 1.36 중량부

살리실산 1.60 중량부

아세톤 391 중량부

메탄올 158 중량부

메틸렌 클로리드 406 중량부

물 12 중량부

(제2 하도층의 형성)

하기 코팅 용액을 m² 당 7 ml의 양으로 제 1 하도층 상에 코팅하고 건조하여 제2 하도층을 형성시켰다.

제2 하도층 코팅 용액

하기 음이온성 중합체 0.79 중량부

시트르산의 하프 에틸 에스테르 10.1 중량부

아세톤 200 중량부

메탄올 877 중량부

물 40.5 중량부

(백킹 층의 형성)

하기 코팅 용액을 m² 당 25 ml의 양으로 투명 지지체의 반대면에 코팅하고 건조시켜, 백킹층을 형성시켰다.

백킹 층의 코팅 용액

셀룰로스 디아세테이트(아세트산 함량: 55%) 6.56 중량부

실리카 매트화제(평균 입자 크기: 1㎛) 0.65 중량부

아세톤 679 중량부

메탄올 104 중량부

(배향막의 형성)

실시예 1 에서 사용한 변성 폴리비닐 알콜 수용액을 제2 하도층 상에 코팅하고 80℃에서 온풍 건조시켰다. 층에 러빙 처리를 하여 배향막을 형성시켰다.

(광학적 이방성 층의 형성)

3.43 g의 메틸 에틸 케톤에, 1.8 g의 실시예 1에서 사용된 디스코틱 액정성 화합물, 0.2 g의 에틸렌 옥시드로 변성된 트리메틸롤프로판 트리아크릴레이트(V#360, Osaka Organic Chemical Co., Ltd), 0.04g의 셀룰로스 아세테이트 부티레이트(CAB531-1.0, Eastman Chemical), 0.06g의 광중합 개시제(Irgacure 907, Ciba-Geigy) 및 0.02g의 증감제(Kayacure DETX, Nippon Kayaku Co., Ltd.)를 용해시켜 코팅 용액을 제조했다. 코팅 용액을 #3 와이어 바를 사용하여 배향막에 코팅했다. 시트를 금속틀에 부착하고, 항온조에서 130℃에서 2 분간 가열하여 디스코틱 액정성 화합물을 배향시켰다. 시트에 120 W/cm의 고압 수은 램프를 사용하여 130℃에서 1 분간 자외선을 조사하여, 디스코틱 액정성 화합물의 비닐기를 중합시켜 배향을 고정시켰다. 시트를 상온으로 냉각했다.

광학적 이방성 층의 두께는 1.0 ㎛였다. 투명 지지체 및 광학적 이방성 층의 적층물의 리타데이션 값을 러빙 방향에 따라 측정했다. 광학적 이방성 층의 광축의 평균 경사각은 15.5°였다. 시트의 Rth 리타데이션 값은 139 nm였다. 시트의 Re 리타데이션 값은 17 nm 였다.

(투명 지지체의 표면 처리)

투명 지지체 및 광학적 이방성 층의 적층물을 55 ℃의 1.5 N의 수산화 나트륨 수용액에 2 분간 침지시켰다. 상온의 조에서 시트를 물로 세정했다. 30 ℃에서 0.1 N의 황산으로 시트를 중화했다. 상온의 조에서 시트를 다시 물로 세정했다. 시트를 100℃에서 온풍 건조했다. 이렇게 하여, 투명 지지체의 뒷면(광학적 이방성 층이 제공되지 않는 면)에 비누화 처리를 했다.

(타원 편광판의 제조)

폴리비닐 알콜 필름을 연신하고 요오드를 흡수시켜 처리하여 편광막을 제조했다. 시트(지지체 및 광학적 이방성 층을 포함)의 투명 지지체를 폴리비닐 알콜계 접착제를 사용하여 편광막의 한 면에 접착시켰다. 투명 보호막(Fuji TAC TD80U, Fuji Photo Film Co., Ltd)을 폴리비닐 알콜계 접착제를 사용하여 막의 나머지 면에 접착시켰다. 편광막의 광 흡수축은 광학적 이방성 층의 러빙 방향과 평행하였다. 그 결과, 디스코틱 액정성 화합물의 대칭 분자축의 평균 방향을 필름 평면 상에 투영하여 얻어진 방향(트리페닐렌환의 디스코틱 평면의 법선을 의미)은 편광막의 광 흡수축에 평행했다. 이렇게 하여 타원 편광판을 제조했다.

(액정 표시 장치의 제조)

[실시예 8]

(배향막을 형성하기 위한 투명 지지체의 제조)

실시예 7 에서와 동일한 방식으로, 투명 지지체를 제조하고, 제1 하도층, 제2 하도층, 백킹 층 및 배향막을 형성시켰다.

(광학적 이방성 층의 형성)

3.43 g의 메틸 에틸 케톤에, 실시예 1에서 사용된 1.8 g의 디스코틱 액정성 화합물, 0.2 g의 에틸렌 옥시드로 변성된 트리메틸롤프로판 트리아크릴레이트(V#360, Osaka Organic Chemicla Co., Ltd.), 0.04 g의 셀룰로스 아세테이트 부티레이트(CAB531-1.0, Eastman Chemical), 0.06 g의 광중합개시제(Irgacure 907, Ciba-Geigy) 및 0.02 g의 증감제(Kayacure DETX, Nippon Kayaku Co., Ltd.)를 용해시켜 코팅 용액을 제조했다. 코팅 용액을 #3.6의 와이어 바를 사용하여 배향막 상에 코팅했다. 시트를 금속틀에 부착시키고, 130℃의 항온조에서 2 분간 가열하여 디스코틱 액정성 화합물을 배향시켰다. 시트를 100℃로 냉각하고, 120 W/cm의 고압 수은 램프를 사용하여 1 분간 시트에 자외선을 조사하여 디스코틱 액정성 화합물의 비닐기를 중합시켜 배향을 고정시켰다. 시트를 상온으로 냉각시켰다.

광학적 이방성 층의 두께는 1.2㎛였다. 투명 지지체 및 광학적 이방성 층의 적층물의 리타데이션 값을 러빙 방향에 따라 측정했다. 광학적 이방성 층의 광축의 평균 경사각은 18°였다. 시트의 Rth 리타데이션 값은 160 nm 였다. 시트의 Re 리타데이션 값은 35 nm였다.

(투명 지지체의 표면 처리)

투명 지지체 및 광학적 이방성 층의 적층물을 2 분간 55 ℃의 1.5 N 수산화 나트륨 수용액에 침지시켰다. 상온의 조에서 시트를 물로 세정했다. 30℃에서 시트를 0.1 N 의 황산으로 중화시켰다. 시트를 상온의 조에서 물로 다시 세정했다. 시트를 100 ℃ 에서 온풍 건조시켰다. 이렇게 하여, 투명 지지체의 뒷면(광학적 이방성 층이 제공되지 않는 면)을 비누화 처리했다.

(타원 편광판의 제조)

폴리비닐 알콜 필름을 연신하고 요오드를 흡수시켜 처리하여 편광막을 제조했다. 시트(지지체 및 광학적 이방성 층을 포함)의 투명 지지체를 폴리비닐 알콜계 접착제를 사용하여 편광막의 한 면에 접착시켰다. 투명 보호막(Fuji TAC TD80U, Fuji Photo Film Co., Ltd)을 폴리비닐 알콜계 접착제를 사용하여 막의 나머지 면에 접착시켰다. 편광막의 광 흡수축은 광학적 이방성 축의 러빙 방향과 평행하였다. 그 결과, 디스코틱 액정성 화합물의 대칭 분자축의 평균 방향을 필름 평면 상에 투영하여 얻어진 방향(트리페닐렌환의 디스코틱 평면의 법선을 의미)은 편광막의 광 흡수축에 평행했다. 이렇게 하여 타원 편광판을 제조했다.

(액정 표시 장치의 제조)

액정셀에 전압을 가했다. 투과률(흑표시 5V 당 백표시 2V)을 컨트라스트비로서 측정했다. 상하좌우 컨트라스트비를 측정했다. 또한, 2V와 5V 사이의 전압을 가해 8 계조를 표시하여 계조 반전을 야기시키는 각도를 측정했다. 그 결과, 10 이상의 컨트라스트비를 가지며 계조 반전을 야기시키지 않는 영상을 볼 수 있는 시야각은 상하 시야각 125°및 좌우 시야각 160°였다.

Claims

투명 보호막, 편광막, 투명 지지체, 및 액정성 분자로부터 형성된 광학적 이방성층이 순서대로 적층된 타원 편광판에 있어서, 투명 지지체가 하기식(1)로 정의된 Rth 리타데이션 값을 70 내지 400 nm 의 범위로 갖는 셀룰로스 에스테르 필름으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 타원 편광판:

[수학식 1]

Rth = {(nx+ny)/2-nz}×d

(식 중, nx 는 파장 550 nm에서 측정된 필름 평면 내의 x 방향의 굴절률이고; ny 는 파장 550 nm에서 측정된 필름 평면 내의 y 방향의 굴절률이며; nz 는 파장 550 nm에서 측정된 필름 평면 내의 z 방향의 굴절률이고; d는 nm 단위의 필름 두께이다).
제 1 항에 있어서, 셀룰로스 에스테르 필름이 셀룰로스 아세테이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 타원 편광판.
제 2 항에 있어서, 셀룰로스 아세테이트가 아세트산 함량 58.0 내지 62.5%로 갖는 것을 특징으로 하는 타원 편광판.
제 1 항에 있어서, 셀룰로스 에스테르 필름이 방향족 환을 2개 이상 갖는 화 합물을 셀룰로스 에스테르 100 중량부에 대해 0.3 내지 20 중량부의 범위로 함유하는 것을 특징으로 하는 타원 편광판.
제 4 항에 있어서, 방향족 환을 2개 이상 갖는 화합물이 2 개의 방향족 환 사이의 입체 배위의 입체 장해를 일으키지 않는 분자 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 타원 편광판.
제 1 항에 있어서, 셀룰로스 에스테르 필름이 40 내지 120 ㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 타원 편광판.
제 1 항에 있어서, 셀룰로스 에스테르 필름이 용매 캐스팅 방법에 따라 제조된 것을 특징으로 하는 타원 편광판.
제 1 항에 있어서, 셀룰로스 에스테르 필름으로 만들어진 투명 지지체의 편광막 측의 면에 코로나 방전처리, 글로우 방전처리, 화염 처리, 산처리, 알카리 처리 및 자외선 조사처리로 구성되는 군으로부터 선택된 표면 처리를 수행하는 것을 특징으로 하는 타원 편광판.
제 8 항에 있어서, 셀룰로스 에스테르 필름으로 만들어진 투명 지지체의 편광막 측의 면에 산처리 또는 알카리 처리에 의한 비누화처리를 수행하는 것을 특징 으로 하는 타원 편광판.
액정 셀 및 셀의 양측에 제공된 2개의 편광소자를 포함하는 투과형 액정표시장치에 있어서, 2 개의 편광 소자 중 하나 이상이 투명 보호막, 편광막, 투명 지지체, 및 액정성 분자로부터 형성된 광학적 이방성 층이 순서대로 적층된 타원 편광판이며, 투명 지지체가 투명 지지체가 하기식(1)로 정의된 Rth 리타데이션 값을 70 내지 400 nm 의 범위로 갖는 셀룰로스 에스테르 필름으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치:

[수학식 1]

Rth = {(nx+ny)/2-nz}×d

(식 중, nx 는 파장 550 nm에서 측정된 필름 평면 내의 x 방향의 굴절률이고; ny 는 파장 550 nm에서 측정된 필름 평면 내의 y 방향의 굴절률이며; nz 는 파장 550 nm에서 측정된 필름 평면 내의 z 방향의 굴절률이고; d는 nm 단위의 필름 두께이다).
제 10 항에 있어서, 액정 셀이 TN 모드인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.