KR100955747B1 - 액정 필름 및 타원 편광판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

배향 기판 위의 액정의 배향을 고정화한 액정 물질 층을, 접착제를 매개로 하여 1축 연신 폴리에스테르 필름으로 이루어진 재박리성 기판과 접착시킨 후, 배향 기판을 박리시켜 액정 물질층을 재박리성 기판 위에 전사한 다음, 재박리성 기판을 박리시켜 액정 필름을 제조함으로써, 제조시에 요구되는 기계적 강도, 양호한 내구성을 만족시키고, 동시에 광학적 결함의 검사성이 양호한, 지지 기판 필름 없이 필름화한 액정 필름의 제조방법이 제공된다.

배향 기판, 접착제, 1축 연신 폴리에스테르, 액정, 광학적 결함

Description

액정 필름 및 타원 편광판의 제조방법{METHOD FOR PRODUCING LIQUID CRYSTAL FILM AND ELLIPTICALLY POLARIZING PLATE}

본 발명은 각종 광학 소자에 유용한 액정 필름 및 타원 편광판의 제조방법에 관한 것이다.

액정 화합물의 배향층으로 이루어진 박막(필름), 특히 네마틱(nematic) 구조, 또는 뒤틀린 네마틱 구조의 배향을 고정화한 액정 물질로 이루어지는 필름은, 액정 표시 소자용의 색보상 및 시야각 보상용의 소자로서, 또한 선광성 광학 소자 등으로서 우수한 성능을 나타내고, 각종 표시 소자의 고성능화, 경량화에 기여하고 있다. 이러한 필름의 제조법으로는, 배향성 기판 위에 형성시킨 액정 물질로 이루어진 층을, 지지 기판을 겸하는 투광성 기판 위에 전사하는 방법이 제안되어 있다(특개평 4-57017호, 특개평 4-177216호 등). 또한, 액정 표시용 소자에 요구되는 가혹한 내구성 시험에 견디기 위한 대책으로서, 또한 보다 향상된 박형화, 경량화를 위해서는, 지지 기판 필름을 사용하지 않는 액정 물질로 이루어진 광학 소자의 제조방법도 제안되어 있다(특개평 8-278491호).

이러한 제조법에 의하면, 배향성 기판 위에 배향 형성시킨 액정 물질로 이루어진 층을, 접착제를 매개로 하여 일단 재박리성 기판에 전사한 다음에, 이 재박리 성 기판을 박리함으로써, 지지 기판 필름이 없는 액정 물질층으로 이루어진 광학 소자의 제조가 가능하게 되었다. 여기에서 사용되는 재박리성 기판은 기계적 강도와, 양호한 박리성이 요구되기 때문에, 실리콘이나 불소 수지로의 표면 코팅, 또는 기타의 표면처리를 실시한 광학적 등방성 필름을 제외하고는, 일반적으로는 2축 연신 폴리에스테르 및 2축 연신 폴리프로필렌 등의 광학적 이방성을 지닌 필름에 한정되어 있었다.

상기 광학적 등방성 필름은 그 종류가 적고, 박리성, 내열성이나 강도, 필름 두께 등이 액정 물질층의 제조에 필요한 내성을 충분히 구비하지 못한데다가, 대부분은 가격도 비싸다. 반면, 2축 연신된 광학적 이방성을 지닌 재박리성 기판은 광학적 등방성 필름과는 달리 그 종류도 많고 내성도 충분하지만, 상기 기판 위에 형성시킨 액정 물질층을 제조할 때에 그 형태 그대로 검사하려고 한 경우에는, 복굴절성의 영향으로 액정 물질층내 이물, 휘점, 색 얼룩짐 등의 광학적 결함의 검출이 몹시 곤란하다는 문제점이 있어서, 결함의 검출과 양호한 박리성의 양립이 충분히 해결되지는 못하고 있는 것이 현 상태다.

본 발명은 상기의 과제를 해결하고, 또한 지지 기판 필름이 없는 박막화한 액정 필름의 제조방법에서, 광학적 결함의 검출을 용이하게 하는 동시에 재박리시 박리성을 양호하게 하는 것을 목적으로 하여 재박리성 기판을 예의 검토한 결과, 1축 연신 폴리에스테르 필름을 사용하여 제조하였을 때에, 요구된 기계적 강도, 양호한 박리성을 만족시키는 동시에 광학적 결함의 검사가 용이한 것을 발견함으로써, 본 발명에 도달하게 되었다.

즉, 본 발명의 제1 측면은, 배향 기판 위의 액정의 배향을 고정화한 액정 물질층을, 접착제를 매개로 하여 1축 연신 폴리에스테르 필름으로 이루어진 재박리성 기판과 접착시킨 후, 배향 기판을 박리시켜 액정 물질층을 재박리성 기판에 전사한 다음, 재박리성 기판을 박리시키는 것을 특징으로 하는 액정 필름의 제조방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 제2 측면은, 배향 기판 위의 액정의 배향을 고정화한 액정 물질층을, 접착제를 매개로 하여 1축 연신 폴리에스테르 필름으로 이루어진 재박리성 기판과 접착시킨 후, 배향 기판을 박리시켜 액정 물질층을 재박리성 기판에 전사한 다음, 재박리성 기판을 박리시킨 뒤에, 편광판을 접착시키는 것을 특징으로 하는 타원 편광판의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 제1 및 제2 측면에서, 상기 1축 연신 폴리에스테르는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 이를 주성분으로 하는 폴리에스테르로 구성되는 것이 바람직하다.

하기에, 본 발명을 상세히 설명하겠다.

본 발명에 사용되는 액정의 배향을 고정화한 액정 물질층은, 임의의 액정 물질층을 배향 상태로 고정화하는 수단을 사용함으로써 고정화한 층을 말하고, 고정화 수단으로서는, 고분자 액정 물질의 경우에 배향 상태로부터 급랭시켜 유리화(glass) 상태로 고정하는 것, 반응성 작용기를 가지고 있는 저분자 또는 고분자 액정 물질을 배향한 후에 상기 작용기를 반응시켜(경화·가교 등) 고정화하는 것이 있다.

상기 반응성 작용기로는 비닐기, (메트)아크릴로일기, 비닐옥시기, 에폭시기, 옥세탄기, 카르복실기, 하이드록실기, 아미노기, 이소시아네이트기, 및 산무수물기 등이 있고, 각각은 적당한 방식으로 반응한다.

액정 물질층에 사용할 수 있는 액정 물질은, 액정 필름을 목적으로 하는 용도나 제조방법에 의해 저분자 액정 물질이나 고분자 액정 물질임이 문제되지 않는 폭넓은 범위에서 선택될 수 있지만, 고분자 액정 물질이 바람직하다. 또한, 액정 물질의 분자 형태는 막대기형 또는 원반형을 불문하고, 예를 들자면 디스코틱 네마틱 액정성을 보이는 디스코틱 액정 화합물도 사용할 수 있다.

고정화 하기 전의 액정 물질층의 액정상으로는, 네마틱상, 뒤틀린 네마틱상, 콜레스테릭상, 하이브리드 네마틱상, 하이브리드 뒤틀린 네마틱상, 디스코틱 네마틱상, 및 스멕틱상 등이 있다.

상기 고분자 액정 물질로는 각종 주쇄형 고분자 액정 물질, 측쇄형 고분자 액정 물질, 및 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 주쇄형 고분자 액정 물질로는 폴리에스테르계, 폴리아미드계, 폴리카보네이트계, 폴리이미드계, 폴리우레탄계, 폴리벤즈이미다졸계, 폴리벤족사졸계, 폴리벤즈티아졸계, 폴리아조메틴계, 폴리에스테르아미드계, 폴리에스테르카보네이트계 및 폴리에스테르이미드계 고분자 액정 물질 및 이들의 혼합물 등이 있다. 측쇄형 고분자 액정 물질로는 폴리아크릴레이트계, 폴리메타크릴레이트계, 폴리비닐계, 폴리실록산계, 폴리에테르계, 폴리말로네이트계, 및 폴리에스테르계 등의 직쇄형 또는 사이클릭 구조 골격쇄를 갖는 물질에 측쇄로서 메소젠기가 결합되어 있는 고분자 액정 물질, 또는 이의 혼합물이 있다. 이들 중에서도, 합성과 배향 용이성 측면에서, 주쇄형 고분자 액정 물질의 폴리에스테르계가 바람직하다.

저분자 액정 물질로는, 포화 벤젠 카르복시산류, 불포화 벤젠 카르복시산류, 비페닐카르복시산류, 방향족 옥시카르복시산류, 시프(schiff)염기형류, 비스-아조 메틴 화합물류, 아조 화합물류, 아족시 화합물류, 사이클로헥산 에스테르 화합물류, 또는 스테롤 화합물류의 말단에 상기 반응성 작용기가 도입된 액정성을 보이는 화합물과, 상기 화합물류 중에서 액정성을 보이는 화합물에 가교성 화합물을 첨가한 조성물 등이 있다. 또한, 디스코틱 액정 화합물로는 트리페닐렌계, 트럭센(truxene)계 화합물 등이 있다.

대안적으로는, 액정 물질 중에 열 또는 광 가교반응 등에 의해 반응하는 작용기 또는 부위를 가지는 각종 화합물을 액정성의 발현을 방해하지 않는 범위에서 배합할 수도 있다. 가교반응하는 작용기로는 전술한 각종 반응성 작용기가 있다.

액정의 배향을 고정화한 액정 물질층이란, 상기 액정 물질 및 필요에 따라 첨가한 각종 화합물을 함유하는 조성물을 용융 상태로 배향 기판 위에 도포하는 방법이나, 상기 조성물의 용액을 배향 기판 위에 도포하는 방법 등에 의해 형성하고, 배향 기판 위에 도포한 필름을 건조, 열처리(액정의 배향)하며, 필요하다면 광조사 및/또는 가열처리(중합 ·가교) 등의 전술한 배향을 고정화하는 수단을 사용하여 배향을 고정화함으로써 형성된 것을 말한다.

상기 용액의 제조에 사용되는 용매에 관해서는, 본 발명에 사용되는 액정 물 질이나 조성물을 용해시킬 수 있고, 적당한 조건에서 증발되는 용매인 한, 한정되지 않으며, 일반적으로는 아세톤, 메틸에틸 케톤, 및 이소포론 등의 케톤류, 부톡시에틸 알콜, 헥실옥시에틸 알콜, 및 메톡시-2-프로판올 등의 에테르 알콜류, 에틸렌 글리콜 디메틸에테르 및 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 등의 글리콜 에테르류, 에틸 아세테이트, 메톡시프로필 아세테이트 및 에틸 락테이트와 같은 에스테르계, 페놀 및 클로로페놀 등의 페놀류, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세토아미드, 및 N-메틸피롤리돈 등의 아미드계, 클로로포름, 테트라클로로에탄, 및 디클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소류, 및 이들의 혼합물을 적절히 사용한다. 또한, 배향 기판 위에 균일한 필름을 형성하기 위해 계면활성제, 소포제, 레벨링제 등을 용액에 첨가할 수도 있다. 또한, 착색을 목적으로 액정성의 발현을 방해하지 않는 범위 내에서 이색성 염료나 통상의 염료 또는 안료 등을 첨가할 수도 있다.

도포 방법은, 필름의 균일성이 확보되는 방법이라면 특별히 제한되지 않으며, 공지된 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 롤 코팅법, 다이 코팅법, 딥 코팅법, 커튼 코팅법, 및 스핀 코팅법이 가능하다. 도포한 후에는, 히터나 온풍기를 쐬는 등의 방법에 의해 용매 제거(건조) 공정을 삽입할 수도 있다. 도포된 필름의 건조상태 두께는 0.1 ㎛ 내지 50 ㎛, 바람직하기로는 0.2 ㎛ 내지 20 ㎛이다. 이 범위 외에서는, 수득되는 액정 물질층의 광학성능이 부족하거나, 액정 물질의 배향이 불충분해지는 등 바람직하지 않다.

계속해서, 필요하다면 열처리 등에 의해 액정의 배향을 형성한 후에, 배향의 고정화를 수행한다. 열처리는 액정상 발현 온도 범위로 가열함으로써, 액정 물질이 본래 지니고 있는 자기 배향능에 의해 액정이 배향하도록 하기 위한 것이다. 열처리 조건은, 사용되는 액정 물질의 액정상 거동 온도(전이 온도)에 따라 최적 조건이나 한계치가 달라지기 때문에, 일반적으로 말할 수 있는 것은 아니지만, 통상 10 내지 300℃, 바람직하게는 30 내지 250℃의 범위이다. 온도가 너무 낮으면, 액정의 배향이 충분히 진행되지 않을 수 있고, 온도가 너무 높으면 액정 물질이 분해되거나 배향 기판에 악영향을 미칠 수 있다. 또한, 열처리 시간은 통상 3초 내지 60분, 바람직하기로는 10초 내지 30분 범위이다. 3초보다 짧은 열처리 시간에서는, 액정의 배향이 충분히 완성되지 않을 수 있고, 60분을 넘는 열처리 시간에서는, 생산성이 극히 나빠지므로 둘 다 바람직하지 않다. 액정 물질을 열처리하여 액정의 배향이 완성되었으면, 배향 기판 위의 액정 물질층을 그 형태 그대로, 사용한 액정 물질에 적절한 수단을 사용하여 고정화한다.

상기 배향 기판으로는, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리에테르 케톤, 폴리에테르에테르 케톤, 폴리에테르 설폰, 폴리설폰, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리아릴레이트, 트리아세틸 셀룰로스, 에폭시 수지, 및 페놀 수지 등의 필름을 예로 들 수 있다.

이러한 필름은 사용된 제조방법에 따라, 개선된 배향능을 발현시키기 위한 처리를 행하지 않고도 본 발명에 사용된 액정 물질에 대해 충분한 배향능을 나타내는 경우도 있지만, 배향능이 불충분한 경우, 또한 상기 배향능을 나타내지 못하는 등의 경우에는, 이러한 필름을 적절한 정도로 가열하면서 연신하고, 필름면을 레이 온 직포 등으로 1방향을 따라 문지르는 이른바 러빙(rubbing) 처리를 하고, 필름 위에 폴리아미드, 폴리비닐 알콜, 또는 실란 커플링제 등의 공지된 배향제로 이루어진 배향막을 마련하여 러빙 처리하며, 산화 규소 등의 사방증착처리, 또는 이들 처리의 조합을 사용함으로써 배향능을 발현시킨 필름을 사용할 수도 있다.

또는 배향 기판으로, 표면에 규칙적으로 미세한 구멍이 많은 알미늄, 철, 동과 같은 금속판이나 각종 유리판 등도 사용할 수 있다.

배향 기판 위에 형성시킨 액정 물질층은 접착제를 매개로 하여 1축 연신 폴리에스테르 필름으로 이루어진 재박리성 기판과 접착시킨다.

상기 접착제로는, 액정 물질층 및 재박리성 기판인 1축 연신 폴리에스테르 필름에 대해 충분한 접착력이 있는 동시에, 후에 공정에서 1축 연신 폴리에스테르 필름을 박리하는 것이 가능하며, 액정 물질층의 광학적 특성을 손상시키지 않는 한, 특별한 제한은 없고, 예를 들자면, 아크릴 수지계, 메타크릴 수지계, 에폭시 수지계, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체계, 고무계, 우레탄계, 폴리비닐에테르계, 또는 이들의 혼합물과, 열경화형 및/또는 광경화형, 전자선경화형 등의 각종 반응성 접착제를 들 수 있다. 이러한 접착제는 액정 물질층을 보호하여 투명 보호층의 기능을 겸비하는 것도 포함한다. 또한, 상기 접착제로서 점착제를 사용할 수도 있다.

상기 반응성 접착제의 반응(경화) 조건은, 접착제를 구성하는 성분, 점도나 반응 온도 등의 조건에 따라 변화하기 때문에, 이에 적당한 조건을 선택해 수행하는 것이 좋다. 예를 들자면, 광경화형 접착제의 경우에는, 바람직하기로는 각종 공 지된 광개시제를 첨가하고, 메탈 할라이드 램프, 고압 수은등, 저압 수은등, 제논 램프, 아크 램프, 레이저, 및 싱크로트론 조사광원과 같은 광원 등의 광원에서 빛을 조사하여 반응을 수행할 수 있다. 단위면적(1 ㎠)당 조사량은 조사량의 총합으로 해서, 통상 1 내지 2000 mJ, 바람직하기로는 10 내지 1000 mJ 범위에 있다. 다만, 광개시제의 흡수영역과 광원의 스펙트럼이 현저히 상이한 경우, 또는 반응성 화합물 자체에 광원 파장의 흡수능이 있는 경우, 조사량은 상기 범위로 제한되지 않는다. 이러한 경우에는, 적당한 광증감제나, 또는 흡수파장이 서로 다른 2종 이상의 광개시제를 혼합하여 사용하는 방법을 사용할 수 있다. 전자선경화형 접착제의 경우에 가속전압은, 통상 10 kV 내지 200 kV, 바람직하기로는 50 kV 내지 100 kV이다.

접착제의 두께는 전술한 바와 같이, 접착제를 구성하는 성분, 접착제의 강도나 사용 온도 등에 따라 달라지긴 하지만, 통상 1 내지 50 ㎛, 바람직하기로는 3 내지 30 ㎛이다. 이러한 범위외에서는 접착 강도가 부족해지거나, 끝부분에서 새어나오기 때문에 바람직하지 않다.

대안적으로는, 이러한 접착제의 특성을 손상시키지 않는 범위에서, 광학특성의 제어를 목적으로 각종 미립자 등을 첨가할 수도 있다. 이러한 미립자로서, 접착제를 구성하는 화합물과 굴절률이 상이한 미립자, 투명성을 손상시키지 않고 대전방지능을 향상시키는 전도성 미립자, 내마모성을 향상시키는 미립자 등을 예시할 수 있으며, 더욱 구체적으로는 미세 실리카, 미세 알루미나, ITO(인듐 틴 옥사이드)미립자, 은미립자, 각종 합성 수지 미립자 등이 있다. 또한, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 산화방지제, 자외선 흡수제 등과 같은 각종 첨가제를 배합할 수도 있다.

본 발명에 사용되는 재박리성 기판은, 1축 연신 폴리에스테르 필름이다. 이의 조성은 특별히 제한되지는 않지만, 바람직하기로는 반복 단위체의 80 몰% 이상이 에틸렌 테레프탈레이트 또는 에틸렌-2,6-나프탈레이트인 것이 예시된다. 다른 공중합체 성분으로는, 이소프탈산, p-β-옥시에톡시 벤조산, 4,4'-디카르복시디페닐, 4,4'-디카르복시벤조페논, 비스(4-카르복시페닐)에탄, 아디프산, 세바신산, 5-나트륨설포이소프탈산, 및 1,4-디카르복시사이클로헥산과 같은 디카르복시산 성분; 및 프로필렌 글리콜, 부탄디올, 네오펜틸 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 사이클로헥산 디올, 비스페놀 A의 에틸렌 옥사이드 첨가물, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 및 폴리테트라메틸렌 글리콜과 같은 디올 성분이 있다.

이러한 디카르복시산 성분 또는 디올 성분은 필요에 따라 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 카르복시산 성분이나 디올 성분과 함께, p-옥시벤조산 등의 옥시카르복시산을 병용하는 것도 가능하다. 뿐만 아니라, 그 외의 공중합체 성분으로서 소량의 아미드 결합, 우레탄 결합, 에테르 결합, 및 카보네이트 결합을 함유하는 화합물이 포함될 수도 있다.

상기 폴리에스테르 제조법으로는, 방향족 디카르복시산을 디올과 직접 반응시키는 직접 중합법, 방향족 디카르복시산의 디메틸 에스테르와 디올을 에스테르 교환반응시키는 에스테르 교환 반응 등의 제조법을 적용할 수 있다.

재박리성 기판의 박리력에 관해서는, 동일한 재료로부터 제조된 재박리성 기 판이라도, 제조방법, 표면 상태나 사용된 접착제에 대한 습윤성에 따라 변화하기 때문에 일반적으로 결정할 수는 없지만, 접착제와의 계면에서 박리력(180°박리, 박리속도 30 cm/분, 실온에서 측정)은, 통상 0.38 내지 12 N/m, 바람직하기로는 0.38 내지 8.0 N/m일 것이 요구된다. 박리력이 이러한 수치보다 낮은 경우에는, 배향 기판 위의 액정 물질층을 재박리성 기판에 접착시킨 후, 배향 기판을 박리시킬 때에, 박리력이 낮기 때문에 재박리성 기판이 부분적으로 들어올려져서, 소망하는 계면에서의 양호한 박리 형태가 수득되지 못하고, 재박리성 기판으로 액정 물질 층의 전사가 불충분하게 되며, 상기 수치보다 박리력이 높은 경우에는, 재박리성 기판을 박리시킬 때에, 액정 물질층이 파손되거나, 소망하는 층과의 계면에서 박리가 일어나지 않아서 바람직하지 않다.

또한, 재박리성 기판의 박리성을 조정하기 위해서는, 활제를 함유할 수도 있다. 활제를 함유하는 경우에는, 광학적 결함 검사성이나 박리성에 악영향을 주지 않는 한, 활제의 종류나 첨가량에 특별한 제한은 없다. 활제의 구체예에는 미세실리카, 미세알루미나 등이 있고, 첨가량의 지표는 재박리성 기판의 헤이즈 수치가 통상 50% 이상, 바람직하기로는 30% 이하이도록 하는 양이다. 수치가 이것 이상인 경우에는 광학적 결함의 검사성이 악화되어 바람직하지 않다.

대안적으로는, 필요한 경우 이와 다른 공지된 각종 첨가제, 예를 들자면, 블로킹 방지제, 산화방지제, 대전방지제, 열안정제, 내충격성개량제 등을 함유할 수도 있다.

1축 연신 폴리에스테르 필름 제조방법의 일례는, 예를 들자면, 상기 폴리에 스테르를 용융시키고, 시트 형태로 눌러 압출하여 성형된 무배향 폴리에스테르를 유리 전이 온도 이상의 온도에서 텐터(tenter)로 횡연신한 다음, 열고정처리를 시행하는 방법이 있다.

본 발명에 따른 액정 필름의 제조방법은, 배향 기판 위의 액정의 배향을 고정화한 액정 물질층을, 접착제를 매개로 하여 1축 연신 폴리에스테르 필름으로 이루어지는 재박리성 기판과 접착시킨 후, 배향 기판을 박리시켜 액정 물질층을 재박리성 기판에 전사한 다음, 재박리성 기판을 박리시키는 것을 특징으로 한다.

액정 필름의 제조방법은, 재박리성 기판에 1축 연신 폴리에스테르를 사용하는 점을 제외하고는 특별히 제한되지 않지만, 일례로서, 이하의 방법에서 제조되는 것이 있다.

먼저, 배향 기판 위에, 액정 물질의 필름을 적절한 방법으로 형성하고, 필요하다면 용매 등을 제거하며, 가열 등으로 액정의 배향을 완성한 다음에, 사용한 액정 물질에 적당한 수단으로 액정 물질층을 고정화한다. 그 후에, 배향을 고정화한 액정 물질층 및/또는 1축 연신 폴리에스테르 필름(재박리성 기판) 위에, 접착제층을 형성하고, 접착제층을 매개로 하여 액정 물질층과 1축 연신 폴리에스테르 필름(재박리성 기판)을 밀착시킨 후, 필요하다면 접착제층을 반응(경화)시킨 다음, 배향 기판을 박리한다.

이러한 방법에서, 배향을 고정화한 액정 물질층을 재박리성 기판에 전사할 수 있다. 본 발명에서는 이처럼, 재박리성 기판인 1축 연신 폴리에스테르 필름 위에 접착제를 매개로 하여 접착시킨 액정 물질층으로 이루어진 적층물을 수득한 다 음에, 상기 1축 연신 폴리에스테르 필름을 박리시킴으로써 액정 필름을 수득하는 것이다. 이러한 방법으로, 액정 필름이 제조된다.

이러한 제조 공정 중의 재박리성 기판인 1축 연신 폴리에스테르 필름 위에 형성된 액정 물질층은, 그 형태 그대로 용이하게 광학적 결함의 검출이 가능하다.

또한, 1축 연신 폴리에스테르 필름을 박리시키면, 박리 불량에 의한 액정 물질층의 파괴, 혹은 다른 계면에서의 박리를 발생시키지 않고, 양호한 박리 형태를 수득할 수 있다.

광학적 결함의 검출방법에 대해서는 특별히 제한되지 않지만, 2장의 편광판의 흡수축을 직교방향으로 배치하고, 그 사이에 1축 연신 폴리에스테르 필름과 액정 물질층으로 이루어진 적층 필름을 배치한 뒤, 편광판의 하부로부터 백색광을 조사하여, 반대 방향에서 육안으로 관찰하는 방법이나, 라인카메라를 사용하는 자동화법이 있다. 전술한 액정 물질층의 리타데이션(복굴절과 액정 물질층의 두께의 합)에 따라 편광판의 흡수축을 반드시 직교로 배치하여야 하는 것은 아니고, 광학적 결함 검출을 용이하게 하기 위해 임의의 각도로 설정할 수도 있다.

수득된 액정 필름에는, 액정 물질층의 표면 보호를 위해서, 노출되어 있는 액정 물질층에 투명보호층을 설치하거나, 표면보호 필름을 조합할 수도 있다. 투명보호층은 전술한 접착제로부터 선택될 수 있다.

또한 본 발명에서는, 배향 기판 위의 액정의 배향을 고정화한 액정 물질층을, 접착제를 매개로 하여 1축 연신 폴리에스테르 필름으로 이루어진 재박리성 기판과 접착시킨 후, 배향 기판을 박리시켜 액정 물질층을 재박리성 기판에 전사한 다음, 재박리성 기판을 박리하여 수득된 액정 필름에 편광판을 점착시킴으로써, 타원 편광판을 제조한다.

액정 필름의 편광판을 점착시키는 면에는 특별한 제한이 없고, 배향 기판 박리면 쪽일 수도 있고, 1축 연신 폴리에스테르 필름 박리면 쪽일 수도 있다. 편광판이 점착되는 면은 용도, 제조과정 등에 따라 적당히 선택할 수 있다.

본 발명의 타원 편광판은, 편광판 및 액정 필름 외에, 반사방지층, 방현처리층, 하드코팅층, 광확산층을 1층 또는 복수층으로 포함할 수도 있다. 편광판과 접합 또는 접착시키는데 사용된 접착제 등은 광학 등급이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 전술한 접착제에서 적당한 것을 사용할 수 있다.

본 발명의 타원 편광판에 사용된 편광판은, 본 발명의 목적을 달성하여 수득된 것이면 특별히 제한되지 않고, 액정 표시 장치에 통상 사용되고 있는 편광판을 적절히 사용하는 것이 가능하지만, 바람직하기로는 최근 개발되어 시중에 나온 박막형의 것이 좋다. 구체적으로는 폴리비닐알콜(PVA)이나 부분 아세탈화 PVA와 같은 PVA계 편광 필름, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 부분 비누화물 등으로 이루어진 친수성 고분자 필름에 요오드 및/또는 2색성 색소를 흡착시켜 연신한 편광 필름, PVA의 탈수처리물이나 폴리염화비닐의 탈염산처리물과 같은 폴리엔 배향 필름 등으로 이루어진 편광 필름 등을 사용할 수 있다. 또 반사형의 편광 필름도 사용할 수 있다.

전술한 편광판은 편광 필름 단독으로 사용해도 되고, 강도향상, 내습성향상, 내열성 향상 등의 목적으로 편광 필름의 한쪽면 또는 양쪽면에 투명한 보호층 등을 설치할 수도 있다. 투명한 보호층은 폴리에스테르나 트리아세틸 셀룰로스 등의 투명 플라스틱 필름을 직접, 또는 접착제층을 매개로 하여 적층한 것이고, 수지의 도포층, 아크릴계나 에폭시계 등의 광경화형 수지층 등이 있다. 이러한 투명한 보호층을 편광 필름의 양면에 피복하는 경우, 양면에 동일한 투명 보호층을 설치할 수 있고, 또한 상이한 투명 보호층을 설치할 수도 있다.

또한, 상기 제조공정에 대해서, 1축 연신 폴리에스테르 필름을 박리하기 전에, 또는 박리 후에, 다른 광학 이방성 필름과 접합 또는 접착하여, 필요에 따라 1축 연신 폴리에스테르 필름을 박리함으로써, 액정 필름을 가지는 각종 광학 소자를 수득할 수 있다.

이 광학 소자에 대해서도, 광학 이방성 필름과 접합하기 전에, 1축 연신 폴리에스테르 필름 위에 형성된 액정 물질층은 적층 상태 그대로 용이하게 광학적 결함을 검출할 수 있다.

또한 필요에 따라 상기 각종 필름이나 층을 여러장 적층시킬 수 있고, 예를 들면 액정 물질층을 서로 대향시켜 필요에 따라 점·접착제를 매개로 하여 접합시킬 수도 있다.

본 발명의 액정 필름을 가지는 각종 광학 소자 중에서 예를 들면, 네마틱 배향, 뒤틀린 네마틱 배향을 고정화한 액정 필름은 위상차 필름으로서 기능하고, STN형, TN형, OCB형, HAN형 등의 투과 또는 반사형 액정 표시장치의 보상판으로서 사용가능하다. 콜레스테릭 배향이나 스멕틱 배향을 고정화한 액정 필름은, 휘도 향상용의 편광 반사 필름, 반사형의 칼라 필터, 선택 반사능에 기인하는 시각에 의한 반사광의 색변화를 살린 각종 위조 방지 소재나 장식 필름 등에 이용된다. 또 네마틱 하이브리드 배향을 고정화한 필름은 정면에서 봤을 때의 리타데이션을 이용하여, 위상차 필름이나 파장판으로서 이용가능하고, 또 리타데이션 수치의 방향(필름 두께 방향의 분자축의 기울기)에 의한 비대칭성을 살린 TN형 액정 표시장치의 시야각개선 필름 등에 이용가능하다. 또 1/4 파장판 기능을 가지는 액정 필름은 편광판과 조합하여, 원 편광판이나 반사형의 액정 표시장치, 또는 EL 표시장치의 반사 방지 필터 등으로서 이용가능하다.

이하에, 실시예로 본 발명을 구체적으로 설명하지만 본 발명은 이에 의해 제한되지는 않는다.

실시예 1

테레프탈산 50 mmol, 2,6-나프탈렌 디카르복시산 50 mmol, 메틸하이드로퀴논 디아세테이트 40 mmol, 카테콜디아세테이트 60 mmol 및 N-메틸이미다졸 60 mg을 사용하여 질소 대기 하에, 270℃에서 12시간 중축합을 수행했다. 다음으로, 수득된 반응 생성물을 테트라클로로에탄에 용해한 후에, 메탄올로 재침전시켜 정제함으로써, 액정성 폴리에스테르 14.7 g을 수득했다. 이 액정성 폴리에스테르(중합체-1)의 고유점도(페놀/테트라클로로에탄(6/4 질량비) 혼합용매: 30℃)는 0.17 dl/g이고, 액정상으로서 네마틱상을 보였으며, 등방상-액정상 전이온도는 250℃ 이상, 시차 주사 열량계(DSC)에 의한 유리 전이온도는 115℃였다.

비페닐 디카르보닐 클로라이드 90 mmol, 테레프탈로일 클로라이드 10 mmol 및 S-2-메틸-1,4-부탄디올 105 mmol을 디클로로메탄 중에서 실온에서 20시간 반응시키고, 반응액을 메탄올 안에 투입하여 재침전시킴으로써, 액정성 폴리에스테르 12.0g을 얻었다. 이 액정성 폴리에스테르(중합체-2)의 고유점도는 0.12 dl/g이었다.

19.82 g의 중합체-1과 0.18 g의 중합체-2를 80 g의 N-메틸-2-피롤리돈에 용해하여 용액을 만들었다. 레이온 포로 러빙처리를 한 폴리이미드 필름(듀퐁사 제품, 상품명 "KAPTON") 위에 스핀 도포하고, 용매를 건조 제거한 후에 210℃에서 20분 열처리를 함으로써, 트위스트 네마틱 배향 구조를 형성했다. 열처리 후, 실온까지 냉각시켜 트위스트 네마틱 배향 구조를 고정화함으로써 폴리이미드 필름 위에서 필름 두께 3.0 ㎛로 균일하게 배향한 액정 물질층을 수득하였다(액정 물질층 1). 필름 두께는 촉침형 두께 측정기를 이용하여 측정하였다.

다음으로 액정 물질층 1 위에(폴리이미드 필름의 반대쪽 면) 시판중인 UV 경화형 접착제(UV-3400, 동아합성(주) 제품)를 5 ㎛의 두께로 도포하였다. 그 위에 재박리성 기판으로서 두께 38 ㎛의 1축 연신 폴리에틸렌 테레프탈레이트(지금부터 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 PET라고 하겠다) 필름을 라미네이팅하고, 약 600 mJ의 UV를 조사하여 그 접착제 층을 경화하였다. 그 후에, 1축 연신 PET 필름/접착제층/액정 물질층 1/폴리이미드 필름의 적층체에서 폴리이미드 필름을 박리시킴으로써 액정 물질층 1을 재박리성 기판인 1축 연신 PET 필름 위에 전사하여 액정 필름 적층체 1을 수득하였다.

액정 필름 적층체 1 중의 광학적 결함을 조사하기 위하여, 2장의 편광판의 흡수축을 직교 방향으로 배치하고, 이들 사이에 14 인치 크기의 액정 필름 적층체 1을 1축 연신 폴리에스테르 필름의 연신 방향과, 한쪽 편광판의 흡수축 또는 투과축이 같은 방향이 되도록 설치하고, 편광판의 하부에서 백색 형광등을 광원으로 하여, 반대 방향에서 육안으로 액정 필름 적층체 1 중의 이물, 상 등의 결함을 관찰했다.

그 결과, 1축 연신 폴리에스테르 필름의 복굴절성의 영향을 받지 않고, 결함의 검사를 수행할 수 있었다. 그 때, 액정 필름 적층체 1의 검사에 필요한 시간은 11초였다.

비교예 1

별도로, 실시예 1과 동일하게 작제한 액정 물질층 1 위에(폴리이미드 필름과 반대쪽 면) 시판 중인 UV 경화형 접착제(UV-3400, 동아합성(주) 제품)로 5 ㎛ 두께의 접착제층을 형성했다. 그 위에 재박리성 기판용 필름으로서 시판 중인 두께 35㎛의 2축 연신 PET 필름(상품명 "S10", 도레이(주) 제품)을 라미네이팅하여, 약 600 mJ의 UV를 조사함으로써 그 접착제층을 경화하였다. 그 후에, 2축 연신 PET 필름/접착제층/액정 물질층 1/폴리이미드 필름의 적층체에서 폴리이미드 필름을 박리시킴으로써 액정 물질층을 2축 연신 PET 필름 위에 전사하여, 액정 필름 적층제 2를 수득하였다.

액정 필름 적층체 2 중의 광학적 결함을 조사하기 위하여, 2장의 편광판의 흡수축을 직교 방향으로 배치하고, 이들 사이에 14 인치 크기의 액정 필름 적층체 2를 두고, 편광판의 하부에서 백색 형광등을 광원으로 하여, 반대 방향에서 육안으 로 액정 필름 적층체 2 중의 이물, 상 등의 결함을 관찰했다.

그 결과, 2축 연신 PET 필름의 복굴절성의 영향을 받기 때문에, 결함의 검출이 지극히 곤란하고, 검사가 불가능했다.

2장의 편광판의 흡수축의 교차 각도를 변화시켜 보아도, 또는 액정 물질층 1의 배향축과 편광판의 흡수축과의 각도를 변화시켜 보아도, 복굴절에 의한 간섭을 제거하지 못했기 때문에, 검사는 곤란했다.

실시예 2

실시예 1에서 수득된 액정 필름 적층체 1의 노출된 액정 물질층 면에 세퍼레이트 필름을 붙인 약 25 ㎛의 점착제층 1을 라미네이팅했다. 다음으로, 1축 연신 PET 필름/접착제층/액정 물질층 1/점착제층 1/세퍼레이트 필름 적층체에서 1축 연신 PET 필름을 박리했다. 1축 연신 PET 필름과 접착제층과의 사이 박리력은 2.0 N/m였다.

수득된 접착제층/액정 물질층 1/점착제층 1/세퍼레이트 필름의 적층체의 접착제층 면에 편광판(두께 180 ㎛; 주우화학공업(주) 제품, "SQ-1852AP")을 25 ㎛의 점착제층 2를 매개로 하여 라미네이팅하여 편광판/점착제층 2/접착제층/액정 물질층 1/점착제층 1/세퍼레이트 필름이 일체가 된 적층체로 이루어진 타원 편광판을 수득하였다. 제조공정에 있어서 액정 필름 적층체 1의 광학적 결함의 검사성이 양호했을 뿐 아니라, 1축 연신 PET의 박리성이 지극히 양호하여, 접착제층과의 계면에서 1축 연신 PET 필름의 정상적인 박리가 가능했다.

비교예 2

비교예 1에서 수득된 액정 필름 적층체 2의 노출된 액정 물질층 면에, 세퍼레이트 필름을 붙인 약 25 ㎛의 점착제층 1을 라미네이팅했다. 다음으로 2축 연신 PET 필름/접착제층/액정 물질층 1/점착제층 1/세퍼레이트 필름의 적층체에서 2축 연신 PET 필름을 박리했다. 2축 연신 PET필름 "S10"과 접착제층 사이의 박리력은 3.9 N/m였다.

제조공정에 있어서 액정 필름 적층체 2는 2축 연신 PET 필름의 복굴절성의 영향을 받아 광학적 결함의 검사성이 좋지 않고, 또 2축 연신 PET 필름의 박리성도 좋지 않았으며, 접착제층과의 계면에서 박리되는 2축 연신 PET 필름의 정상적인 박리 부분의 면적은 전체의 약 60%였다.

비교예 3

실시예 2에서 두께 38 ㎛의 1축 연신 PET 필름 대신에 두께 50 ㎛의 아크릴 수지 필름(상품명 "ACRYPLEN", 미츠비시 레이온(주) 제품)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 2과 같은 방법으로 실시하여, 액정 필름 적층체 3을 수득하였다. 아크릴 수지 필름 "ACRYPLEN"과 접착제층 사이의 박리력은 31 N/m였다.

제조공정에 있어서 액정 필름 적층체 3의 광학적 결함의 검사성은 양호하였지만, 재박리성 기판에 사용한 "ACRYPLEN" 필름의 박리성이 좋지않아, 접착제층과의 계면에서 박리하는 "ACRYPLEN" 필름의 정상적 박리 부분은 수득되지 않았다.

비교예 4

실시예 2에서, 두께 38 ㎛의 1축 연신 PET 필름 대신에 두께 50 ㎛ TPX 필름(상품명 "OPULENT X44B", 미츠비시 케미컬(주) 제품)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 2와 같은 방법으로 실시하여, 액정 필름 적층체 4를 수득하였다. TPX 필름 "X44B"와 접착제층 사이의 박리력은 0.2 N/m였다.

제조공정에 있어서 액정 필름 적층체 4의 광학적 결함의 검사성은 양호하였지만, 재박리성 기판으로 사용된 TPX 필름의 접착체로의 접착력이 낮고, 제조공정에서의 각종 조작 중에 TPX 필름과 접착제층과의 박리가 생기기 쉬워 안정하게 제조하기 곤란하였다.

비교예 5

실시예 2에서 두께 38 ㎛의 1축 연신 PET 필름 대신에 두께 50 ㎛의 2축 연신 PET 필름(상품명 "T60" 도레이(주) 제품)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 2와 같은 방법으로 실시하여, 액정 필름 적층체 5를 수득하였다. 2축 연신 PET 필름 "T60"과 접착제층 사이의 박리력은 4.5 N/m였다.

제조공정에 있어서 액정 필름 적층체 5는 2축 연신 PET 필름의 복굴절성의 영향을 받아 광학적 결함의 검사성이 좋지 않고, 또 "T60" 필름의 박리성도 좋지 않으며, "T60" 필름/접착제층 계면에서 박리하는 정상적인 박리 부분의 면적은 전체의 약 30%였다.

비교예 6

실시예 2에서 두께 38 ㎛의 1축 연신 PET 필름 대신에 두께 50 ㎛의 실리콘 표면 코팅 2축 연신 PET 필름(상품명 "#52", 테이진(주) 제품)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 2와 같은 방법으로 실시하여, 액정 필름 적층체 6을 수득하였다. 전술한 "#52" 필름과 접착제층 사이의 박리력은 0.77 N/m였다.

제조공정에 있어서 액정 필름 적층체 6은 2축 연신 PET 필름의 복굴절성의 영향을 받아 광학적 결함의 검사성이 좋지 않았다. "#52" 필름의 박리성은 양호하고, "#52" 필름/접착제층 계면에서의 정상적인 박리가 가능했다.

비교예 7

실시예 2에서 두께 38 ㎛의 1축 연신 PET 필름 대신에 두께 50 ㎛의 실리콘 표면 코팅 2축 연신 PET 필름(상품명 "#51", 테이진(주) 제품)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 같은 방법으로 실시하여, 액정 필름 적층체 7을 수득하였다. 전술한 "#51" 필름과 접착체층 사이의 박리력은 2.0 N/m였다.

제조공정에 있어서 액정 필름 적층체 7은 2축 연신 PET 필름의 복굴절성의 영향을 받아, 광학적 결함의 검사성이 좋지 않았다. "#51" 필름의 박리성은 양호하고, "#51" 필름/접착제층 계면에서의 정상적인 박리가 가능했다.

실시예 2 및 비교예 2 내지 비교예 7의 결과를 표 1에 정리했다.

	재박리성 기판	검사성	박리성
실시예 2	1축 연신 PET	o	o
비교예 2	2축 연신 PET "S10"	x	x
비교예 3	아크릴 수지 "ACRYPLEN"	o	x
비교예 4	TPX 필름 "X44B"	o	x
비교예 5	2축 연신 PET "T60"	x	x
비교예 6	실리콘 코팅 2축 연신 PET "#52"	x	o
비교예 7	실리콘 코팅 2축 연신 PET "#51"	x	o

본 발명에서는, 통상의 재박리성 기판을 사용한 경우 지극히 곤란했던, 액정 물질층의 이물, 휘점, 색 얼룩짐 등의 광학적 결함의 용이한 검출과 재박리성 기판의 양호한 박리성의 양립을, 재박리성 기판으로서 1축 연신 폴리에스테르를 사용함으로써 지극히 용이하게 달성할 수 있다.

Claims (4)

1. 배향 기판 위에 고정된 액정 배향을 갖는 액정 물질층을, 접착제를 매개로 하여 1축 연신(uniaxial stretching) 폴리에스테르 필름으로 이루어진 재박리성(releasable) 기판과 접착시키는 단계;

   상기 배향 기판을 박리시켜 재박리성 기판에 전사된 액정 물질층의 광학적 결함을 검출하는 단계; 및

   재박리성 기판을 상기 액정 물질층으로부터 박리시키는 단계

   를 포함하는, 액정 필름의 제조방법.
2. 배향 기판 위의 고정된 액정 배향을 갖는 액정 물질층을, 접착제를 매개로 하여 1축 연신 폴리에스테르 필름으로 이루어진 재박리성 기판과 접착시키는 단계;

   상기 배향 기판을 박리시켜 재박리성 기판에 전사된 액정 물질층의 광학적 결함을 검출하는 단계; 및

   재박리성 기판을 박리시킨 후, 상기 액정 물질층 상에 편광판을 접착시키는 단계

   를 포함하는, 타원 편광판의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 1축 연신 폴리에스테르가 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 폴리에스테르로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정 필름의 제조방법.
4. 제 2 항에 있어서, 1축 연신 폴리에스테르가 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 폴리에스테르로 구성되는 것을 특징으로 하는 타원 편광판의 제조방법.