발명의 개시
본 발명은 편광판 및 그 위에 적층된 광학 보상층을 갖는 광학 보상 편광판에 관한 것이다. 본 발명의 목적은, 화상 디스플레이 유닛, 특히 액정 디스플레이 유닛에 사용되는 경우, 전면 콘트라스트 (frontal contrast)를 감소시키지 않고 디스플레이 콘트라스트, 및 디스플레이 색상의 시야각 특징을 개선할 수 있는, 광학 보상 편광판을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 전술한 광학 보상 편광판이 제공된 화상 디스플레이 유닛, 특히 우수한 시야각 특징을 가지고 CRT 의 대용물로서 이용가능한 액정 디스플레이 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 넓은 범위에 걸쳐 높은 콘트라스트 비율을 가지고 IPS 모드로 가동할 수 있어 용이하게 볼 수 있는 (easily viewable) 디스플레이를 제공하는 액정 디스플레이 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명자는 심도있게 연구하여 전술한 문제를 극복하였다. 그 결과, 본원에서 하기에 언급할 광학 보상 편광판, 화상 디스플레이 유닛 및 액정 디스플레이 유닛을 발명하였고, 이로써 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명은 하기 물질을 제공하여 달성되었다.
(1) 편광자의 양쪽 면에 투명 보호 필름을 적층하여 편광판을 형성하고, 그의 한 면에 추가로 광학 보상층을 적층하여 제조한 광학 보상 편광판으로서, 투명 보호 필름 중 하나 이상이, 그 평면 내 지연값 Re (단위: nm) 및 필름 두께 방향 지연값 Rth (단위: nm)가 하기 식 (I) 및 (II) 를 충족하는 셀룰로오스 아실레이트 필름이고, 광학 보상층의 Nz 및 Re1 (각각, 하기 식 (III) 및 (IV) 로 정의됨)가 하기 식 (V) 및 (VI) 를 충족하는 광학 보상 편광판:
(I) │Re│≤ 10
(II) │Rth│≤ 25
(III) Nz = (nx1-nz1)/(nx1-ny1)
(IV) Re1 = (nx1-ny1)×d1
(V) 0.4 ≤ Nz ≤ 0.6
(VI) 100 ≤ Re1 ≤ 350
(식 중, Re1 은 파장 590 nm 에서의 평면 내 지연값 (단위: nm)이고; Nz 는 파장 590 nm 에서의 Nz 인자이고; nx1 은 필름 평면 내 지상축 (slow axis) 방향으로의 굴절률이고; ny1 은 필름 평면 내 지상축에 수직인 방향으로의 굴절률이고; nz1 은 필름 두께 방향으로의 굴절률이며; d1 은 필름 두께 (단위: nm)이다).
(2) 상기 (1)에 있어서, 투명 보호 필름이 하기 식 (VII) 를 충족하는 광학 보상 편광판:
(VII) │Re(400)-Re(700)│≤ 10 및 │Rth(400)-Rth(700)│≤ 35
(식 중, Re(λ) 는 λ nm 의 파장에서 평면 내 지연값 (단위: nm)이고; Rth(λ) 는 λ nm 의 파장에서 필름 두께 방향 지연값 (단위: nm)이다).
(3) 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 투명 보호 필름의 두께가 10 내지 120 ㎛ 인 광학 보상 편광판.
(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, 투명 보호 필름이 하기 식 (VIII)를 충족하는 광학 보상 편광판:
(VIII) │Re(최대)-Re(최소)│≤ 6 및 │Rth(최대)-Rth(최소)│≤ 10
(식 중, Re(최대) 및 Rth(최대)는 임의로 절단된 1 m2 필름 조각의 최대 지연값 (단위: nm)이고; Re(최소) 및 Rth(최소)는 그의 최소 지연값 (단위: nm)이다).
(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서, 투명 보호 필름이, 하기 식 (IX) 및 (X) 를 충족하는 범위 내로 필름 두께 방향 지연값인 Rth 를 감소시키는 (필름 두께 방향 지연값 Rth 를 감소시킬 수 있는) 하나 이상의 화합물을 함유하는 광학 보상 편광판:
(IX) (Rth(A)-Rth(0))/A ≤ 1.0
(X) 0.1 ≤ A ≤ 30
(식 중, Rth(A) 는 Rth 를 감소시키는 화합물 A% 를 함유한 필름의 Rth (nm)이고; Rth (0) 은 Rth 를 감소시키는 화합물을 함유하지 않은 필름의 Rth (nm)이고; A 는 필름 재료로 사용된 중합체의 질량을 100 으로 한 경우 상기 화합물의 질량(중량)(%) 이다).
(6) 상기 (5)에 있어서, Rth를 감소시키는 화합물이 옥탄올-물 분배 계수 (Log P)가 0 내지 7 인 화합물인 광학 보상 편광판.
(7) 상기 (5) 또는 (6)에 있어서, Rth 를 감소시키는 화합물로서, 하기 화학식 (13), (18) 및 (19) 중 임의의 것으로 나타내는 하나 이상의 화합물을 고체 셀룰로오스 아실레이트 함량에 대하여 0.01 내지 30 질량% 의 함량으로 함유하는 광학 보상 편광판:
[화학식 13]
(식 중, R1 은 알킬기 또는 아릴기를 나타내고; R2 및 R3 은 독립적으로 각각 수소 원자, 알킬기 또는 아릴기를 나타내고, 단 R1, R2 및 R3 의 탄소 원자의 합은 10 이상이다);
[화학식 18]
(식 중, R1 은 알킬기 또는 아릴기를 나타내고; R2 및 R3 은 독립적으로 각각 수소 원자, 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다);
[화학식 19]
(식 중, R4, R5 및 R6 은 독립적으로 각각 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다).
(8) 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 있어서, 투명 보호 필름이│Re(400)-Re(700)│ 및 │Rth(400)-Rth(700)│을 감소시키는 하나 이상의 화합물을 고체 셀룰로오스 아실레이트 함량에 대하여 0.01 내지 30 질량% 의 함량으로 함유하는 광학 보상 편광판.
(9) 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 있어서, 투명 보호 필름이 필름의 종방향 (MD)에 수직인 횡방향 (TD)으로 지상축을 갖는 광학 보상 편광판.
(10) 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 있어서, 투명 보호 필름이 알칼리-비누화된 필름 표면의 접촉각이 55°이하인 광학 보상 편광판.
(11) 상기 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 있어서, 투명 보호 필름이, 60 ℃ 및 90% RH 에서 240 시간 동안의 처리 후, 각각 15 nm 이하의 Re 및 Rth 변화를 나타내는 광학 보상 편광판.
(12) 상기 (1) 내지 (11) 중 어느 하나에 있어서, 투명 보호 필름이, 80 ℃ 에서 240 시간 동안의 처리 후, 각각 15 nm 이하의 Re 및 Rth 변화를 나타내는 광학 보상 편광판.
(13) 상기 (1) 내지 (12) 중 어느 하나에 있어서, 투명 보호 필름이 연신 필름이고, 광학 보상층이 상기 연신 후에 적층되는 광학 보상 편광판.
(14) 상기 (1) 내지 (12) 중 어느 하나에 있어서, 투명 보호 필름이 광학 보상층의 적층 후에 연신된 연신 필름인 광학 보상 편광판.
(15) 상기 (13) 또는 (14) 에 있어서, 투명 보호 필름의 연신 전후 평면 내 지연값이 하기 식 (XI)를 충족하는 광학 보상 편광판:
(XI) │Re(n)-Re(0)│/n ≤ 1.0
(식 중, Re (n) 은 n(%)로 연신된 필름의 평면 내 지연값 (단위: nm)이고; Re(0) 은 연신되지 않은 필름의 평면 내 지연값 (단위: nm)이다).
(16) 상기 (1) 내지 (15) 중 어느 하나에 있어서, 투명 보호 필름이, 아실기에 의한 치환도가 2.70 내지 3.00 인 셀룰로오스 아세테이트를 포함하는 광학 보상 편광판.
(17) 상기 (1) 내지 (15) 중 어느 하나에 있어서, 투명 보호 필름이, 하기 식 (XII) 내지 (XIV) 모두를 충족하는 셀룰로오스 아실레이트를 포함하는 광학 보상 편광판:
(XII) 2.50 ≤ SA+SB ≤ 3.00
(XIII) 0 ≤ SA ≤ 2.5
(XIV) 0.5 ≤ SB ≤3.00
(식 중, SA 는 아세틸기에 의한 치환도이고; SB 는 탄소수 3 내지 22 의 치환된 아실기에 의한 치환도이다).
(18) 상기 (1) 내지 (17) 중 어느 하나에 있어서, 광학 보상층이, 막대형 (rod-like) 또는 디스크형 (disk-like) 화합물이 투명 보호 필름면에 대하여 수직으로 배향되는 광학 보상층인 광학 보상 편광판.
(19) 상기 (1) 내지 (17) 중 어느 하나에 있어서, 광학 보상층이, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리에테르 케톤, 폴리아미드 이미드 및 폴리에스테르 이미드 중에서 선택되는, 양의 고유 복굴절값을 갖는 중합체를 함유하는 광학 보상 편광판.
(20) 상기 (1) 내지 (17) 중 어느 하나에 있어서, 광학 보상층이 음의 고유 복굴절값을 갖는 중합체를 함유하는 광학 보상 편광판.
(21) 상기 (1) 내지 (20) 중 어느 하나에 있어서, 투명 보호 필름이 접착층 또는 감압성 (pressure-sensitive) 접착층을 통해 광학 보상층에 결합되는 광학 보상 편광판.
(22) 상기 (1) 내지 (21) 중 어느 하나에 있어서, 하드코트층 (hard coat layer), 눈부심 방지층 및 반사 방지층 중에서 선택되는 하나 이상의 층을 갖는 광학 보상 편광판.
(23) 상기 (1) 내지 (22) 중 어느 하나에 따른 광학 보상 편광판이 사용되는 화상 디스플레이 유닛.
(24) 상기 (1) 내지 (22) 중 어느 하나에 따른 광학 보상 편광판이 시야측 (viewing side) 셀 기판에 제공되고, 상기 (1) 내지 (17) 중 어느 하나에 기재된 바와 같은 투명 보호 필름이 편광자의 하나 이상의 면 상에 적층된 편광판이 시야측의 반대 측 셀 기판에 제공되며, 전압을 가하지 않은 상태에서, 액정셀 내 액정 분자의 주축 방향이 편광판의 흡수축 방향에 평행한, IPS 모드의 화상 디스플레이 유닛을 갖는 액정 디스플레이 유닛.
(25) 상기 (1) 내지 (17) 중 어느 하나에 기재된 바와 같은 투명 보호 필름이 편광자의 하나 이상의 면 상에 적층된 편광판이 시야측 셀 기판에 제공되고, 상기 (1) 내지 (22) 중 어느 하나에 따른 광학 보상 편광판이 상기 시야측의 반대 측 셀 기판에 제공되며, 전압을 가하지 않은 상태에서, 액정셀 내 액정 분자의 주축 방향이 편광판의 흡수축 방향에 수직인, IPS 모드의 화상 디스플레이 유닛을 갖는 액정 디스플레이 유닛.
전술한 바와 같은 본 발명에 따른 광학 보상 편광판에 있어서, 법선에서 벗어난 방향에서의 광누설은, 액정셀 및 편광판을 교차-니콜 (cross-Nicol) 하에 위치시키는 경우, 특정 광학 보상층에 의해 보상될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 광학 보상 편광판은 IPS 모드 액정 디스플레이 유닛의 액정층에서 각도에서 기인되는 콘트라스트 감소를 보상하는 기능을 갖는다. 광학 보상층은 전술한 바와 같은 Nz 값이 0.4 내지 0.6 이고, 평면-내 위상차 (Re1)가 100 내지 350 nm 이다. 보상 기능 측면에서, 상기 Nz 값은 바람직하게는 0.45 이상, 더욱 바람직하게는 0.48 이상이다. 한편, 바람직하게는, Nz 값은 또한 0.55 이하, 더욱 바람직하게는 0.52 이하이다. 보상 기능 측면에서, 평면-내 상 지연인 Re1 는 230 nm 이상, 더욱 바람직하게는 250 nm 이상이다.
본 발명에 따른 광학 보상 편광판 내의 편광자 양면에 적층된 투명 보호 필름 중 하나 이상은 광학 이방성 (Re, Rth)이 작은, 즉, │Re│≤ 10 및 │Rth│≤ 25, 바람직하게는 │Re│≤5 및 │Rth│≤ 10, 더욱 바람직하게는 │Re│ ≤ 2 및 │Rth│≤ 5 인 셀룰로오스 아실레이트 필름이다. 광학 이방성이 작은 셀룰로오스 아실레이트 필름 상에 특정 복굴절률을 갖는 광학 보상층을 적층하여, 광학 보상층의 광학 보상 기능이 효과적으로 발휘될 수 있다.
본 발명에 이용되는 투명 보호 필름은 평면 내 광학 이방성에서 산란이 적은 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, │Re(최대)-Re(최소)│≤ 6 및 │Rth(최대)-Rth(최소)│≤ 10, 더욱 바람직하게는 │Re(최대)-Re(최소)│≤ 3 및 │Rth(최대)-Rth(최소)│≤ 5 이다 (식 중, Re(최대) 및 Rth(최대)는 임의로 절단된 1 m2 필름 조각의 최대 지연값 (단위: nm)이고; Re(최소) 및 Rth(최소)는 그의 최소 지연값 (단위: nm)이다).
투명 보호 필름의 평면 내 광학 이방성을 조절하여, 이를 이용하여 제조된 광학 보상 편광판의 광학 이방성을 또한 조절할 수 있다. 그 결과, 이를 사용하여, 액정 패널의 디스플레이 불균일성을 감소시키는 효과를 달성할 수 있다.
본 발명에서 사용하고자 하는 Re 및 Rth 가 작은 필름 (즉, 광학 등방성 필름)은 연신된 상태에서 작은 Re 를 나타내고, 제조 도중 각종 이송 장력 (transport tension)이 발생하여도 평면 내 산란을 낮은 수준으로 유지할 수 있다. 즉, 이는 필름 평면 내 광학 이방성에서 작은 산란을 나타낸다.
본 발명에서, 파장 산란이 작은 셀룰로오스 아실레이트 필름을 이용하는 것이 또한 바람직하다. 바람직하게는, │Re(400)-Re(700)│≤ 10 및 │Rth(400)-Rth(700)│≤ 35, 더욱 바람직하게는 │Re(400)-Re(700)│≤ 5 및 │Rth(400)-Rth(700)│≤ 25, 특히 바람직하게는 │Re(400)-Re(700)│≤ 3 및 │Rth(400)-Rth(700)│≤ 15 이다.
전술한 바와 같은 투명 보호 필름이 연신 필름인 것이 바람직하다. 상기 연신은 1축 연신 또는 2축 연신으로 실행될 수 있다. 2축 연신 필름이 특히 바람직하다.
일반적으로, 연신에 의해 필름 재료의 강도를 상승시킴으로써, 향상된 인성 (toughness)을 갖는 기계적 특성을 수득할 수 있다. 그러나, 다수의 재료는 연신에 의해 위상차가 발생하게 된다. 그러한 필름은 편광자에 대한 보호 필름으로서 사용할 수 없다.
한편, 본 발명에서 투명 보호 필름은 연신, 또는 결합 후 응력으로 인한 크기 변화에 의해 광학 특징이 거의 변하지 않는, 셀룰로오스 아실레이트 필름이다. 즉, 상기 필름은 편광자에 대한 보호 필름으로 적절히 이용할 수 있다. 바람직하게는, │Re(n)-Re(0)│/n ≤ 1.0, 더욱 바람직하게는 │Re(n)-Re(0)│/n ≤ 0.5 이다.
상기 식에서, Re (n) 은 n(%)로 연신된 필름의 평면 내 지연값 (단위: nm)이고; Re(0) 은 연신되지 않은 필름의 평면 내 지연값 (단위: nm)이다.
또한, 바람직하게는, 본 발명에서 투명 보호 필름의 두께는 10 내지 120 ㎛, 더욱 바람직하게는 40 내지 100 ㎛, 특히 바람직하게는 60 내지 80 ㎛ 이다.
본 발명에서의 투명 보호 필름의 환경 변화에 따른 광학 성능 변화와 관련하여, 60 ℃ 및 90% RH 에서 240 시간 동안 처리한 후, Re 및 Rth 의 변화는 바람직하게는 각각 15 nm 이하, 더욱 바람직하게는 10 nm 이하, 특히 바람직하게는 5 nm 이하이다. 또한, 투명 보호 필름은 80 ℃ 에서 240 시간 동안 처리한 후, 바람직하게는 각각 15 nm 이하, 더욱 바람직하게는 5 nm 이하의 Re 및 Rth 의 변화를 나타낸다.
전술한 바와 같이 편광자에 대한 투명 보호 필름의 광학 이방성 및 산란을 조절하여, 광학 보상층이 그 위에 적층되도록 용이하게 설계할 수 있고, 높은 보상 효과를 갖는 광학 보상 편광판을 제공할 수 있게 된다.
광학 보상층의 두께는 본 발명에서 특별히 제한되지는 않으나, 이는 통상적으로 약 2 내지 200 ㎛, 바람직하게는 10 내지 100 ㎛ 이다.
추가로, 본 발명은 전술한 광학 보상 편광판을 사용한 화상 디스플레이 유닛에 관한 것이다.
본 발명에 따른 화상 디스플레이 유닛으로서, IPS 모드의 액정 디스플레이 유닛이 적합하다. 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 광학 보상층을 IPS 모드의 액정셀 중 하나의 표면에 제공하여, 현존하는 IPS 모드 액정 디스플레이 유닛 중 흑색 디스플레이에서 발생하는 광누설을 감소시킬 수 있다. 이러한 IPS 모드 액정 디스플레이 유닛은 전 방향에서 높은 콘트라스트비를 가지고, 이로써 넓은 시야각으로 용이하게 볼 수 있는 디스플레이가 달성된다.
이제, 본 발명에 따른 광학 보상 편광판을 사용한 IPS 모드의 액정 디스플레이 유닛의 바람직한 구현예를 설명한다.
(1) 본 발명에 따른 광학 보상 편광판이 시야측 셀 기판에 제공되고, │Re│≤ 10 이고 │Rth│≤ 25 인 전술한 투명 보호 필름이 편광자의 하나 이상의 면 상에 적층된 편광판이 시야측의 반대 측 셀 기판에 제공되고, 전압을 가하지 않은 상태에서 액정셀 내 액정 재료의 이상 굴절률 (extraordinary refractive index) 방향이 편광판의 흡수축 방향에 평행한, 액정 디스플레이 유닛.
(2) │Re│≤ 10 이고 │Rth│≤ 25 인 전술한 투명 보호 필름이 편광자의 하나 이상의 면 상에 적층된 편광판이 시야측 셀 기판에 제공되고, 본 발명에 따른 광학 보상 편광판이 상기 시야측의 반대 측 셀 기판에 제공되고, 전압을 가하지 않은 상태에서 액정셀 내 액정 재료의 이상 굴절률 방향이 편광판의 흡수축 방향에 수직인, 액정 디스플레이 유닛.
본 발명에 따른 광학 보상 편광판에 반대쪽인 액정셀 표면에 제공된 편광판의 2 개의 투명 보호 필름 중 하나 이상으로서 본 발명에 따른 광학 보상 편광판에 이용되는 투명 보호 필름을 사용하여, 전 방향에서 보다 높은 콘트라스트비를 가지고 넓은 시야각을 가진, 용이하게 볼 수 있는 디스플레이를 달성할 수 있다.
본 발명에 따른 광학 보상 편광판을 화상 디스플레이 유닛, 특히 액정 디스플레이 유닛에 적용하여, 전방 콘트라스트를 감소시키지 않고 디스플레이 콘트라스트 및 시야각 특징을 향상시킬 수 있고, 유리한 화상 특징을 제공할 수 있으며, 이로써, 넓은 시야각 및 높은 콘트라스트를 갖는 화상 특징을 수득할 수 있다. 본 발명에 따른 광학 보상 편광판을 IPS 모드로 작동하는 액정 디스를레이 유닛에 적절하게 이용할 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따른 광학 보상 편광판은 고온 다습 상황에서 광학 성능이 거의 저하되지 않는다.
본 발명의 실행을 위한
최량의
상태
이제, 본 발명에 따른 광학 보상 편광판 및 화상 디스플레이 유닛을 설명한다. 본 발명에 따른 광학 보상 편광판은, 편광자의 양면에 투명 보호 필름을 적층시켜 편광판을 제공하고, 그의 한 면에 광학 보상층을 추가로 적층함으로써 제조되는 광학 보상 편광판으로서, 여기서, 상기 투명 보호 필름 중 하나 이상이, 그 평면 내 지연값 Re (단위: nm) 및 필름 두께 방향의 지연값 Rth (단위: nm)가 하기 식 (I) 및 (II) 를 충족하는 셀룰로오스 아실레이트 필름 (이하, "본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름"으로 칭함)이고, 광학 보상층의 Nz 및 Re1 (각각, 하기 식 (III) 및 (IV) 로 정의됨)가 하기 식 (V) 및 (VI) 를 충족하는 광학 보상 편광판이다:
(I) │Re│≤ 10
(II) │Rth│≤ 25
(III) Nz = (nx1-nz1)/(nx1-ny1)
(IV) Re1 = (nx1-ny1)×d1
(V) 0.4 ≤ Nz ≤ 0.6
(VI) 100 ≤ Re1 ≤ 350
(식 중, Re1 은 파장 590 nm 에서의 평면 내 지연값 (단위: nm)이고; Nz 는 파장 590 nm 에서의 Nz 인자이고; nx1 은 필름 평면 내 지상축 방향으로의 굴절률이고; ny1 은 필름 평면 내 지상축에 수직인 방향으로의 굴절률이고; nz1 은 필름 두께 방향으로의 굴절률이며; d1 은 필름 두께 (단위: nm)이다).
더욱이, 편광자의 흡수 축, 광학 보상층의 지상축 및 투명 보호 필름의 지상축이 서로 수직 또는 평행이도록 적층된다. 적층 단계 중 연속 롤-결합 (roll-bonding) 방법적 측면에서, 평광자의 흡수 축이 광학 보상층의 지상축과 평행하도록 배열하는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름을 더욱 상세히 설명한다.
[셀룰로오스 아실레이트 합성을 위한 출발 면 (cotton) 재료]
본 발명에서 셀룰로오스 아실레이트를 합성하는데 이용되는 출발 셀룰로오스의 예에는 면 린터 (cotton linter) 및 목재 펄프 (wood pulp) (활엽수 펄프 및 침엽수 펄프)가 포함된다. 임의의 셀룰로오스 재료로부터 수득된 셀룰로오스 아실레이트를 사용할 수 있고, 일부 경우에는 혼합물도 또한 이용할 수 있다. 이러한 출발 면 재료는, 예를 들면, [Purasuchikku Zairyo Koza (17), Senisokei Jushi (Marusawa and Uda, The Nikkan Kogyo Shinbun, Ltd., 1970)] 및 [Japan Institute of Invention and Innovation Journal of Technical Disclosure No. 2001-1745, p.7 내지 8] 에 상세히 기재되어 있다. 즉, 거기에 기록된 셀룰로오스 재료를 이용할 수 있으며, 본 발명의 셀룰로오스 아실레이트 필름 재료는 특별히 한정되는 것은 아니다.
이제, 전술한 바와 같은 셀룰로오스 재료로 출발하여 제조된, 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름을 설명한다. 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트에 있어서, 셀룰로오스 내의 히드록실기가 아실화되어 있다. 치환기로서, 탄소수 2 내지 22 인 아세틸기를 사용할 수 있다. 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트에 있어서, 셀룰로오스 내 히드록실기의 치환도는 특별히 제한되지는 않는다. 상기 치환도는, 셀룰로오스 내 히드록실기를 치환하는 탄소수 3 내지 22 의 아세트산 또는 지방산의 결합도를 측정하고 계수하여 결정될 수 있다. ASTM D-817-91 에 따라 상기 측정을 실시할 수 있다.
전술한 바와 같이, 셀룰로오스 내 히드록실기의 치환도는 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트에 있어서 특별히 제한되지는 않는다. 바람직하게는, 아실기에 의한 히드록실기의 치환도는 2.70 내지 3.00, 더욱 바람직하게는 2.85 내지 3.00, 더욱 바람직하게는 2.90 내지 3.00 이다.
히드록실기를 치환하는 아실기는 탄소수 2 내지 22 인 지방족 기 또는 알릴기일 수 있다. 예를 들면, 셀룰로오스의 알킬카르보닐 에스테르, 알케닐카르보닐 에스테르, 방향족 카르보닐 에스테르 및 방향족 알킬카르보닐 에스테르를 이용할 수 있고, 이들 각각은 임의로 추가 치환기를 가질 수 있다. 아실기의 바람직한 예에는 아세틸, 프로피오닐, 부타노일, 헵타노일, 헥사노일, 옥타노일, 데카노일, 도데카노일, 트리데카노일, 테트라데카노일, 헥사데카노일, 옥타데카노일, 이소-부타노일, t-부타노일, 시클로헥산카르보닐, 올레오일, 벤조일, 나프틸카르보닐 및 신나모일기가 포함된다. 그 중, 아세틸, 프로피오닐, 부타노일, 도데카노일, 옥타데카노일, t-부타노일, 올레오일, 벤조일, 나프틸카르보닐 및 신나모일기가 바람직하고, 아세틸, 프로피오닐 및 부타노일기가 더욱 바람직하다.
셀룰로오스 아실레이트 혼합물을 이용하는 것이 또한 바람직하고, 하기 식 (XII) 내지 (XIV)로 특정되는 모든 요건을 충족하는 셀룰로오스 아실레이트가 특히 바람직하다:
(XII) 2.50 ≤ SA+SB ≤ 3.00
(XIII) 0 ≤ SA ≤ 2.5
(XIV) 0.5 ≤ SB ≤3.00
상기 식에서, SA 는 아세틸기에 의한 치환도이고; SB 는 탄소수 3 내지 22 의 치환된 아실기에 의한 치환도이다).
본원에서 사용되는 바와 같은, "아세틸기에 의한 치환도"라는 용어는 셀룰로오스의 2-, 3- 및 6- 위치에서의 아실화 비율의 합 (즉, 치환도 1 은 100% 아실화를 나타냄)을 의미한다. 본 발명에서, 바람직하게는 2.60 ≤ SA+SB ≤ 3.00, 더욱 바람직하게는 2.67 ≤ SA+SB ≤ 2.97 이다. SA 에 관하여, 또한 바람직하게는 0 ≤ SA ≤ 2.20, 더욱 바람직하게는 0 ≤ SA ≤ 2.0 이다. SB 에 관하여는, 또한 바람직하게는 0.80 ≤ SB ≤ 2.97, 더욱 바람직하게는 1.25 ≤ SB ≤ 2.97 이다. 본 발명에서, 셀룰로오스의 2-, 3- 및 6-위치에서의 히드록실기 치환도가 특별히 제한되는 것은 아니나, 6-위치에서의 히드록실기 치환도는 바람직하게는 0.7 이상, 더욱 바람직하게는 0.8 이상, 특히 바람직하게는 0.85 이상이다. 상기 구성에 의해, 전자 빔 조사에 의해 일어나는 셀룰로오스 아실레이트의 분해를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 그의 용해도, 및 내수성 및 내열성이 향상될 수 있다.
본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트에서 치환기 SB 로 제시되는 탄소수 3 내지 22 의 아실기는 지방족 아실기 또는 방향족 아실기일 수 있다. 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트에서 아실기가 지방족 아실기인 경우, 이는 바람직하게는 탄소수가 3 내지 18, 더욱 바람직하게는 탄소수가 3 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수가 3 내지 8 이다. 상기 지방족 아실기의 예에는 알킬카르보닐기, 알케닐카르보닐기 및 알키닐카르보닐기가 포함된다. 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트에서 아실기가 방향족 아실기인 경우에, 이는 바람직하게는 탄소수가 6 내지 22, 더욱 바람직하게는 탄소수가 6 내지 18, 특히 바람직하게는 탄소수가 6 내지 12 이다.
본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트의 바람직한 예에는 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로오스 프로파노에이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 헥사노에이트, 셀룰로오스 아세테이트 옥타노에이트, 셀룰로오스 아세테이트 시클로헥사노에이트, 셀룰로오스 아세테이트 데카노에이트, 셀룰로오스 아세테이트 아다만탄 카르복실레이트, 셀룰로오스 아세테이트 술페이트, 셀룰로오스 아세테이트 카르바메이트, 셀룰로오스 프로피오네이트 술페이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 술페이트, 셀룰로오스 아세테이트 프탈레이트 등이 포함된다. 그의 더욱 바람직한 예에는 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로오스 프로파노에이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 헥사노에이트, 셀룰로오스 아세테이트 옥타노에이트 등이 포함된다. 그의 특히 바람직한 예에는 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 및 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트가 포함된다. 그와 같은 경우에, 각각 탄소수 3 이상인 아세틸기 및 아실기에 의한 치환도는 상기 정의된 범위 내에 속한다. 치환도에 따라 원하는 특징을 수득할 수 있다.
[셀룰로오스 아실레이트의 중합도]
본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트의 중합도 (점도-평균 중합도로 표시)는 바람직하게는 180 내지 700 범위이다. 셀룰로오스 아세테이트에 있어서, 중합도는 바람직하게는 180 내지 550, 더욱 바람직하게는 180 내지 400, 특히 바람직하게는 180 내지 350 이다. 중합도가 너무 높은 경우에, 셀룰로오스 아실레이트의 도프 (dope) 용액이 높은 점도를 가지고, 그 결과, 필름을 주조로 거의 형성할 수 없다. 평균 중합도는 한계 점도법 (limiting viscosity method) (Kazuo Uda & Hideo Saito, SEN-1 GAKKAISHI, Vol.18, No.1, p.105-120,1962)으로 측정할 수 있다. 상기 방법은 JP-A-9-95538 에 더욱 상세히 기록되어 있다.
본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트의 분자량 분포는 겔 투과 크로마토그래피로 측정된다. 보다 작은 다분산 지수 Mw/Mn (Mw: 질량-평균 분자량, Mn: 수-평균 분자량) 및 보다 좁은 분자량 분포가 바람직하다. 더욱 특정으로는, Mw/Mn 은 바람직하게는 1.0 내지 3.0, 더욱 바람직하게는 1.0 내지 2.0, 가장 바람직하게는 1.0 내지 1.6 범위이다.
저분자량 성분이 제거되는 경우, 평균 분자량 (중합도)은 증가하나 점도는 통상의 셀룰로오스 아실레이트 보다 감소하게 되므로, 유용하게 된다. 저분자량 성분을 적게 함유한 셀룰로오스 아실레이트는 통상의 방법으로 합성된 셀룰로오스 아실레이트로부터 저분자량 성분을 제거하여 수득할 수 있다. 저분자량 성분은 셀룰로오스 아실레이트를 적절한 유기 용매로 세척하여 제거할 수 있다. 저분자량 성분을 적게 함유한 셀룰로오스 아실레이트를 제조하는 경우에, 아세틸화 중 황산 촉매 함량을 셀룰로오스 아실레이트 100 질량부 당 0.5 내지 25 질량부로 조절하는 것이 바람직하다. 황산 촉매량을 전술한 범위 내로 조절하여, 분자량 분포 측면에서 유리한 (즉, 균일한 분자량 분포를 갖는) 셀룰로오스 아실레이트를 합성할 수 있다. 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 생성물을 사용함에 있어서, 물 함량비는 바람직하게는 2 질량% 이하, 더욱 바람직하게는 1 질량% 이하, 특히 바람직하게는 0.7 질량% 이하이다. 일반적으로, 셀룰로오스 아실레이트는 물을 함유하고, 이의 물 함량비는 2.5 내지 5 질량% 범위인 것으로 알려져 있다. 본 발명에서 셀룰로오스 아실레이트의 상기 물 함량을 조절하기 위해, 셀룰로오스 아실레이트를 건조하는 것이 필요하다. 건조 방법은 그에 의해 원하는 물 함량 비율이 달성될 수 있는 한 특별히 제한되지는 않는다. 셀룰로오스 아실레이트를 수득하는데 사용되는 출발 면 재료 및 합성 방법으로서, [Japan Institute of Invention and Innovation Journal of Technical Disclosure No. 2001-1745 (2001.03.15, Japan Institute of Invention and Innovation), p.7 내지 12]에 상세히 기재되어 있는 출발 면 재료 및 합성 방법을 이용할 수 있다.
본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트로서, 둘 이상의 셀룰로오스 아실레이트의 혼합물이, 이들 셀룰로오스 아실레이트가 전술한 바와 같은 치환기, 치환도, 중합도, 분자량 분포 등에서의 요건을 충족하는 한, 또한 이용될 수 있다.
[셀룰로오스 아실레이트에 대한 첨가제]
본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 용액 (도프 용액)에, 개별적인 제조 단계에서의 목적에 따라 각종 첨가제 (예를 들면, 광학 이방성 감소 화합물, 파장 분산 조절제, UV-차단제, 가소제, 분해방지제, 미세 입자, 광특성-조절제 등)를 첨가할 수 있다. 이제, 상기 첨가제를 설명한다. 상기 첨가제는 도프 제조 단계에서 첨가될 수 있다. 선택적으로는, 첨가제 첨가 단계를 도프 제조의 최종 단계에 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름이 광학 이방성, 특히 필름 두께 방향 지연값 Rth 를 하기 식 (IX) 및 (X) 를 충족하는 범위 내로 감소시키는 하나 이상의 화합물을 함유하는 것이 바람직하다:
(IX) (Rth(A)-Rth(0))/A ≤ 1.0
(X) 0.1 ≤ A ≤ 30.
바람직하게는, 상기 화학식 (IX) 및 (X)는 하기와 같다:
(IX) (Rth(A)-Rth(0))/A ≤ -2.0
(X) 0.05 ≤ A ≤ 25.
바람직하게는, 상기 화학식 (IX) 및 (X)는 하기와 같다:
(IX) (Rth(A)-Rth(0))/A ≤ -3.0
(X) 0.1 ≤ A ≤ 20.
상기 식에서, Rth(A) 는 Rth 를 감소시키는 화합물 A% 를 함유한 필름의 Rth (nm)이고; Rth (0) 은 Rth 를 감소시키는 화합물을 함유하지 않은 필름의 Rth (nm)이고; A 는 필름 재료로 사용된 중합체의 질량을 100 으로 한 경우 상기 화합물의 질량 (%) 이다.
[셀룰로오스 아실레이트 필름의 광학 이방성을 감소시키는 화합물의 구조적 특징]
이제, 셀룰로오스 아실레이트 필름의 광학 이방성을 감소시키는 화합물을 설명한다.
심도 깊은 연구 결과, 본 발명자는 필름 내 셀룰로오스 아실레이트의 평면 내 및 필름 두께 방향으로의 배향을 억제하는 화합물을 사용하여 광학 이방성을 충분히 감소시켜, Re 를 0 으로, Rth 를 0 에 근접하게 감소시켰다. 이를 위해, 셀룰로오스 아실레이트와 충분히 친화성이고, 그 자체가 막대형 또는 평면 구조를 갖지 않는, 광학 이방성을 감소시키는 화합물을 사용하는 것이 유리하다. 방향족 기와 같은 평면 관능기를 다수 갖는 경우, 더욱 특정으로 말하자면, 상기 관능기가 단일 평면 상에 있지 않은 비평면 구조가 유리하다.
셀룰로오스 아실레이트 필름의 광학 이방성을 감소시키는 화합물의 예로서, 하기 화학식 (1) 내지 (19) 로 나타내는 화합물을 언급할 수 있다:
[화학식 1]
(식 중, R11 내지 R13은 독립적으로 각각 탄소수 1 내지 20 인 지방족기를 나타내고, R11 내지 R13은 함께 결합해서 고리를 형성할 수 있다);
[화학식 2]
[화학식 3]
{상기 화학식 (2) 및 (3) 에서, Z 는 탄소 원자, 산소 원자, 황원자 또는 -NR25- (식 중, R25는 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다)를 나타내고; Z 를 함유하는 5-원 또는 6-원 고리는 치환기를 가질 수 있고; Y21 및 Y22 는 독립적으로 각각 탄소수 1 내지 20 인 에스테르기, 알콕시카르보닐기, 아미도기 또는 카르바모일기를 나타내고; Y21 및 Y22 는 함께 결합해서 고리를 형성할 수 있으며; m 은 1 내지 5 의 정수이고; n 은 1 내지 6 의 정수이다};
[화학식 4] [화학식 5] [화학식 6]
[화학식 7] [화학식 (8)]
[화학식 9] [화학식 10]
[화학식 11]
[화학식 12]
(상기 화학식 (4) 내지 (12)에서, Y31 내지 Y70은 독립적으로 각각 탄소수 1 내지 20 인 에스테르기, 탄소수 1 내지 20 인 알콕시 카르보닐기, 탄소수 1 내지 20 인 아미도기, 탄소수 1 내지 20 인 카르바모일기 또는 히드록실기를 나타내고; V31 내지 V43은 독립적으로 각각 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20 의 지방족기를 나타내고; L31 내지 L80은 독립적으로 각각, 탄소수 0 내지 40 (탄소수 0 내지 20 을 포함함)인 2가 포화 연결기를 나타내며; 원자수가 0 인 L31 내지 L80 은 연결기의 양 말단에 위치한 기가 직접 단일 결합을 형성한다는 의미이고; V31 내지 V43, 및 L31 내지 L80은 치환기를 추가로 가질 수 있다);
[화학식 13]
(식 중, R1 는 알킬기 또는 아릴기를 나타내고; R2 및 R3 은 독립적으로 각각 수소 원자, 알킬기 또는 아릴기를 나타내고; R1, R2 및 R3 은 전체 탄소수가 10 이상이며; 이들 기 각각은 치환기를 가질 수 있다);
[화학식 14]
(식 중, R4 및 R5 는 독립적으로 각각 알킬기 또는 아릴기를 나타내고; R4 및 R5 는 전체 탄소수가 10 이상이고; 이들 기 각각은 치환기를 가질 수 있다);
[화학식 15]
[식 중, R1, R2 및 R3 은 독립적으로 각각 수소 원자 또는 알킬기를 나타내고; X 는 하기 연결기 1 군으로부터 선택되는 하나 이상의 기로 형성되는 2가 연결기를 나타내며; Y 는 알킬기, 아릴기 또는 아르알킬기를 나타낸다:
(연결기 1 군) 단일 결합, -O-, -CO-, -NR4-, 알킬렌기 및 아릴렌기 (식 중, R4 는 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 아르알킬기를 나타낸다)];
[화학식 16]
[식 중, Q1, Q2 및 Q3 은 독립적으로 각각 5- 또는 6-원 고리를 나타내고; X 는 B, C-R (식 중, R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다), N, P 또는 P=O 를 나타낸다];
[화학식 17]
[식 중, X2 는 B, C-R (식 중, R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다) 또는 N 을 나타내고; R11, R12, R13, R14, R15, R21, R22, R23, R24, R25, R31, R32, R33, R34 및 R35 는 독립적으로 각각 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다];
[화학식 18]
(식 중, R1 은 알킬기 또는 아릴기를 나타내고; R2 및 R3 은 독립적으로 각각 수소 원자, 알킬기 또는 아릴기를 나타내고; 알킬기 및 아릴기는 치환기를 가질 수도 있다).
화학식 (18)로 나타내는 화합물의 바람직한 예는 하기 화학식 (19)로 나타내는 화합물이다:
[화학식 19]
상기 화학식 (19) 에서, R4, R5 및 R6 은 독립적으로 각각 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. 알킬기는 사슬형, 분지형 또는 고리형 알킬기일 수 있다. 알킬기는 탄소수가 바람직하게는 1 내지 15, 가장 바람직하게는 1 내지 12 이다. 고리형 알킬기로서 시클로헥실기가 특히 바람직하다. 아릴기는 탄소수가 바람직하게는 6 내지 36, 더욱 바람직하게는 6 내지 24 이다.
상기 알킬기 및 아릴기는 추가로 치환기를 가질 수 있다. 상기 치환기의 바람직한 예에는 할로겐 원자 (예를 들면, 염소, 브롬, 불소 및 요오드), 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 아실옥시기, 술포닐아미노기, 히드록시기, 시아노기, 아미노기 및 아실아미노기가 포함된다. 그의 더욱 바람직한 예에는 할로겐 원자, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 술포닐아미노기 및 아실아미노기가 포함된다. 그의 특히 바람직한 예에는 알킬기, 아릴기, 술포닐아미노기 및 아실아미노기가 포함된다.
상기 화합물 중, 화학식 (13), (18) 및 (19)로 나타내는 화합물이 바람직하다. 이들 중 하나 이상의 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
(Log P 값)
본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름을 제조하기 위해, 필름 내의 셀룰로오스 아실레이트가 평면-내 및 필름 두께 방향으로 배향되는 것을 방지하여 광학 이방성을 감소시키는 화합물 중에서, 옥탄올-물 분배 계수 (log P 값)이 0 내지 7 인 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. Log P 값이 7 을 초과하는 화합물은 셀룰로오스 아실레이트와의 친화성이 불량하여, 종종 필름을 흐리게 하거나 백탁 (blooming)시킨다. Log P 값이 0 미만인 화합물은 매우 친수성이고, 이는 종종 셀룰로오스 아실레이트 필름의 방수성을 악화시킨다. 더욱 바람직하게는, 상기 Log P 값은 1 내지 6, 특히 바람직하게는 1.5 내지 5 이다.
옥탄올-물 분배 계수 (Log P 값)는 JIS Z7260-107 (2000) 에 따른 플라스크 진탕법 (flask shaking method)으로 측정될 수 있다. 실제 측정이 아닌 계산법 (computational method) 또는 경험법 (empirical method)을 사용하여 옥탄올-물 분배 계수 (Log P 값)를 또한 측정할 수 있다. 계산법으로서, 바람직하게는, Crippen 차분법 (J. Chem. Inf. Comput. Sci., 27, 21 (1987)), Viswanadhan 차분법 (J. Chem. Inf. Comput. Sci., 29, 163 (1989)), Broto 차분법 (Eur. J. Med. Chem. - Chim. Theor., 19, 71 (1984)) 등을 이용할 수 있다. 더욱 바람직하게는, Crippen 차분법 (J. Chem. Inf. Comput. Sci., 27, 21 (1987))을 이용한다. 상기 측정법으로 측정된 화합물의 Log P 값이 그의 계산값과 다른 경우, Crippen 차분법을 사용하여 상기 화합물이 원하는 범위에 속하는지 여부를 판단하는 것이 바람직하다.
[광학 이방성을 감소시키는 화합물의 물리적 특성]
광학 이방성을 감소시키는 화합물은 방향족 기를 함유하거나 함유하지 않을 수 있다. 바람직하게는, 광학 이방성을 감소시키는 화합물은 분자량이 150 이상 3000 이하, 더욱 바람직하게는 170 이상 2,000 이하, 특히 바람직하게는 200 이상 1,000 이하이다. 분자량이 상기 범위에 속하는 한, 화합물은 특정 단량체 구조, 또는 복수의 단량체 단위가 함께 결합된 올리고머 또는 중합체 구조를 가질 수 있다.
광학 이방성을 감소시키는 화합물은 바람직하게는 25 ℃ 에서 액체이거나 용융점이 25 내지 250 ℃ 인 고체이다. 25 ℃ 에서 액체이거나 용융점이 25 내지 200 ℃ 의 고체인 화합물이 더욱 바람직하다. 광학 이방성을 감소시키는 화합물이 셀룰로오스 아실레이트 필름 형성에서 도프 주조 및 건조 도중 증발하지 않는 것이 또한 바람직하다.
광학 이방성을 감소시키는 화합물은 바람직하게는 고체 셀룰로오스 아실레이트 함량에 대해 0.01 내지 30 질량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 25 질량%, 특히 바람직하게는 5 내지 20 질량% 의 함량으로 첨가된다.
광학 이방성을 감소시키는 화합물로서 단일 화합물이 사용될 수 있다. 선택적으로는, 둘 이상의 화합물의 임의 비율 혼합물이 사용될 수 있다.
광학 이방성을 감소시키는 화합물은 도프 제조 중 임의의 단계에서 첨가될 수 있다. 이는 도프 제조의 최종단계에서 첨가될 수 있다.
한쪽 이상의 표면에서 총 필름 두께의 10 % 에 해당하는 부분까지의 광학 이방성-감소 화합물의 평균 함량은, 셀룰로오스 아실레이트 필름 중심에서의 화합물 평균 함량의 80 내지 99% 이다. 화합물 함량은, 예를 들면 JP-A-8-57879 에 기재된 적외선 분광법에 의해, 표면 및 중심에서 화합물을 정량화하여 측정할 수 있다.
이제, 본 발명에 사용되는 셀룰로오스 아실레이트 필름의 광학 이방성을 감소시키는 화합물의 특정인 예를 설명할 것이나, 본 발명은 이러한 화합물에 제한되지는 않는다.
먼저, 화학식 (1)의 화합물을 기술한다.
화학식 (1) 에서, R11 내지 R13 은 독립적으로 각각 탄소수 1 내지 20 의 지방족 기를 나타낸다. R11 내지 R13 은 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
이제, R11 내지 R13 을 더욱 상세히 설명한다. R11 내지 R13 은 독립적으로 각각 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 지방족기를 나타낸다. 본원에 사용되는 바와 같은 "지방족기"라는 용어는 바람직하게는 지방족 탄화수소기, 더욱 바람직하게는 알킬기 (직쇄형, 분지형 및 고리형 알킬기 포함), 알케닐기 또는 알키닐기를 의미한다. 알킬기의 예에는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, t-부틸, n-펜틸, t-아밀, n-헥실, n-옥틸, 데실, 도데실, 에이코실, 2-에틸헥실, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 2,6-디메틸시클로헥실, 4-t-부틸시클로헥실, 시클로펜틸, 1-아다만틸, 2-아다만실, 비시클로 [2.2.2]옥탄-3-일 등이 포함된다. 알케닐기의 예에는 비닐, 알릴, 프레닐, 제라닐, 올레일, 2-시클로펜텐-l-일, 2-시클로헥센-l-일 등이 포함된다. 알키닐기의 예에는 에티닐 및 프로파르길 등이 포함된다.
R11 내지 R13 으로 나타내는 지방족기가 치환될 수 있다. 치환기의 예에는 할로겐 원자 (예를 들면, 염소, 브롬, 불소 및 요오드), 알킬기 (직쇄형, 분지형 및 고리형 알킬기, 비시클로알킬기 및 활성 메틴기를 포함), 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 헤테로시클릭기 (임의의 치환 부위), 아실기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 헤테로시클릭 옥시카르보닐기, 카르바모일기, N-아실카르바모일기, N-술포닐카르바모일기, N-카르바모일카르바모일기, N-술파모일카르바모일기, 카르바졸기, 카르복시기 또는 그 염, 옥살릴기, 옥사모일기, 시아노기, 카본이미도일기, 포르밀기, 히드록시기, 알콕시기 (에틸렌옥시기 또는 프로필렌옥시기 반복 단위를 포함), 아릴옥시기, 헤테로시클릭옥시기, 아실옥시기, (알콕시 또는 아릴옥시) 카르보닐옥시기, 카르바모일옥시기, 술포닐옥시기, 아미노기, (알킬, 아릴 또는 헤테로시클릭) 아미노기, 아실아미노기, 술폰아미도기, 우레이도기, 티오우레이도기, 이미도기, (알콕시 또는 아릴옥시) 카르보닐아미노기, 술파모일아미노기, 세미카르바지드기, 암모니오기, 옥사모일아미노기, N-(알킬 또는 아릴) 술포닐우레이도기, N-아실우레이도기, N-아실술파모일기, 4차화된 질소-포함 헤테로시클릭기 (예를 들면, 피리디니오기, 이미다졸리오기, 퀴놀리니오기 및 이소퀴놀리니오기), 이소시아노기, 이미노기, (알킬 또는 아릴) 술포닐기, (알킬 또는 아릴) 술피닐기, 술포기 또는 그 염, 술파모일기, N-아실술파모일기, N-술포닐술파모일기 또는 그 염, 포스피노기, 포스피닐기, 포스피닐옥시기, 포스피닐아미노기 및 실릴기 등이 포함된다.
더욱이, 상기 기들은 서로 결합되어 복합 치환기를 형성할 수 있다. 상기 치환기의 예에는 에톡시에톡시에틸기, 히드록시에톡시에틸기, 에톡시카르보닐에틸기 등이 포함된다. R11 내지 R13 은 치환기로서 포스페이트기를 추가로 가질 수 있다. 화학식 (1) 의 화합물은 분자 하나 당 복수의 포스페이트기를 가질 수 있다.
다음으로, 화학식 (2) 및 (3) 의 화합물을 기술한다. 화학식 (2) 및 (3) 에서, Z 는 탄소 원자, 산소 원자, 황 원자, 또는 -NR25- (식 중, R25 는 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다)를 나타낸다. Z 를 갖는 5-원 또는 6-원 고리는 치환기를 가질 수 있다. 복수의 치환기는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다. Z 를 갖는 5-원 또는 6-원 고리의 예에는 테트라히드로푸란, 테트라히드로피란, 테트라히드로티오펜, 티안, 피롤리딘, 피페리딘, 인돌린, 이소인돌린, 크로만, 이소크로만, 테트라히드로-2-푸라논, 테트라히드로-2-피론, 4-부탄 락탐, 6-헥사놀락탐 등이 포함된다.
Z 를 갖는 5- 또는 6-원 고리는 락톤 구조 또는 락탐 구조, 즉, Z 에 인접한 탄소 원자에 옥소기를 갖는 고리형 에스테르 또는 고리형 아미드 구조를 포함한다. 상기 고리형 에스테르 또는 고리형 아미드 구조의 예에는 2-피롤리돈, 2-피페리돈, 5-펜타놀리드 및 6-헥사놀리드가 포함된다.
R25 는 수소 원자, 또는 탄소수가 바람직하게는 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 1 내지 16, 특히 바람직하게는 1 내지 12 인 알킬기 (직쇄형, 분지형 및 고리형 알킬기를 포함)을 나타낸다. R25 로 나타내는 알킬기의 예에는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, t-부틸, n-펜틸, t-아밀, n-헥실, n-옥틸, 데실, 도데실, 에이코실, 2-에틸헥실, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 2,6-디메틸시클로헥실, 4-t-부틸시클로헥실, 시클로펜틸, 1-아다만틸, 2-아다만실 및 비시클로[2.2.2]옥탄-3-일 등이 포함된다. R25 로 나타내는 알킬기는 치환될 수 있다. 치환기의 예로서, R11 내지 R13 의 예로서 전술한 것이 언급될 수 있다.
Y21 및 Y22 는 독립적으로 각각 에스테르기, 알콕시카르보닐기, 아미도기 또는 카르바모일기를 나타낸다. 에스테르기는 바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 이다. 그 예에는 아세톡시, 에틸카르보닐옥시, 프로필카르보닐옥시, n-부틸카르보닐옥시, 이소-부틸카르보닐옥시, t-부틸카르보닐옥시, sec-부틸카르보닐옥시, n-펜틸카르보닐옥시, t-아밀카르보닐옥시, n-헥실카르보닐옥시, 시클로헥실카르보닐옥시, 1-에틸펜틸카르보닐옥시, n-헵틸카르보닐옥시, n-노닐카르보닐옥시, n-운데실카르보닐옥시, 벤질카르보닐옥시, 1-나프탈렌카르보닐옥시, 2-나프탈렌카르보닐옥시, 1-아다만탄카르보닐옥시 등이 포함된다. 알콕시카르보닐기는 바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 이다. 그 예에는 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, n-프로필옥시카르보닐, 이소프로필옥시카르보닐, n-부톡시카르보닐, t-부톡시카르보닐, 이소-부톡시카르보닐, see-부틸옥시카르보닐, n-펜틸옥시카르보닐, t-아밀옥시카르보닐, n-헥실옥시카르보닐, 시클로헥실옥시카르보닐, 2-에틸헥실옥시카르보닐, 1-에틸프로필옥시카르보닐, n-옥틸옥시카르보닐, 3,7-디메틸-3-옥틸옥시카르보닐, 3,5,5-트리메틸헥실옥시카르보닐, 4-t-부틸시클로헥실옥시카르보닐, 2,4-디메틸펜틸-3-옥시카르보닐, 1-아다만탄옥시카르보닐, 2-아다만탄옥시카르보닐, 디시클로펜타디에닐옥시카르보닐, n-데실옥시카르보닐, n-도데실옥시카르보닐, n-테트라데실옥시카르보닐, n-헥사데실옥시카르보닐 등이 포함된다. 아미도기는 바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 이다. 그 예에는 아세트아미도, 에틸카르복사미도, n-프로필카르복사미도, 이소프로필카르복사미도, n-부틸카르복사미도, t-부틸카르복사미도, 이소-부틸카르복사미도, sec-부틸카르복사미도, n-펜틸카르복사미도, t-아밀카르복사미도, n-헥실카르복사미도, 시클로헥실카르복사미도, 1-에틸펜틸카르복사미도, 1-에틸프로필카르복사미도, n-헵틸카르복사미도, n-옥틸카르복사미도, 1-아다만탄카르복사미도, 2-아다만탄카르복사미도, n-노닐카르복사미도, n-도데실카르복사미도, n-펜탄카르복사미도, n-헥사데실카르복사미도 등이 포함된다. 카르바모일기는 바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 이다. 그 예에는 메틸카르바모일, 디메틸카르바모일, 에틸카르바모일, 디에틸카르바모일, n-프로필카르바모일, 이소프로필카르바모일, n-부틸카르바모일, t-부틸카르바모일, 이소-부틸카르바모일, sec-부틸카르바모일, n-펜틸카르바모일, t-아밀카르바모일, n-헥실카르바모일, 시클로헥실카르바모일, 2-에틸헥실카르바모일, 2-에틸부틸카르바모일, t-옥틸카르바모일, n-헵틸카르바모일, n-옥틸카르바모일, 1-아다만탄카르바모일, 2-아다만탄카르바모일, n-데실카르바모일, n-도데실카르바모일, n-테트라데실카르바모일, n-헥사데실카르바모일 등이 포함된다. Y21 및 Y22 는 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다. Y21 및 Y22 는 추가로 치환기를 가질 수 있다. 상기 치환기의 예로서, R11 내지 R13 의 치환기의 예로서 전술한 것을 언급할 수 있다. m 은 1 내지 5, 바람직하게는 1 내지 3 이다. n 은 1 내지 6, 바람직하게는 1 내지 3 이다.
다음으로, 화학식 (4) 내지 (12)의 화합물을 기술한다.
화학식 (4) 내지 (13)에서, Y31 내지 Y70 은 독립적으로 각각 에스테르기, 알콕시카르보닐기, 아미도기, 카르바모일기 또는 히드록시기를 나타낸다. 에스테르기는 바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 이다. 이의 예에는 아세톡시, 에틸카르보닐옥시, 프로필카르보닐옥시, n-부틸카르보닐옥시, 이소-부틸카르보닐옥시, t-부틸카르보닐옥시, sec-부틸카르보닐옥시, n-펜틸카르보닐옥시, t-아밀카르보닐옥시, n-헥실카르보닐옥시, 시클로헥실카르보닐옥시, 1-에틸펜틸카르보닐옥시, n-헵틸카르보닐옥시, n-노닐카르보닐옥시, n-운데실카르보닐옥시, 벤질카르보닐옥시, 1-나프탈렌카르보닐옥시, 2-나프탈렌카르보닐옥시, 1-아다만탄카르보닐옥시 등이 포함된다. 알콕시카르보닐기는 바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 이다. 이의 예에는 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, n-프로필옥시카르보닐, 이소프로필옥시카르보닐, n-부톡시카르보닐, t-부톡시카르보닐, 이소-부톡시카르보닐, sec-부틸옥시카르보닐, n-펜틸옥시카르보닐, t-아밀옥시카르보닐, n-헥실옥시카르보닐, 시클로헥실옥시카르보닐, 2-에틸헥실옥시카르보닐, 1-에틸프로필옥시카르보닐, n-옥틸옥시카르보닐, 3,7-디메틸-3-옥틸옥시카르보닐, 3,5,5-트리메틸헥실옥시카르보닐, 4-t-부틸시클로헥실옥시카르보닐, 2,4-디메틸펜틸-3-옥시카르보닐, 1-아다만탄옥시카르보닐, 2-아다만탄옥시카르보닐, 디시클로펜타디에닐옥시카르보닐, n-데실옥시카르보닐, n-도데실옥시카르보닐, n-테트라데실옥시카르보닐, n-헥사데실옥시카르보닐 등이 포함된다. 아미도기는 바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 이다. 이의 예에는 아세트아미도, 에틸카르복사미도, n-프로필카르복사미도, 이소프로필카르복사미도, n-부틸카르복사미도, t-부틸카르복사미도, 이소-부틸카르복사미도, sec-부틸카르복사미도, n-펜틸카르복사미도, t-아밀카르복사미도, n-헥실카르복사미도, 시클로헥실카르복사미도, 1-에틸펜틸카르복사미도, 1-에틸프로필카르복사미도, n-헵틸카르복사미도, n-옥틸카르복사미도, 1-아다만탄카르복사미도, 2-아다만탄카르복사미도, n-노닐카르복사미도, n-도데실카르복사미도, n-펜탄카르복사미도, n-헥사데실카르복사미도 등이 포함된다. 카르바모일기는 바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 이다. 이의 예에는 메틸카르바모일, 디메틸카르바모일, 에틸카르바모일, 디에틸카르바모일, n-프로필카르바모일, 이소프로필카르바모일, n-부틸카르바모일, t-부틸카르바모일, 이소-부틸카르바모일, sec-부틸카르바모일, n-펜틸카르바모일, t-아밀카르바모일, n-헥실카르바모일, 시클로헥실카르바모일, 2-에틸헥실카르바모일, 2-에틸부틸카르바모일, t-옥틸카르바모일, n-헵틸카르바모일, n-옥틸카르바모일, 1-아다만탄카르바모일, 2-아다만탄카르바모일, n-데실카르바모일, n-도데실카르바모일, n-테트라데실카르바모일, n-헥사데실카르바모일 등이 포함한다. Y31 내지 Y70 은 추가로 치환기를 가질 수 있다. 치환기의 예로서, R11 내지 R13 의 치환기의 예로 전술한 것이 언급될 수 있다.
V31 내지 V43 은 독립적으로 각각 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 지방족기를 나타낸다. 본원에 사용되는 바와 같은 "지방족기"라는 용어는 바람직하게는 지방족 탄화수소기, 더욱 바람직하게는 알킬기 (직쇄형, 분지형 및 고리형 알킬기를 포함), 알케닐기 또는 알키닐기를 의미한다. 알킬기의 예에는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, t-부틸, n-펜틸, t-아밀, n-헥실, n-옥틸, 데실, 도데실, 에이코실, 2-에틸헥실, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 2,6-디메틸시클로헥실, 4-t-부틸시클로헥실, 시클로펜틸, 1-아다만틸, 2-아다만실, 비시클로[2.2.2]옥탄-3-일 등이 포함된다. 알케닐기의 예에는 비닐, 알릴, 프레닐, 제라닐, 올레일, 2-시클로펜텐-l-일, 2-시클로헥센-l-일 등이 포함된다. 알키닐기의 예에는 에티닐 및 프로파르길 등이 포함된다. V31 내지 V43 은 추가로 치환기를 가질 수 있다. 치환기의 예로서, R11 내지 R13 의 치환기의 예로 전술한 것이 언급될 수 있다.
L31 내지 L80 은 각각 원자수가 0 내지 40 이고 탄소수가 0 내지 20 인 2가 포화 연결기를 나타낸다.
원자수가 0 인 L31 내지 L80 은 연결기의 양 말단에 위치한 기가 직접 단일 결합을 형성한다는 것을 의미한다. L31 내지 L80 의 바람직한 예에는 알킬렌기 (예를 들면, 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 트리메틸렌, 테트라메틸렌, 펜타메틸렌, 헥사메틸렌, 메틸에틸렌, 에틸에틸렌 등), 고리형 2가 기 (예를 들면, 시스-l,4-시클로헥실렌, 트랜스-1,4-시클로헥실렌, 1,3-시클로펜틸리덴 등), 에테르, 티오에테르, 에스테르, 아미드, 술폰, 술폭시드, 술피드, 술폰아미드, 우레일렌, 티오우레일렌 등이 포함된다. 이러한 2가기는 서로 결합하여 2가 복합기를 형성할 수 있다. 상기 복합 치환기의 예에는 -(CH2)20(CH2)2-, -(CH2)20(CH2)20(CH2)-, -(CH2)2S(CH2)2-, -(CH2)202C(CH2)2- 등이 포함된다. L31 내지 L80 은 추가로 치환기를 가질 수 있다. 치환기의 예로서, R11 내지 R13 의 치환기의 예로 전술한 것이 언급될 수 있다.
화학식 (4) 내지 (12) 에서 Y31 내지 Y70, V31 내지 V43 및 L31 내지 L80 을 조합하여 형성되는 화합물의 바람직한 예에는 시트르산 에스테르 (예를 들면, 트리에틸 o-아세틸시트레이트, 트리부틸 o-아세틸시트레이트, 아세틸트리에틸 시트레이트, 아세틸트리부틸 시트레이트, 트리(에틸옥시카르보닐메틸렌) o-아세틸시트레이트 등), 올레산 에스테르 (예를 들면, 에틸 올레에이트, 부틸 올레에이트, 2-에틸헥실 올레에이트, 페닐 올레에이트, 시클로헥실 올레에이트, 옥틸 올레에이트 등), 리시놀산 에스테르 (예를 들면, 메틸아세틸 리시놀레이트 등), 세박산 에스테르 (예를 들면, 디부틸 세바케이트 등), 글리세롤 카르복실산 에스테르 (예를 들면, 트리아세틴, 트리부틸린 등), 글리콜산 에스테르 (예를 들면, 부틸프탈릴부틸 글리콜레이트, 에틸프탈릴에틸 글리콜레이트, 메틸프탈릴에틸 글리콜레이트, 부틸프탈릴부틸 글리콜레이트, 메틸프탈릴메틸 글리콜레이트, 프로필프탈릴프로필 글리콜레이트, 부틸프탈릴부틸 글리콜레이트, 옥틸프탈릴옥틸 글리콜레이트 등), 펜타에리트리톨 카르복실산 에스테르 (예를 들면, 펜타에리트리톨 테트라아세테이트, 펜타에리트리톨 테트라부티레이트 등), 디펜타에리트리톨 카르복실산 에스테르 (예를 들면, 디펜타에리트리톨 헥사아세테이트, 디펜타에리트리톨 헥사부티레이트, 디펜타에리트리톨 테트라아세테이트 등), 트리메틸올프로판 카르복실산 에스테르 (예를 들면, 트리메틸올프로판 트리아세테이트, 트리메틸올프로판 디아세테이트 모노프로피오네이트, 트리메틸올프로판 트리프로피오네이트, 트리메틸올프로판 트리부티레이트, 트리메틸올프로판 트리피발로에이트, 트리메틸올프로판 트리(t-부틸아세테이트), 트리메틸올프로판 디-2-에틸헥사네이트, 트리메틸올프로판 테트라-2-에틸헥사네이트, 트리메틸올프로판 디아세테이트 모노옥옥타노에이트, 트리메틸올프로판 트리옥타노에이트, 트리메틸올프로판 트리(시클로헥산카르복실레이트) 등), JP-A-11-246704 에 기재된 글리세롤 에스테르, JP-A-2000-63560 에 기재된 디글리세롤 에스테르, JP-A-11-92574 에 기재된 시트르산 에스테르, 피롤리돈카르복실산 에스테르 (메틸 2-피롤리돈-5-카르복실레이트, 에틸 2-피롤리돈-5-카르복실레이트, 부틸 2-피롤리돈-5-카르복실레이트, 2-에틸헥실 2-피롤리돈-5-카르복실레이트), 시클로헥산디카르복실산 에스테르 (디부틸 시스-1,2-시클로헥산디카르복실레이트, 디부틸 트랜스-1,2-시클로헥산디카르복실레이트, 디부틸 시스-1,4-시클로헥산디카르복실레이트, 디부틸 트랜스-1,4-시클로헥산디카르복실레이트 등), 자일리톨 카르복실산 에스테르 (자일리톨 펜타아세테이트, 자일리톨 테트라아세테이트, 자일리톨 펜타프로피오네이트 등) 등이 포함된다.
다음으로, 본 발명에 이용 가능한 화학식 (1) 내지 (12) 로 나타내는 화합물의 예를 하기에 제시하나, 본 발명이 이에 제한되지는 않는다. 화합물 (C-1 내지 C-76)은 화학식 (1)의 화합물의 예이고, 화합물 (C-201 내지 C-231 및 C-401 내지 C-448)은 화학식 (2) 내지 (12)의 화합물의 예이다. 하기 표에 제시되거나 괄호 안에 제시된 Log P 값는 Crippen 차분법 (J. Chem. Inf. Comput. Sci., 27, 21 (1987))으로 측정하였다.
(식 중, R1 내지 R3 은 상기 화학식 (1) 에서의 R11 내지 R13 과 동일한 의미를 가지고, 그의 특정인 예가 하기 화합물 C-1 내지 C-76 에 관하여 제시된다).
이제, 화학식 (13) 및 (14)의 화합물을 기술한다.
상기 화학식 (13)에서, R1 은 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. R2 및 R3 은 독립적으로 각각 수소 원자, 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. 특히 바람직하게는, R1, R2 및 R3 의 탄소 원자 수의 합은 10 이상이다. 화학식 (14) 에서, R4 및 R5 는 독립적으로 각각 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. R4 및 R5 의 탄소 원자 수의 합은 10 이상이다. 상기 알킬기 및 아릴기는 치환기를 가질 수 있다. 치환기의 바람직한 예에는 불소 원자, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 술폰기 및 술폰아미도기가 포함된다. 무엇보다도, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 술폰기 및 술폰아미도기가 특히 바람직하다. 알킬기는 사슬형, 분지형 또는 고리형일 수 있다. 바람직하게는, 알킬기는 탄소수 1 내지 25, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 25, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 20 (예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, t-부틸, 아밀, 이소아밀, t-아밀, 헥실, 시클로헥실, 헵틸, 옥틸, 비시클로옥틸, 노닐, 아다만틸, 데실, t-옥틸, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 노나데실 및 디데실)이다. 아릴기는 바람직하게는 탄소수 6 내지 30, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 24 (예를 들면, 페닐, 비페닐, 터페닐, 나프틸, 비나프틸 및 트리페닐페닐)이다. 다음으로, 화학식 (13) 또는 화학식 (14)로 나타내는 화합물의 바람직한 예가 하기에 제시되나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 화학식 (15) 로 나타내는 화합물을 기술한다.
상기 화학식 (15) 에서, R1, R2 및 R3 은 독립적으로 각각 수소 원자 또는 알킬기를 나타낸다. 알킬기로서, 탄소수 1 내지 5 의 알킬기 (예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 아밀 또는 이소아밀)이 바람직하다. R1, R2 및 R3 중 하나 이상이 탄소수 1 내지 3 의 알킬기 (예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필 또는 이소프로필)인 것이 특히 바람직하다. X 는 단일 결합, -0-, -C0-, -NR4- (식 중, R4 는 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 아르알킬기를 나타낸다), 알킬렌기 (바람직하게는, 탄소수 1 내지 6, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 3, 예컨대, 메틸렌, 에틸렌 또는 프로필렌), 또는 아릴렌기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 24, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 12, 예컨대, 페닐렌, 비페닐렌 또는 나프틸렌)으로부터 선택되는 하나 이상의 기로 이루어진 2가 연결기를 나타낸다. Y 는 바람직하게는 수소 원자, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 25, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 예컨대, 에틸, 이소프로필, t-부틸, 헥실, 2-에틸헥실, t-옥틸, 도데실, 시클로헥실, 디시클로헥실 또는 아다만틸), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 24, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 18, 예컨대, 페닐, 비페닐 또는 나프틸) 또는 아르알킬기 (바람직하게는 탄소수 7 내지 30, 더욱 바람직하게는 탄소수 7 내지 20, 예컨대, 벤질, 크레실, t-부틸페닐, 디페닐메틸 또는 트리페닐메틸)을 나타낸다. 알킬기, 아릴기 또는 아르알킬기가 더욱 바람직하다. -X-Y 조합에 관하여, -X-Y 의 탄소수의 합은 바람직하게는 0 내지 40, 더욱 바람직하게는 1 내지 30, 가장 바람직하게는 1 내지 25 이다. 다음으로, 화학식 (15)로 나타내는 화합물의 바람직한 예가 하기에 제시되나, 본 발명이 이러한 특정예에 한정되는 것은 아니다.
이제, 화학식 (16) 의 화합물을 기술한다.
[화학식 16]
식 중, Q1, Q2 및 Q3 은 독립적으로 각각 5- 또는 6-원 고리를 나타내며, 이는 탄화수소 고리 또는 헤테로시클일 수 있다. 상기 고리는 모노시클이거나 또다른 고리와 함께 축합된 고리를 형성할 수 있다. 탄화수소 고리의 바람직한 예에는 치환 또는 비치환 시클로헥산 고리, 치환 또는 비치환 시클로펜탄 고리, 및 방향족 탄화수소 고리가 포함되고, 더욱 바람직하게는 방향족 탄화수소 고리이다. 헤테로시클의 바람직한 예에는 산소, 질소 및 황 원자 중 하나 이상을 갖는 5- 또는 6-원 고리가 포함된다. 헤테로시클로서, 산소, 질소 및 황 원자 중 하나 이상을 갖는 방향족 헤테로시클이 더욱 바람직하다.
Q1, Q2 및 Q3 의 바람직한 예에는 방향족 탄화수소 고리 및 방향족 헤테로시클이 포함된다. 방향족 탄화수소 고리의 바람직한 예에는 탄소수 6 내지 30 의 모노시클릭 및 비시클릭 방향족 탄화수소 고리 (예를 들면, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리 등)가 포함되고, 탄소수 6 내지 20 인 방향족 탄화수소 고리가 더욱 바람직하고, 탄소수 6 내지 12 의 방향족 탄화수소 고리가 더욱 바람직하고, 벤젠 고리가 더욱 바람직하다.
방향족 헤테로시클로서, 산소, 질소 또는 황 원자를 갖는 방향족 헤테로시클이 바람직하다. 헤테로시클의 특정 예에는 푸란, 피롤, 티오펜, 이미다졸, 피라졸, 피리딘, 피라진, 피리다진, 트리아졸, 트리아진, 인돌, 인다졸, 퓨린, 티아졸린, 티아졸, 티아디아졸, 옥사졸린, 옥사졸, 옥사디아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 프탈라진, 나프틸리딘, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 시놀린, 프테리딘, 아크리딘, 페난트리딘, 페나진, 테트라졸, 벤즈이미다졸, 벤족사졸, 벤즈티아졸, 벤조트리아졸, 테트라자인덴 등이 포함된다. 방향족 헤테로시클의 바람직한 예에는 피리딘, 트리아진 및 퀴놀린이 포함된다. 바람직하게는, Q1, Q2 및 Q3 은 방향족 탄화수소 고리, 더욱 바람직하게는 벤젠 고리이다. Q1, Q2 및 Q3 은 치환기를 가질 수 있고, 상기 치환기의 예에는 하기에 언급할 치환기 T 가 포함된다.
X 는 B, C-R (식 중, R 은 수소 원자 또는 치환기이다), N, P 또는 P=O 를 나타낸다. X 의 바람직한 예에는 B, C-R (식 중, R 은 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 아실옥시기, 아실아미노기, 알콕시카르보닐아미노기, 아릴옥시카르보닐아미노기, 술포닐아미노기, 히드록시기, 메르캅토기, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 또는 요오드 원자와 같은 할로겐 원자, 및 카르복실기, 더욱 바람직하게는 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자, 더욱 바람직하게는 알콕시기 또는 히드록시기, 특히 바람직하게는 히드록시기를 나타낸다) 및 N 이 포함된다. C-R 이 특히 바람직하다.
화학식 (16) 화합물의 바람직한 예는 하기 화학식 (17)로 나타내는 화합물이다:
[화학식 17]
상기 식에서, X2 는 B, C-R (식 중, R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다), N, P 또는 P=O 를 나타낸다. R11, R12, R13, R14, R15, R21, R22, R23, R24, R25, R31, R32, R33, R34 및 R35 는 각각 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
X2 는 B, C-R (식 중, R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다), N, P 또는 P=O 를 나타낸다. X2 의 바람직한 예에는 B, C-R (식 중, R 은 바람직하게는 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 아실옥시기, 아실아미노기, 알콕시카르보닐아미노기, 아릴옥시카르보닐아미노기, 술포닐아미노기, 히드록시기, 메르캅토기, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 또는 요오드 원자와 같은 할로겐 원자 및 카르복실기, 더욱 바람직하게는 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자, 더욱 바람직하게는 알콕시기 또는 히드록시기, 특히 바람직하게는 히드록시기를 나타낸다), N 및 P=O 가 포함된다. C-R 및 N 이 더욱 바람직하고, C-R 이 특히 바람직하다.
R11, R12, R13, R14, R15, R21, R22, R23, R24, R25, R31, R32, R33, R34 및 R35 는 각각 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 치환기의 예로서, 하기에 기술될 치환기 T 가 언급될 수 있다. R11, R12, R13, R14, R15, R21, R22, R23, R24, R25, R31, R32, R33, R34 및 R35 의 바람직한 예에는 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 아실기, 알콕시카르보닐기, 아릴옥시카르보닐기, 아실옥시기, 아실아미노기, 알콕시카르보닐아미노기, 아릴옥시카르보닐아미노기, 술포닐아미노기, 술파모일기, 카르바모일기, 알킬티오기, 아릴티오기, 술포닐기, 술피닐기, 우레이도기, 포스포르아미도기, 히드록시기, 메르캅토기, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자와 같은 할로겐 원자, 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 히드록사메이트기, 술피노기, 히드라지노기, 이미노기, 헤테로시클릭기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 30, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 이고, 헤테로원자로서, 예를 들면 질소 원자, 산소 원자 또는 황 원자를 가지는, 예컨대, 이미다졸릴, 피리딜, 퀴놀릴, 푸릴, 피페리딜, 모르폴리노, 벤족사졸릴, 벤즈이미다졸릴 및 벤즈티아졸릴) 및 실릴기가 포함된다. 그의 더욱 바람직한 예에는 알킬기, 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기 및 아릴옥시기가 포함된다. 무엇보다도, 알킬기, 아릴기 및 알콕시기가 특히 바람직하다.
이들 치환기는 추가로 치환될 수 있다. 2 개 이상의 치환기를 가지는 경우, 상기 치환기는 동일하거나 상이할 수 있다. 가능한 경우, 이러한 치환기들은 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
이제, 전술한 바와 같은 치환기 T 를 설명한다. 치환기 T 의 예에는 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 8, 예컨대, 메틸, 에틸, 이소-프로필, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸 및 시클로헥실), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 8, 예컨대, 비닐, 알릴, 2-부테닐 및 s-펜테닐), 알키닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 8, 예컨대, 프로파르길 및 3-펜티닐), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 30, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12, 예컨대, 페닐, p-메틸페닐 및 나프틸), 치환 또는 비치환 아미노기 (바람직하게는 탄소수 0 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 0 내지 10, 특히 바람직하게는 탄소수 0 내지 6, 예컨대, 아미노, 메틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노 및 디벤질아미노), 알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 8, 예컨대, 메톡시, 에톡시 및 부톡시), 아릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12, 예컨대, 페닐옥시 및 2-나프틸옥시), 아실기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 예컨대, 아세틸, 벤조일, 포르밀 및 피발로일), 알콕시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 12, 예컨대, 메톡시카르보닐 및 에톡시카르보닐), 아릴옥시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 7 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 7 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 7 내지 10, 예컨대, 페닐옥시카르보닐), 아실옥시기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 10, 예컨대, 아세톡시 및 벤조일옥시), 아실아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 10, 예컨대, 아세틸아미노 및 벤조일아미노), 알콕시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 12, 예컨대, 메톡시카르보닐아미노), 아릴옥시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 7 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 7 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 7 내지 12, 예컨대, 페닐옥시카르보닐아미노), 술포닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 예컨대, 메탄술포닐아미노 및 벤젠술포닐아미노), 술파모일기 (바람직하게는 탄소수 0 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 0 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 0 내지 12, 예컨대, 술파모일, 메틸술파모일, 디메틸술파모일 및 페닐술파모일), 카르바모일기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 예컨대, 카르바모일, 메틸카르바모일, 디에틸카르바모일 및 페닐카르바모일), 알킬티오기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 예컨대, 메틸티오 및 에틸티오), 아릴티오기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12, 예컨대, 페닐티오), 술포닐기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 예컨대, 메실 및 토실), 술피닐기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 예컨대, 메탄술피닐 및 벤젠술피닐), 우레이도기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 예컨대, 우레이도, 메틸우레이도 및 페닐우레이도), 포스포르아미도기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 예컨대, 디에틸포스포르아미도 및 페닐포스포르아미도), 히드록시기, 메르캅토기, 할로겐 원자 (예를 들면, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자), 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 히드록사메이트기, 술피노기, 히드라지노기, 이미노기, 헤테로시클릭기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 30, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 이고, 헤테로원자로서 질소 원자, 산소 원자 또는 황 원자을 갖는, 예컨대, 이미다졸릴, 피리딜, 퀴놀릴, 푸릴, 피페리딜, 모르폴리노, 벤족사졸릴, 벤즈이미다졸릴 및 벤조티아졸릴), 실릴기 (바람직하게는 탄소수 3 내지 40, 더욱 바람직하게는 탄소수 3 내지 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 내지 24, 예컨대, 트리메틸실릴 및 트리페닐실릴) 등이 포함된다.
이들 치환기는 추가로 치환될 수 있다. 2 개 이상의 치환기를 갖는 경우, 상기 치환기는 동일하거나 상이할 수 있다. 가능한 경우, 상기 치환기들은 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
다음으로, 화학식 (16)으로 나타내는 화합물을 그의 특정인 예와 관련하여 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명이 이러한 특정 예에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 화학식 (16) 또는 화학식 (19) 로 나타내는 화합물의 바람직한 예를 설명한다. 그러나, 본 발명이 이러한 특정 예에 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다음으로, 옥탄올-물 분배 계수 (Log P 값)가 0 내지 7 인 Rth-감소 화합물의 예를 제시하나, 본 발명은 이러한 특정 예에 한정되는 것은 아니다.
(다가 알코올 에스테르 화합물)
다가 알코올 에스테르 화합물은 2가 이상의 알코올과 하나 이상의 모노카르복실산의 에스테르이다. 다음으로, 다가 알코올 에스테르 화합물의 예를 제시하나, 본 발명은 이러한 특정 예에 한정되는 것은 아니다.
(다가 알코올)
다가 알코올의 바람직한 예에는 아도니톨, 아라비톨, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 디부틸렌 글리콜, 1,2,4-부탄트리올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 헥산트리올, 갈락티톨, 만니톨, 3-메틸펜탄-l,3,5-트리올, 피나콜, 소르비톨, 트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄, 자일리톨 등이 포함된다. 그의 특히 바람직한 예는 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 트리프로필렌 글리콜, 소르비톨, 트리메틸올프로판 및 자일리톨이다.
(모노카르복실산)
상기 다가 알코올 에스테르의 모노카르복실산으로서, 공지된 지방족 모노카르복실산, 지환족 모노카르복실산, 방향족 모노카르복실산 등을 사용할 수 있으나 특별히 제한되지는 않는다. 셀룰로오스 아실레이트 필름의 증기 전달률, 수분 함량 및 보유력을 개선시킨다는 면에서, 지환족 모노카르복실산 및 방향족모노카르복실산을 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 모노카르복실산의 바람직한 예를 제시하나, 본 발명이 이에 제한되지는 않는다.
지방족 모노카르복실산으로서, 바람직하게는 탄소수 1 내지 32, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 10 의 직쇄형 또는 분지형 지방산을 이용할 수 있다. 바람직하게는, 셀루로오스 에스테르와의 친화성을 향상시키기 위하여 아세트산을 사용한다. 아세트산과 다른 모노카르복실산의 혼합물을 사용하는 것 또한 바람직하다.
지방족 모노카르복실산의 바람직한 예에는 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프로산, 에난트산, 펠라르곤산, 카프릴산, 카프르산, 2-에틸-헥산카르복실산, 운데실산, 라우르산, 트리데실산, 미리스트산, 펜타데실산, 팔미트산, 헵타데실산, 스테아르산, 노나데칸산, 아라크산, 베헨산, 리그노세르산, 세로트산, 헵타코산산, 몬탄산, 멜리스산 및 라세르산과 같은 포화 지방산, 운데실렌산, 올레산, 소르브산, 리놀레산, 리놀렌산 및 아라키돈산 등과 같은 불포화 지방산이 포함된다. 이들 지방산은 치환기를 가질 수 있다.
지환족 모노카르복실산의 바람직한 예에는 시클로펜탄카르복실산, 시클로헥산카르복실산, 시클로옥탄카르복실산, 및 그 유도체가 포함된다.
방향족 모노카르복실산의 바람직한 예에는 벤조산, 톨루산과 같이 벤젠 고리 내로 도입된 알킬기를 갖는 벤조산 유도체, 비페닐카르복실산, 나프탈렌카르복실산 및 테트랄린카르복실산과 같이 2 개 이상의 벤젠 고리를 갖는 방향족 모노카르복실산, 및 그의 유도체가 포함된다. 무엇보다도, 벤조산이 바람직하다.
다가 알코올 에스테르에서, 카르복실산 또는 그의 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 다가 알코올 내 OH 기는 완전 에스테르화될 수 있다. 선택적으로, 그 중 일부는 -OH 기로 남을 수 있다. 다가 알코올 에스테르가 분자 당 3 개 이상의 방향족 또는 시클로알킬 고리를 갖는 것이 바람직하다.
이제, 다가 알코올 에스테르 화합물의 예를 제시할 것이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
(카르복실산 에스테르 화합물)
다음으로, 카르복실산 에스테르 화합물의 예를 하기에 기재할 것이다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 이의 특정 예는 프탈산 에스테르, 시트르산 에스테르 등을 포함한다. 프탈산 에스테르의 예는 디메틸 프탈레이트, 디에틸 프탈레이트, 디시클로헥실 프탈레이트, 디옥틸 프탈레이트 및 디에틸헥실 프탈레이트 등을 포함한다. 시트르산 에스테르의 예에는 아세틸트리에틸 시트레이트 및 아세틸트리부틸 시트레이트가 포함된다. 또한, 부틸 올레에이트, 메틸아세틸 리신올레에이트, 디부틸 세바케이트, 트리아세틴 및 트리메틸올프로판 트리벤조에이트 등이 언급될 수 있다. 또한, 본 발명의 목적을 위하여, 알킬 프탈릴 알킬 글리콜레이트가 바람직하게 사용될 수 있다. 알킬 프탈릴 알킬 글리콜레이트 내의 알킬기는 탄소수가 1 내지 8 의 알킬기이다. 알킬 프탈릴 알킬 글리콜레이트의 예에는 메틸 프탈릴 메틸 글리콜레이트, 에틸 프탈릴 에틸 글리콜레이트, 프로필 프탈릴 프로필 글리콜레이트, 부틸 프탈릴 부틸 글리콜레이트, 옥틸 프탈릴 옥틸 글리콜레이트, 메틸 프탈릴 에틸 글리콜레이트, 에틸 프탈릴 메틸 글리콜레이트, 에틸 프탈릴 프로필 글리콜레이트, 프로필 프탈릴 에틸 글리콜레이트, 메틸 프탈릴 프로필 글리콜레이트, 메틸 프탈릴 부틸 글리콜레이트, 에틸 프탈릴 부틸 글리콜레이트, 부틸 프탈릴 메틸 글리콜레이트, 부틸 프탈릴 에틸 글리콜레이트, 프로필 프탈릴 부틸 글리콜레이트, 부틸 프탈릴 프로필 글리콜레이트, 메틸 프탈릴 옥틸 글리콜레이트, 에틸 프탈릴 옥틸 글리콜레이트, 옥틸 프탈릴 메틸 글리콜레이트, 메틸 프탈릴 에틸 글리콜레이트 등이 포함된다. 메틸 프탈릴 메틸 글리콜레이트, 에틸 프탈릴 에틸 글리콜레이트, 프로필 프탈릴 프로필 글리콜레이트, 부틸 프탈릴 부틸 글리콜레이트 또는 옥틸 프탈릴 옥틸 글리콜레이트를 사용하는 것이 바람직하다. 에틸 프탈릴 에틸 글리콜레이트가 특히 바람직하다. 또한, 이들 알킬 프탈릴 알킬 글리콜레이트의 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다.
다음으로, 카르복실산 에스테르 화합물의 예를 하기에 기재할 것이다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
(폴리시클릭 카르복실산 화합물)
본 발명에서 사용되는 폴리시클릭 카르복실산 화합물은 분자량이 바람직하게는 3,000 이하, 더욱 바람직하게는 250 내지 2,000 이다. 고리형 구조에 있어서, 고리는 3 내지 8 개의 원자로 이루어지고, 6-원 고리 및/또는 5-원 고리가 더욱 바람직한데, 고리의 크기가 특별히 한정되는 것은 아니다. 이들 고리는 탄소, 산소, 질소, 규소 또는 기타 원자를 추가로 함유할 수 있다. 고리는 이의 일부로서 불포화 결합을 가질 수 있다. 예를 들어, 6-원 고리는 벤젠 고리 또는 시클로헥산 고리일 수 있다. 본 발명에서 사용되는 화합물은 이러한 고리형 구조를 복수개 갖는다. 즉, 단일 분자 내에 벤젠 고리 및 시클로헥산 고리를 모두 갖는 화합물, 2 개의 시클로헥산 고리를 갖는 화합물, 나프탈렌 유도체, 안트라센 유도체 등을 사용할 수 있다. 더욱 바람직하게는, 분자 당 상기 고리형 구조를 셋 이상 갖는 화합물을 사용한다. 또한 바람직하게는, 상기 고리형 구조의 하나 이상이 불포화 결합을 갖지 않는다. 이의 전형적 예는 아비에트산 및 아비에트산 유도체, 예컨대 디히드로아비에트산 및 팔루스트르산이다. 다음으로, 이들 화합물의 화학식을 하기에 기재할 것인데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
(비스페놀 유도체)
본 발명에서 사용되는 비스페놀 유도체는 바람직하게는 분자량이 10,000 이하이다. 단량체, 올리고머 또는 중합체가 상기 범위 내에서 사용될 수 있다. 또한, 또다른 중합체와의 공중합체, 또는 말단이 반응성 치환기로 개질된 화합물이 사용될 수 있다. 다음으로, 카르복실산 에스테르 화합물의 예를 하기에 기재할 것이다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 비스페놀 유도체의 특정 예에서, R1 내지 R4 는 각각 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 10 의 알킬기를 나타낸다. l, m 및 n 은 각각 해당 반복 단위의 수를 나타낸다. l, m 및 n 은 각각 바람직하게는 1 내지 100, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 의 정수인데, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
[파장 분산 제어제]
다음으로, 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름의 파장 분산을 감소시키는 화합물 (이하, 파장 분산 제어제로 칭함)을 설명한다. 셀룰로오스 아실레이트 필름의 Rth 의 파장 분산을 향상시키기 위하여, 하기 식 (XXI) 로 나타내는 Rth 의 파장 분산 (ΔRth)을 하기 식 (XIX) 및 (XX) 를 충족하는 범위 내로 감소시키는 하나 이상의 화합물을 첨가하는 것이 바람직하다:
(XIX) (ΔRth(B)-ΔRth(0))/B ≤ -2.0
(XX) 0.01 ≤ B ≤ 30
(XXI) ΔRth=│Rth(400)-Rth(700)│
상기 식에서, ΔRth(B) 는 ΔRth 를 감소시키는 화합물 B% 를 함유한 필름의 ΔRth (nm) 이다. ΔRth(0) 은 ΔRth 를 감소시키는 화합물을 함유하지 않은 필름의 ΔRth (nm) 이다. B 는 필름 재료로서 사용되는 중합체 질량을 100 으로 할때 상기 화합물의 질량(%) 이다.
상기 식 (XIX) 및 (XX)에 관하여, 하기가 더욱 바람직하고:
(XXII) (ΔRth(B)-ΔRth(0))/B ≤ -3.0
(XXIII) 0.05 ≤ B ≤ 25;
하기가 더욱 바람직하다:
(XXIV) (ΔRth(B)-ΔRth(0))/B ≤ -4.0
(XXV) 0.1 ≤ B ≤ 20.
전술한 바와 같은 파장 분산 제어제는 200 내지 400 nm 의 자외선 영역에서 흡수한다. 고체 셀룰로오스 아실레이트 함량에 대해 0.01 내지 30 중량% 로 파장 분산 제어제를 첨가함으로써, 셀룰로오스 아실레이트 필름의 Re 및 Rth 의 파장 분산을 제어할 수 있다.
일반적으로, 셀룰로오스 아실레이트 필름의 Re 및 Rth 값은 단파장 측보다 장파장 측에서 더 크다. 따라서, 상대적으로 작은, 단파장 측에서의 Re 및 Rth 를 증가시킴으로써 파장 분산을 평활하게 하는 것이 요구된다. 반면, 200 내지 400 nm 의 자외선 영역에서 흡수하는 화합물은, 장파장 측에서의 흡광도가 단파장 측에서의 흡광도보다 크다는 파장 분산 특징을 갖는다. 그러한 화합물 그 자체가 셀룰로오스 아실레이트 필름 내에 등방성으로 존재하는 경우, 흡광도의 파장 분산과 유사하게, 복굴절성 및 그에 따른 Re 및 Rth 의 파장 분산이 단파장 측에서 더 큰 것으로 보인다.
상기한 바와 같이, 200 내지 400 nm 의 자외선 영역에서 흡수하고, 단파장 측에서 더욱 큰 Re 및 Rth 의 파장 분산을 외관상 나타내는 화합물을 사용하여, 셀룰로오스 아실레이트 필름 파장 분산을 제어할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 파장 분산을 제어하는 화합물이 셀룰로오스 아실레이트와 충분히 그리고 균일하게 친화성일 것이 요구된다. 그러한 화합물의 자외선 영역에서의 흡수 영역은 바람직하게는 200 내지 400 nm, 더욱 바람직하게는 220 내지 395 nm, 더욱 바람직하게는 240 내지 390 nm 의 범위이다.
최근, TV 세트, 랩탑, 이동 전화 등에 사용되는 액정 디스플레이에서, 작은 전력에서도 휘도를 향상시키기 위해 우수한 투과율을 갖는 광학 부재가 요구되고 있다. 200 내지 400 nm 의 자외선 영역에서 흡수하고, 셀룰로오스 아실레이트 필름의 |Re(400) - Re(700)| 및 |Rth(400) - Rth(700)| 를 감소시킬 수 있는 화합물을 첨가하는 경우, 이러한 면에서, 우수한 분광 투과율을 갖는 화합물이 요구된다. 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름에서, 380 nm 파장에서의 분광 투과율이 45 % 이상 95 % 이하이고, 350 nm 파장에서의 분광 투과율이 10 % 이하인 것이 바람직하다.
기화성 면에서, 전술한 바와 같은 본 발명에서 바람직하게 사용가능한 파장 분산 제어제의 분자량은 바람직하게는 250 내지 1,000, 더욱 바람직하게는 260 내지 800, 더욱 바람직하게는 270 내지 800, 특히 바람직하게는 300 내지 800 의 범위이다. 분자량이 상기 범위에 속하는 한, 특정 단량체 구조, 또는 복수의 상기 단량체 단위가 함께 결합된 올리고머 구조 또는 중합체 구조가 사용될 수 있다.
셀룰로오스 아실레이트 필름의 제조에 있어서, 파장 분산 제어제는 도프 주조 및 건조 과정에서 기화되지 않는 것이 바람직하다.
(화합물의 첨가 수준)
본 발명에서 바람직하게 사용되는 파장 분산 제어제는, 셀룰로오스 아실레이트 고체 함량을 기준으로, 바람직하게는 0.01 내지 30 질량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 20 질량%, 특히 바람직하게는 0.2 내지 10 질량% 의 양으로 첨가된다.
(화합물의 첨가 방법)
파장 분산 제어제로서, 단일 화합물이 사용될 수 있다. 대안적으로는, 둘 이상의 화합물의 임의 비율 혼합물이 사용될 수 있다.
파장 분산 제어제는 도프의 제조 과정 중 임의의 단계에서 첨가될 수 있다. 이는 도프 제조 단계의 최종 상태에 첨가될 수 있다.
본 발명에서 바람직하게 사용가능한 파장 분산 제어제의 특정 예에는 벤조트리아졸 화합물, 벤조페논 화합물, 시아노-함유 화합물, 옥소벤조페논 화합물, 살리실산 에스테르 화합물, 니켈 착물 염 화합물 등이 포함되나, 본 발명이 이러한 화합물에 한정되는 것은 아니다.
벤조트리아졸 화합물로서, 하기 화학식 (101) 로 나타내는 화합물이 본 발명에서의 파장 분산 제어제로 바람직하게 사용될 수 있다:
[화학식 (101)]
Q1-Q2-OH
상기 식 중, Q1 은 질소-함유 방향족 헤테로시클을 나타내고, Q2 는 방향족 고리를 나타낸다.
Q1 은 질소-함유 방향족 헤테로시클을 나타내고, 바람직하게는 5 내지 7-원 질소-함유 방향족 헤테로시클, 더욱 바람직하게는 5- 또는 6-원 질소-함유 방향족 헤테로시클, 예컨대 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 테트라졸, 티아졸, 옥사졸, 셀레나졸, 벤조트리아졸, 벤조티아졸, 벤족사졸, 벤조셀레나졸, 티아디아졸, 옥사디아졸, 나프토티아졸, 나프토옥사졸, 아자벤즈이미다졸, 퓨린, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 트리아진, 트리아자인덴 및 테트라자인덴 등을 나타낸다. 더욱 바람직하게는, Q1 은 5-원 질소-함유 방향족 헤테로시클, 예컨대 이미다졸, 피라졸, 트리아졸, 테트라졸, 티아졸, 옥사졸, 벤조트리아졸, 벤조티아졸, 벤족사졸, 티아디아졸 또는 옥사디아졸을 나타내고, 벤조트리아졸이 특히 바람직하다.
Q1 로 나타내는 질소-함유 방향족 헤테로시클은 치환기를 가질 수 있고, 치환기의 예로서 이하 기술될 치환기 T 가 포함된다. 복수의 치환기를 갖는 경우, 이들 치환기들은 함께 융합되어 추가의 고리를 형성할 수 있다.
Q2 로 나타내는 방향족 고리는 방향족 탄화수소 고리 또는 방향족 헤테로시클일 수 있다. 이는 단일 고리이거나, 또는 또다른 고리와 함께 융합 고리를 형성할 수 있다.
방향족 탄화수소 고리의 예는, 바람직하게는 탄소수 6 내지 30 의 모노시클릭 또는 바이시클릭 방향족 탄화수소 고리 (예를 들어, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리 등), 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 20 의 방향족 탄화수소 고리, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 방향족 탄화수소 고리를 포함한다. 가장 바람직한 것은 벤젠 고리이다.
방향족 헤테로시클의 바람직한 에예는 질소 원자-함유 또는 황 원자-함유 방향족 헤테로시클이 포함된다. 헤테로시클의 특정인 예에는 티오펜, 이미다졸, 피라졸, 피리딘, 피라진, 피리다진, 트리아졸, 트리아진, 인돌, 인다졸, 퓨린, 티아졸린, 티아졸, 티아디아졸, 옥사졸린, 옥사졸, 옥사디아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 프탈라진, 나프틸리딘, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 신놀린, 프테리딘, 아크리딘, 페난트리딘, 페나진, 테트라졸, 벤즈이미다졸, 벤족사졸, 벤즈티아졸, 벤조트리아졸, 테트라자인덴 등이 포함된다. 방향족 헤테로시클의 바람직한 예에는 피리딘, 트리아진 및 퀴놀린이 포함된다.
Q2 로 나타내는 방향족 고리는 바람직하게는 방향족 탄화수소 고리, 더욱 바람직하게는 나프탈렌 고리 또는 벤젠 고리, 특히 바람직하게는 벤젠 고리이다. Q2 는 치환기를 가질 수 있고, 치환기의 예로서 이하 기술될 치환기 T 가 포함된다.
치환기 T 의 예에는, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 8 의 알킬기, 예컨대 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸 및 시클로헥실), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 8 의 알케닐기, 예컨대 비닐, 알릴, 2-부테닐 및 s-펜테닐), 알키닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 8 의 알키닐기, 예컨대 프로파르길 및 3-펜티닐), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 30, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 아릴기, 예컨대 페닐, p-메틸페닐 및 나프틸), 치환 및 비치환 아미노기 (바람직하게는 탄소수 0 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 0 내지 10, 특히 바람직하게는 탄소수 0 내지 6 의 아미노기, 예컨대 아미노, 메틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노 및 디벤질아미노), 알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 8 의 알콕시기, 예컨대 메톡시, 에톡시 및 부톡시), 아릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 아릴옥시기, 예컨대 페닐옥시 및 2-나프틸옥시), 아실기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 아실기, 예컨대 아세틸, 벤조일, 포르밀 및 피발로일), 알콕시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 12 의 알콕시카르보닐기, 예컨대 메톡시카르보닐 및 에톡시카르보닐), 아릴옥시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 7 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 7 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 7 내지 10 의 아릴옥시카르보닐기, 예컨대 페닐옥시카르보닐), 아실옥시기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 10 의 아실옥시기, 예컨대 아세톡시 및 벤조일옥시), 아실아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 10 의 아실아미노기, 예컨대 아세틸아미노 및 벤조일아미노), 알콕시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 12 의 알콕시카르보닐아미노기, 예컨대 메톡시카르보닐아미노), 아릴옥시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 7 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 7 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 7 내지 12 아릴옥시카르보닐아미노기, 예컨대 페닐옥시카르보닐아미노기), 술포닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 술포닐아미노기, 예컨대 메탄술포닐아미노기 및 벤젠술포닐아미노기), 술파모일기 (바람직하게는 탄소수 0 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 0 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 0 내지 12 의 술파모일기, 예컨대 술파모일, 메틸술파모일, 디메틸술파모일 및 페닐술파모일), 카르바모일기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 카르바모일기, 예컨대 카르바모일, 메틸카르바모일, 디에틸카르바모일 및 페닐카르바모일), 알킬티오기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 알킬티오기, 예컨대 메틸티오 및 에틸티오), 아릴티오기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 아릴티오기, 예컨대 페닐티오), 술포닐기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 술포닐기, 예컨대 메실 및 토실), 술피닐기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 술피닐기, 예컨대 메탄술피닐 및 벤젠술피닐), 우레이도기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 우레이도기, 예컨대 우레이도, 메틸우레이도 및 페닐우레이도), 포스포르아미도기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 포스포르아미도기, 예컨대 디에틸포스포르아미도 및 페닐포스포르아미도), 히드록시기, 메르캅토기, 할로겐 원자 (예를 들어, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자), 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 히드록사메이트기, 술피노기, 히드라지노기, 이미노기, 헤테로시클릭기 (헤테로 원자로서 질소 원자, 산소 원자 또는 황 원자를 갖는, 바람직하게는 탄소수 1 내지 30, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 헤테로시클릭기, 예컨대 이미다졸릴, 피리딜, 퀴놀릴, 퓨릴, 피페리딜, 모르폴리노, 벤족사졸릴, 벤즈이미다졸릴 및 벤즈티아졸릴) 및 실릴기 (바람직하게는 탄소수 3 내지 40, 더욱 바람직하게는 탄소수 3 내지 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 내지 24 의 실릴기, 예컨대 트리메틸실릴 및 트리페닐실릴) 등이 포함된다. 이들 치환기는 추가로 치환될 수 있다. 둘 이상의 치환기를 갖는 경우, 치환기들은 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 가능한 경우, 이들 치환기가 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
화학식 (101) 로 나타내는 화합물로서, 화학식 (101-A) 로 나타내는 화합물이 바람직하다.
[화학식 101-A]
상기 식 중, Rl, R2, R3, R4, R5, R6, R7 및 R8 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
Rl, R2, R3, R4, R5, R6, R7 또는 R8 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 치환기로서, 전술하는 치환기 T 가 사용될 수 있다. 이들 치환기는 또다른 치환기에 의해 추가로 치환될 수 있고, 치환기들이 함께 융합하여 고리형 구조를 형성할 수 있다.
Rl 및 R3 은 바람직하게는 각각 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. 이는 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 아릴옥시기 또는 할로겐 원자, 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 12 의 알킬기, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 (바람직하게는 탄소수 4 내지 12) 의 알킬기를 나타낸다.
R2 및 R4 는 바람직하게는 각각 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. 이는 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기 또는 할로겐 원자, 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 12 의 알킬기, 특히 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기, 가장 바람직하게는 수소 원자를 나타낸다.
R5 및 R8 은 바람직하게는 각각 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. 이는 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기 또는 할로겐 원자, 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 12 의 알킬기, 특히 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기, 가장 바람직하게는 수소 원자를 나타낸다.
R6 및 R7 은 바람직하게는 각각 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. 이는 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 알킬옥시기, 아릴옥시기 또는 할로겐 원자, 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 할로겐 원자, 특히 바람직하게는 수소 원자 또는 염소 원자를 나타낸다.
화학식 (101) 로 나타내는 화합물로서, 하기 화학식 (101-B) 로 나타내는 화합물이 더욱 바람직하다.
[화학식 101-B]
상기 식 중, R1, R3, R6 및 R7 은 화학식 (101-A) 에서 정의된 바와 동일한 의미를 갖는다. 이의 바람직한 범위 또한 동일하다.
다음으로, 화학식 (101) 로 나타내는 화합물의 바람직한 예를 나타낼 것인데, 본 발명이 이들 특정 예에 한정되는 것은 아니다.
위에서 제시된 벤조트리아졸 화합물 중으로부터, 분자량이 320 이하인 벤조트리아졸 화합물을 함유하는 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름이 보유력 면에서, 유리한 것으로 확인된다.
본 발명에서 사용가능한 파장 분산 제어제의 하나인 벤조페논 화합물로서, 하기 화학식 (102) 로 나타내는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 식 중, Q1 및 Q2 및 Q3 은 각각 독립적으로 방향족 고리를 나타낸다. X 는 NR (여기서, R 은 수소 원자 또는 치환기를 나타냄) 을 나타낸다.
Q1 및 Q2 로 나타내는 방향족 고리는 방향족 탄화수소 고리 또는 방향족 헤테로시클일 수 있다. 이들은 단일 고리이거나, 또는 또다른 고리와 함께 융합 고리를 형성할 수 있다.
Q1 및 Q2 로 나타내는 방향족 탄화수소 고리의 바람직한 예에는 탄소수 6 내지 30 의 모노시클릭또는 바이시클릭 방향족 탄화수소 고리 (예를 들어, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리 등), 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 20 의 방향족 탄화수소 고리, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 방향족 탄화수소 고리가 포함된다. 가장 바람직하게는 벤젠 고리이다.
Q1 및 Q2 로 나타내는 방향족 헤테로시클의 바람직한 예에는 산소, 질소 및 황 원자 중 하나 이상을 함유하는 방향족 헤테로시클이 포함된다. 헤테로시클의 특정 예에는 푸란, 피롤, 티오펜, 이미다졸, 피라졸, 피리딘, 피라진, 피리다진, 트리아졸, 트리아진, 인돌, 인다졸, 퓨린, 티아졸린, 티아졸, 티아디아졸, 옥사졸린, 옥사졸, 옥사디아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 프탈라진, 나프타틸리딘, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 신놀린, 프테리딘, 아크리딘, 페난트리딘, 페나진, 테트라졸, 벤즈이미다졸, 벤족사졸, 벤즈티아졸, 벤조트리아졸 및 테트라자인덴 등이 포함된다. 방향족 헤테로시클의 바람직한 예에는 피리딘, 트리아진 및 퀴놀린이 포함된다.
Q1 및 Q2 로 나타내는 방향족 고리는 각각 바람직하게는 방향족 탄화수소 고리, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 방향족 탄화수소 고리, 더욱 바람직하게는 치환 또는 비치환 벤젠 고리, 특히 바람직하게는 벤젠 고리이다.
Q1 및 Q2 는 치환기를 가질 수 있고, 치환기의 예로서 하기 기술되는 치환기 T 가 포함되는데, 단 그러한 치환기는 카르복실산, 술폰산 또는 4 차 암모늄 염을 결코 포함하지 않는다. 가능한 경우, 치환기는 서로 결합하여 고리형 구조를 형성할 수 있다.
X 는 바람직하게는 NR {여기서, R 은 수소 원자 또는 치환기 (이는 이하 기술되는 치환기 T 를 포함함)를 나타낸다}, 산소 원자 또는 황 원자를 나타낸다. X 는 NR (여기서, R 은 바람직하게는 아실기 또는 술포닐기를 나타내고, 이러한 치환기는 치환기를 추가로 가질 수 있다) 또는 산소 원자인 것이 바람직하다. 산소 원자가 특히 바람직하다.
치환기 T 의 예에는, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 8 의 알킬기, 예컨대 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸 및 시클로헥실), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 8 의 알케닐기, 예컨대 비닐, 알릴, 2-부테닐 및 s-펜테닐), 알키닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 8 의 알키닐기, 예컨대 프로파르길 및 3-펜티닐), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 30, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 아릴기, 예컨대 페닐, p-메틸페닐 및 나프틸), 치환 및 비치환 아미노기 (바람직하게는 탄소수 0 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 0 내지 10, 특히 바람직하게는 탄소수 0 내지 6 의 아미노기, 예컨대 아미노, 메틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노 및 디벤질아미노), 알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 8 의 알콕시기, 예컨대 메톡시, 에톡시 및 부톡시), 아릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 아릴옥시기, 예컨대 페닐옥시 및 2-나프틸옥시), 아실기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 아실기, 예컨대 아세틸, 벤조일, 포르밀 및 피발로일), 알콕시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 12 의 알콕시카르보닐기, 예컨대 메톡시카르보닐 및 에톡시카르보닐), 아릴옥시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 7 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 7 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 7 내지 10 의 아릴옥시카르보닐기, 예컨대 페닐옥시카르보닐), 아실옥시기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 10 의 아실옥시기, 예컨대 아세톡시 및 벤조일옥시), 아실아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 10 의 아실아미노기, 예컨대 아세틸아미노 및 벤조일아미노), 알콕시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 12 의 알콕시카르보닐아미노기, 예컨대 메톡시카르보닐아미노), 아릴옥시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 7 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 7 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 7 내지 12 아릴옥시카르보닐아미노기, 예컨대 페닐옥시카르보닐아미노기), 술포닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 술포닐아미노기, 예컨대 메탄술포닐아미노기 및 벤젠술포닐아미노기), 술파모일기 (바람직하게는 탄소수 0 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 0 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 0 내지 12 의 술파모일기, 예컨대 술파모일, 메틸술파모일, 디메틸술파모일 및 페닐술파모일), 카르바모일기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 카르바모일기, 예컨대 카르바모일, 메틸카르바모일, 디에틸카르바모일 및 페닐카르바모일), 알킬티오기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 알킬티오기, 예컨대 메틸티오 및 에틸티오), 아릴티오기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 아릴티오기, 예컨대 페닐티오), 술포닐기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 술포닐기, 예컨대 메실 및 토실), 술피닐기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 술피닐기, 예컨대 메탄술피닐 및 벤젠술피닐), 우레이도기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 우레이도기, 예컨대 우레이도, 메틸우레이도 및 페닐우레이도), 포스포르아미도기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 포스포르아미도기, 예컨대 디에틸포스포르아미도 및 페닐포스포르아미도), 히드록시기, 메르캅토기, 할로겐 원자 (예를 들어, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자), 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 히드록사메이트기, 술피노기, 히드라지노기, 이미노기, 헤테로시클릭기 (헤테로 원자로서 질소 원자, 산소 원자 또는 황 원자를 갖는, 바람직하게는 탄소수 1 내지 30, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 헤테로시클릭기, 예컨대 이미다졸릴, 피리딜, 퀴놀릴, 푸릴, 피페리딜, 모르폴리노, 벤족사졸릴, 벤즈이미다졸릴 및 벤즈티아졸릴) 및 실릴기 (바람직하게는 탄소수 3 내지 40, 더욱 바람직하게는 탄소수 3 내지 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 내지 24 의 실릴기, 예컨대 트리메틸실릴 및 트리페닐실릴) 등이 포함된다. 이들 치환기는 추가로 치환될 수 있다. 둘 이상의 치환기를 갖는 경우, 치환기들은 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 가능한 경우, 이들 치환기가 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
화학식 (102) 로 나타내는 화합물로서, 하기 화학식 (102-A) 로 나타내는 화합물이 바람직하다.
[화학식 102-A]
상기 식 중, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9 는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9 는 독립적으로 각각 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 치환기로서, 전술한 치환기 T 가 사용될 수 있다. 이들 치환기는 또다른 치환기로 추가 치환될 수 있고, 치환기들은 함께 융합되어 고리형 구조를 형성할 수 있다.
R1, R3, R4, R5, R6, R8 및 R9 는 바람직하게는 각각 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. 이는 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기 또는 할로겐 원자, 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 12 의 알킬기, 특히 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다. 가장 바람직하게는 수소 원자이다.
R2 는 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. 이는 더욱 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 1 내지 20 의 알킬기, 탄소수 0 내지 20 의 아미노기, 탄소수 1 내지 20 의 알콕시기, 탄소수 6 내지 12 의 아릴옥시기 또는 히드록시기, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 20 의 알콕시기, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 알콕시기를 나타낸다.
R7 은 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. 이는 더욱 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 1 내지 20 의 알킬기, 탄소수 0 내지 20 의 아미노기, 탄소수 1 내지 20 의 알콕시기, 탄소수 6 내지 12 의 아릴옥시기 또는 히드록시기, 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20 의 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 8 의 알킬기, 더욱 바람직하게는 메틸기)를 나타낸다. 특히 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸이다.
화학식 (102) 로 나타내는 화합물로서, 하기 화학식 (102-B) 로 나타내는 화합물이 더욱 바람직하다.
[화학식 102-B]
상기 식 중, R10 는 수소 원자, 치환 또는 비치환 알킬기, 치환 또는 비치환 알케닐기, 치환 또는 비치환 알키닐기 또는 치환 또는 비치환 아릴기를 나타낸다.
R10 은 수소 원자, 치환 또는 비치환 알킬기, 치환 또는 비치환 알케닐기, 치환 또는 비치환 알키닐기 또는 치환 또는 비치환 아릴기를 나타낸다. 치환기로서, 전술한 치환기 T 가 사용될 수 있다.
R10 은 바람직하게는 치환 또는 비치환 알킬기, 더욱 바람직하게는 탄소수 5 내지 20 의 치환 또는 비치환 알킬기, 더욱 바람직하게는 탄소수 5 내지 12 의 치환 또는 비치환 알킬기 (예를 들어, n-헥실, 2-에틸헥실, n-옥틸, n-데실, n-도데실 또는 벤질기), 특히 바람직하게는 탄소수 5 내지 12 의 치환 또는 비치환 알킬기 (예를 들어, 2-에틸헥실, n-옥틸, n-데실, n-도데실 또는 벤질기)를 나타낸다.
화학식 (102) 로 나타내는 화합물은 JP-A-11-12219 에 보고된 공지된 방법에 의해 합성될 수 있다.
다음으로, 화학식 (102) 로 나타내는 화합물의 특정예가 기술될 것인데, 본 발명이 이러한 특정 예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서는 파장 분산 제어제로서 시아노기-함유 화합물이 또한 사용될 수 있다. 그러한 시아노기-함유 화합물로서, 하기 화학식 (103) 으로 나타내는 화합물이 바람직하다.
[화학식 103]
상기 식 중, Q1 및 Q2 는 독립적으로 각각 방향족 고리를 나타낸다. X1 및 X2 는 각각 수소 원자 또는 치환기를 나타내는데, 단, 이들 중 하나 이상이 시아노기, 카르보닐기, 술포닐기 또는 방향족 헤테로시클을 나타낸다. Q1 및 Q2 로 나타내는 방향족 고리는 방향족 탄화수소 고리 또는 방향족 헤테로시클일 수 있다. 이는 단일 고리이거나, 또다른 고리와 함께 융합 고리를 형성할 수 있다.
방향족 탄화수소 고리의 바람직한 예는 탄소수 6 내지 30 의 모노시클릭 또는 바이시클릭 방향족 탄화수소 고리 (예를 들어, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리 등), 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 20 의 방향족 탄화수소 고리, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 방향족 탄화수소 고리를 포함한다. 가장 바람직하게는 벤젠 고리이다.
방향족 헤테로시클의 바람직한 예는 질소 원자 또는 황 원자 함유 방향족 헤테로시클이다. 헤테로시클의 특정 예는 티오펜, 이미다졸, 피라졸, 피리딘, 피라진, 피리다진, 트리아졸, 트리아진, 인돌, 인다졸, 퓨린, 티아졸린, 티아졸, 티아디아졸, 옥사졸린, 옥사졸, 옥사디아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 프탈라진, 나프타틸리딘, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 신놀린, 프테리딘, 아크리딘, 페난트리딘, 페나진, 테트라졸, 벤즈이미다졸, 벤족사졸, 벤즈티아졸, 벤조트리아졸 및 테트라자인덴 등을 포함한다. 방향족 헤테로시클의 바람직한 예는 피리딘, 트리아진 및 퀴놀린을 포함한다.
Q1 및 Q2 로 나타내는 방향족 고리는 각각 바람직하게는 방향족 탄화수소 고리이고, 더욱 바람직하게는 벤젠 고리를 나타낸다.
Q1 및 Q2 는 치환기를 가질 수 있으며, 치환쳬의 예로서 이하 기술되는 치환기 T 가 포함된다. 치환기 T 의 예에는, 알킬기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 8 의 알킬기, 예컨대 메틸, 에틸, 이소프로필, tert-부틸, n-옥틸, n-데실, n-헥사데실, 시클로프로필, 시클로펜틸 및 시클로헥실), 알케닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 8 의 알케닐기, 예컨대 비닐, 알릴, 2-부테닐 및 s-펜테닐), 알키닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 12, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 8 의 알키닐기, 예컨대 프로파르길 및 3-펜티닐), 아릴기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 30, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 아릴기, 예컨대 페닐, p-메틸페닐 및 나프틸), 치환 및 비치환 아미노기 (바람직하게는 탄소수 0 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 0 내지 10, 특히 바람직하게는 탄소수 0 내지 6 의 아미노기, 예컨대 아미노, 메틸아미노, 디메틸아미노, 디에틸아미노 및 디벤질아미노), 알콕시기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 8 의 알콕시기, 예컨대 메톡시, 에톡시 및 부톡시), 아릴옥시기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 아릴옥시기, 예컨대 페닐옥시 및 2-나프틸옥시), 아실기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 아실기, 예컨대 아세틸, 벤조일, 포르밀 및 피발로일), 알콕시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 12 의 알콕시카르보닐기, 예컨대 메톡시카르보닐 및 에톡시카르보닐), 아릴옥시카르보닐기 (바람직하게는 탄소수 7 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 7 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 7 내지 10 의 아릴옥시카르보닐기, 예컨대 페닐옥시카르보닐), 아실옥시기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 10 의 아실옥시기, 예컨대 아세톡시 및 벤조일옥시), 아실아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 10 의 아실아미노기, 예컨대 아세틸아미노 및 벤조일아미노), 알콕시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 2 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 2 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 2 내지 12 의 알콕시카르보닐아미노기, 예컨대 메톡시카르보닐아미노), 아릴옥시카르보닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 7 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 7 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 7 내지 12 아릴옥시카르보닐아미노기, 예컨대 페닐옥시카르보닐아미노기), 술포닐아미노기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 술포닐아미노기, 예컨대 메탄술포닐아미노기 및 벤젠술포닐아미노기), 술파모일기 (바람직하게는 탄소수 0 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 0 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 0 내지 12 의 술파모일기, 예컨대 술파모일, 메틸술파모일, 디메틸술파모일 및 페닐술파모일), 카르바모일기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 카르바모일기, 예컨대 카르바모일, 메틸카르바모일, 디에틸카르바모일 및 페닐카르바모일), 알킬티오기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 알킬티오기, 예컨대 메틸티오 및 에틸티오), 아릴티오기 (바람직하게는 탄소수 6 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 아릴티오기, 예컨대 페닐티오), 술포닐기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 술포닐기, 예컨대 메실 및 토실), 술피닐기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 술피닐기, 예컨대 메탄술피닐 및 벤젠술피닐), 우레이도기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 우레이도기, 예컨대 우레이도, 메틸우레이도 및 페닐우레이도), 포스포르아미도기 (바람직하게는 탄소수 1 내지 20, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 16, 특히 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 포스포르아미도기, 예컨대 디에틸포스포르아미도 및 페닐포스포르아미도), 히드록시기, 메르캅토기, 할로겐 원자 (예를 들어, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자), 시아노기, 술포기, 카르복실기, 니트로기, 히드록사메이트기, 술피노기, 히드라지노기, 이미노기, 헤테로시클릭기 (헤테로 원자로서 질소 원자, 산소 원자 또는 황 원자를 갖는, 바람직하게는 탄소수 1 내지 30, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 12 의 헤테로시클릭기, 예컨대 이미다졸릴, 피리딜, 퀴놀릴, 푸릴, 피페리딜, 모르폴리노, 벤족사졸릴, 벤즈이미다졸릴 및 벤즈티아졸릴) 및 실릴기 (바람직하게는 탄소수 3 내지 40, 더욱 바람직하게는 탄소수 3 내지 30, 특히 바람직하게는 탄소수 3 내지 24 의 실릴기, 예컨대 트리메틸실릴 및 트리페닐실릴) 등이 포함된다. 이들 치환기는 추가로 치환될 수 있다. 둘 이상의 치환기를 갖는 경우, 치환기들은 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 가능한 경우, 이들 치환기가 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
X1 및 X2 는 각각 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, 단, 이들 중 하나 이상은 시아노기, 카르보닐기, 술포닐기 또는 방향족 헤테로시클을 나타낸다. X1및 X2 로 나타내는 치환기로서, 전술한 바와 같은 치환기 T 일 수 있다. X1 및 X2 로 나타내는 치환기는 또다른 치환기로 치환될 수 있다. X1 및 X2 는 함께 융합되어 고리형 구조를 형성할 수 있다.
X1 및 X2 의 바람직한 예는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 시아노기, 니트로기, 카르보닐기, 술포닐기 및 방향족 헤테로시클, 더욱 바람직하게는 시아노기, 카르보닐기, 술포닐기 및 방향족 헤테로시클, 바람직하게는 시아노기 및 카르보닐, 특히 바람직하게는 시아노기 및 알콕시카르보닐기 {-C(=0)OR (여기서 R 은 탄소수 1 내지 20 의 알킬기, 탄소수 6 내지 12 의 아릴기 또는 이의 배합물을 나타낸다)}를 포함한다.
화학식 (103) 로 나타내는 화합물로서, 하기 화학식 (103-A) 로 나타내는 화합물이 바람직하다.
[화학식 103-A]
상기 식 중, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. X1 및 X2 는 화학식 (20) 에서와 동일한 의미를 갖고, 이의 바람직한 범위 또한 동일하다.
1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다. 치환기로서, 전술한 바와 같은 치환기 T 가 사용될 수 있다. 이들 치환기는 또다른 치환기에 의해 추가 치환될 수 있고, 치환기들이 함께 융합되어 고리형 구조를 형성할 수 있다.
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9 및 R10 은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 및 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 및 할로겐 원자를 나타낸다. 이는 더욱 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 아릴옥시기 또는 할로겐 원자, 더욱 바람직하게는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 12 의 알킬기, 특히 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다. 가장 바람직하게는 수소 원자를 나타낸다.
R3 및 R8 는 바람직하게는 각각 수소 원자, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 치환 또는 비치환 아미노기, 알콕시기, 아릴옥시기, 히드록시기 또는 할로겐 원자를 나타낸다. 이는 더욱 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 1 내지 20 의 알킬기, 탄소수 0 내지 20 의 아미노기, 탄소수 1 내지 20 의 알콕시기, 탄소수 6 내지 12 의 아릴옥시기 또는 히드록시기, 더욱 바람직하게는 수소 원자, 탄소수 1 내지 12 의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 12 의 알콕시기, 특히 바람직하게는 수소 원자를 나타낸다.
화학식 (103) 으로 나타내는 화합물로서, 하기 화학식 (103-B) 로 나타내는 화합물이 더욱 바람직하다.
[화학식 103-B]
상기 식 중, R3 및 R8 은 화학식 (103-A) 에서와 동일한 의미를 갖고, 이의 바람직한 범위 또한 동일하다. X3 은 수소 원자 또는 치환기를 나타낸다.
X3 은 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, 치환기로서 전술한 치환기 T 가 사용될 수 있다. 가능한 경우, 이는 또다른 치환기에 의해 추가 치환될 수 있다. X3 은 바람직하게는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 시아노기, 니트로기, 카르보닐기, 술포닐기 또는 방향족 헤테로시클, 더욱 바람직하게는 시아노기, 카르보닐기, 술포닐기 또는 방향족 헤테로시클, 더욱 바람직하게는 시아노기 또는 카르보닐기, 특히 바람직하게는 시아노기 또는 알콕시카르보닐기 {-C(=O)OR (식 중, R 은 탄소수 1 내지 20 알킬기, 탄소수 6 내지 12 의 아릴기 또는 이의 배합물을 나타낸다)}f를 나타낸다.
화학식 (103) 으로 나타내는 화합물로서, 하기 화학식 (103-C) 로 나타내는 화합물이 더욱 바람직하다.
[화학식 103-C]
상기 식 중, R3 및 R8 은 화학식 (103-A) 에서와 동일한 의미를 갖고, 이의 바람직한 범위 또한 동일하다. R21 은 탄소수 1 내지 20 의 알킬기를 나타낸다.
R3 및 R8 모두가 수소 원자인 경우, R21 은 바람직하게는 탄소수 2 내지 12 알킬기, 더욱 바람직하게는 탄소수 4 내지 12 의 알킬기, 더욱 바람직하게는 탄소수 6 내지 12 의 알킬기, 특히 바람직하게는 n-옥틸기, tert-옥틸기, 2-에틸헥실기, n-데실기 또는 n-도데실기를 나타낸다. 가장 바람직하게는 2-에틸헥실기이다.
R3 및 R8 이 모두 수소 원자가 아닌 경우, R21 은 바람직하게는 탄소수 20 이하의 알킬기를 나타내며, 화학식 (103-C) 의 화합물의 분자량을 300 이상으로 만든다.
화학식 (103) 으로 나타내는 화합물은 문헌 [Journal of American Chemical Society, 제 63 권, 3452 쪽, (1941)] 에 기술된 방법에 따라 합성할 수 있다.
다음으로, 화학식 (103) 으로 나타내는 화합물의 특정 예를 하기에 기재할 것인데, 본 발명이 이들 특정 예에 한정되는 것은 아니다.
[메팅제 (matting agent) 의 미세 입자]
본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름은 미세 입자를 메팅제로서 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용가능한 미세 입자의 예는 이산화 규소, 이산화 티탄, 산화 알루미늄, 산화 지르코늄, 탄산 칼슘, 탈크, 점토, 소성 고령토, 소성 규산 칼슘, 규산 칼슘 수화물, 규산 알루미늄, 규산 마그네슘 및 인산 칼슘을 포함한다. 규소를 함유하는 미세 입자가 흐림도 (cloudiness) 가 낮기 때문에 바람직하다. 특히, 이산화 규소가 바람직하다. 이산화 규소 미세 입자의 평균 1 차 입자 크기가 20 nm 이하이고, 겉보기 비중이 70 g/L 이상인 것이 바람직하다. 평균 1 차 입자 크기가 5 내지 16 nm 로 작은 미세 입자가 더욱 바람직한데, 이로 인해 생성된 필름의 탁도를 감소시킬 수 있기 때문이다. 겉보기 비중은 바람직하게는 90 내지 200 g/L 이상, 더욱 바람직하게는 100 내지 200 g/L 이상이다. 더 높은 겉보기 비중은 더 높은 농도를 갖는 분산액을 제조하여, 이로써 탁도 및 응집을 개선시킬 수 있다.
이들 미세 입자는 평균 2 차 입자 크기가 0.1 내지 3.0 ㎛ 인 응집체를 형성한다. 필름에서, 이들 미세 입자는 1 차 입자의 응집체로서 나타나고, 필름 표면 상에 0.1 내지 3.0 ㎛ 높이의 불규칙부를 제공한다. 평균 2 차 입자 크기가 바람직하게는 0.2 ㎛ 내지 1.5 ㎛, 더욱 바람직하게는 0.4 ㎛ 내지 1.2 ㎛, 가장 바람직하게는 0.6 ㎛ 내지 1.1 ㎛ 이다. 주사 전자 현미경으로 필름 내 입자를 관찰하여 1 차 또는 2 차 입자 크기를 측정하고, 입자의 외접원의 직경을 입자 크기라 한다. 200 개의 입자를 다양한 지점에서 관찰하고, 그 평균을 평균 입자 크기라 한다.
이산화 규소의 미세 입자로서, AEROSIL R972, R972V, R974, R812, 200, 200V, 300, R202, OX50 및 TT600 (모두 NIPPON AEROSIL 사제) 과 같은 상품이 사용될 수 있다. 산화 지르코늄의 미세 입자로서, 예를 들어, AEROSIL R976 및 R811 (모두 NIPPON AEROSIL 사제) 의 상품명으로 판매되는 제품이 사용될 수 있다.
이들 제품 중, AEROSIL 200V 및 AEROSIL R972 가 특히 바람직한데, 이들이 이산화 규소 미세 입자의 평균 1 차 입자 크기가 20 nm 이하이고, 겉보기 비중이 70 g/L 이상이고, 광학 필름의 흐림도를 낮게 유지하면서, 마찰 계수를 크게 감소시키는데 효과적이기 때문이다.
평균 2 차 입자 크기가 작은 입자를 갖는 셀룰로오스 아실레이트 필름을 수득하기 위해, 본 발명에서는 미세 입자의 분산액을 제조하는 단계에서 몇가지 기술을 제안할 수 있다. 예를 들어, 미세 입자를 교반 하에 용매와 혼합하여, 미세 입자 분산액을 미리 제공한다. 이후, 별도로 제조한 셀룰로오스 아세테이트 용액의 소량에 상기 미세 입자 분산액을 첨가하고, 여기서 교반 하에 용해시킨다. 이후, 이를 주 (main) 셀룰로오스 아실레이트 도프 용액과 추가로 혼합한다. 이는, 이산화 규소의 미세 입자가 잘 분산되고, 이산화 규소의 미세 입자가 거의 재응집되지 않는다는 점에서 바람직한 제조 방법이다. 대안적 방법은 용매에 셀룰로오스 에스테르의 소량을 첨가하고, 이를 교반 하에 용해시킨 후, 여기에 미세 입자를 첨가하고, 분산기에서 미세 입자를 분산시켜 미세 입자 첨가제 용액을 수득한 후, 인라인 (in-line) 혼합기 내에서 도프 용액과 상기 미세 입자 첨가제의 용액을 충분히 혼합시키는 것을 포함한다. 본 발명이 이러한 방법에 한정되지는 않지만, 예를 들어, 이산화 규소의 미세 입자를 용매에 혼합 및 분산시키는 단계에서, 이산화 규소의 농도가 5 내지 30 질량%, 바람직하게는 10 내지 25 질량%, 가장 바람직하게는 15 내지 20 질량% 인 것이 바람직하다. 분산액 농도는 높은 것이 바람직한데, 용액 흐림도를 낮추고, 이로써 탁도 및 응집이 개선되기 때문이다. 도프 용액에서 셀룰로오스 아세테이트의 최종 함량은 바람직하게는 0.01 내지 1.0 g/㎡, 더욱 바람직하게는 0.03 내지 0.3 g/㎡, 가장 바람직하게는 0.08 내지 0.16 g/㎡ 의 범위이다.
용매로서 사용가능한 저급 알코올의 바람직한 예는 메틸 알코올, 에틸 알코올, 프로필 알코올, 이소프로필 알코올 및 부틸 알코올을 포함한다. 저급 알코올 이외의 용매는 본원에서 특별히 한정되지 않지만, 셀룰로오스 에스테르 필름의 형성에 사용된 용매를 사용하는 것이 바람직하다.
[가소제, 산화 방지제, 박리 촉진제]
본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름은, 전술한 바와 같은 광학 이방성-감소 화합물 및 파장 분산 제어제 이외에, 목적에 따라 그 제조의 다양한 단계 중에 첨가되는 각종 첨가제 (예를 들어, 가소제, 자외선 차단제, 산화 방지제, 박리 촉진제, 적외선 흡수제) 를 함유할 수 있다. 이러한 첨가제는 고체 물질이거나 또는 유성 물질일 수 있다. 즉, 용융점 또는 비등점 면에서 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 용융점이 20 ℃ 이하인 자외선 흡수제와 용융점이 20 ℃ 이상인 또다른 자외선 흡수제의 혼합물을 사용하는 것이 가능하다. 이와 유사하게, 예를 들어, JP-A-2001-151901 에 보고된 가소제의 혼합물을 사용할 수 있다. 적외선 흡수 염료의 예는, 예를 들어, JP-A-2001-194522 에 기재되어 있다. 이들 첨가제는 도프 제조 과정 중 임의의 단계에 첨가할 수 있지만, 첨가제 첨가의 제조 단계는 또한 도프 제조 공정 중 최종 단계에서 사용될 수 있다. 각 재료의 첨가 정도는, 이의 바람직한 효과를 얻을 수 있는 한 특별히 한정되지는 않는다. 다중층 셀룰로오스 아실레이트 필름의 경우, 또한 각 층은 상이한 유형의 첨가제를 다양한 양으로 함유할 수 있다. 이러한 기술은, 예를 들어, JP-A-2001-151902 에 보고된 바와 같이, 통상 공지되어 있다. 또한, 첨가제에 관하여는, 임의로는 문헌 [Japan Institute of Invention and Innovation Journal of Technical Disclosure No.2001 - 1745 (2001 년 3 월 15 일, Japan Institute of Invention and Innovation), 16 ~ 22 쪽] 에 기술된 물질이 사용될 수 있다.
[화합물의 첨가 비율]
본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름에서, 분자량이 3000 이하인 화합물 함량의 합은 셀룰로오스 아실레이트의 질량을 기준으로바람직하게는 5 내지 45 질량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 40 지량%, 더욱 바람직하게는 15 내지 30 질량% 이다. 상기한 바와 같이 이들 화합물은 광학 이방성-감소 화합물, 파장 분산 제어제, 자외선 차단제, 가소제, 산화방지제, 미세 입자 박리 촉진제 및 적외선 흡수제 등을 포함한다. 이들 화합물의 분자량은 바람직하게는 3,000 이하, 더욱 바람직하게는 2,000 이하, 더욱 바람직하게는 1,000 이하이다. 이들 화합물의 총 함량이 5 % 미만인 경우, 셀룰로오스 아실레이트 자체의 특성이 너무 두드러지게 나타나며, 이는 광학 특성 및 물리적 강도가 종종 온도 및 습도의 변화에 따라 변동되는 일부 문제를 야기한다. 이들 화합물의 총 함량이 45 % 초과인 경우, 화합물은 셀룰로오스 아세테이트와 더 이상 친화성을 갖지 않는다. 그 결과, 이들 화합물의 퇴적이 흔히 발생하고, 필름이 뿌옇게 흐려진다 (즉, 필름으로부터 번짐 (bleeding)).
[셀룰로오스 아실레이트 용액 중 유기 용매]
본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름은 바람직하게는 전술한 바와 같은 셀룰로오스 아실레이트 용액을 사용한 필름 형성에 의해 수득된다. 필름 형성 방법에 관하여 유기 용매 중에 용해된 셀룰로오스 아실레이트 용액 (도프) 을 사용하는 용매 주조 필름-형성법을 이용할 수 있다. 본 발명에서 주용매로 사용되는 유기 용매의 바람직한 예로서 에스테르, 케톤, 에테르, 알코올 및 탄소수 3 내지 12 의 탄화수소 및 탄소수 1 내지 7 의 할로겐화 탄화수소로부터 선택되는 용매가 바람직하게 사용될 수 있다. 이들에스테르, 케톤 및 에테르는 고리형 구조를 가질 수 있다. 또한, 에스테르, 케톤 및 에테르의 관능기 (즉, -0-, -C0- 및 -COO-) 를 둘 이상 갖는 화합물이 주용매로 사용될 수 있고, 이들 화합물은 동시에 알코올계 히드록실기와 같은 또다른 관능기를 가질 수 있다. 두 종류 이상의 관능기를 갖는 주용매의 경우, 탄소수는 하나의 관능기를 갖는 화합물에 관하여 위에서 명시한 범위 내에 속한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름은, 주용매로서, 염소-기재 할로겐화 탄화수소, 또는 문헌 [Japan Institute of Invention and Innovation Journal of Technical Disclosure No. 2001 - 1745 (2001,03,15, Japan Insitute of Invention and Inovation), 12 ~ 16 쪽] 에 기술된 비염소화 유기 용매를 함유할 수 있다. 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 대한, 셀룰로오스 아실레이트 용액 및 필름을 위한 기타 용매 및 그에 따른 용해 방법이 바람직한 구현예인 하기 특허, 예를 들어, JP-A-2000-95876, JP-A-12-95877, JP-A-10-324774, JP-A-8-152514, JP-A-10-330538, JP-A-9-95538, JP-A-9-95557, JP-A-10-235664, JP-A-12-63534, JP-A-11-21379, JP-A-10-182853, JP-A-10-278056, JP-A-10-279702, JP-A-10-323853, JP-A-10-237186, JP-A-11-60807, JP-A-11-152342, JP-A-11-292988, JP-A-11-60752 등에 개시되어 있다. 이들 특허에 따르면, 바람직한 용매 뿐 아니라 이의 용액 특성 및 이와 공존할 수 있는 물질도 기재되어 있으며, 이로써 본 발명의 바람직한 구현예가 된다.
[셀룰로오스 아실레이트 필름의 제조 방법]
[용해 단계]
다음으로, 셀룰로오스 아실레이트 용액 (도프)의 제조를 설명한다. 셀룰로오스 아실레이트는, 특별히 한정되지 않는 임의의 방법에 의해, 즉, 실온 용해, 냉각 용해, 및 고온 용액, 또는 이들의 조합에 의해 용해된다. 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 용액의 제조, 용해 및 여과와 관련한 용액의 농도에 있어서, 예를 들어, 문헌 [Japan Institute of Invention and Innovation Journal of Technical Disclosure No.2001 - 1745 (2001 년 3 월 15 일, Japan Institute of Invention and Innovation), 22 ~ 25 쪽] 에 기술된 방법을 적용하는 것이 바람직하다.
(도프 용액의 투명도)
본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 용액의 도프의 투명도는 바람직하게는 85 % 이상이고, 더욱 바람직하게는 88 % 이상이고, 더욱 바람직하게는 90 % 이상이다. 본 발명에서는 다양한 첨가제가 셀룰로오스 아실레이트 도프 용액에 충분히 용해된다는 것이 확인되었다. 실제로 도프 투명도는, 도프 용액을 유리 셀 (1 ㎝ × ㎝) 에 붓고, 분광광도계 (UV-3150, Shimadzu 사제) 를 이용하여 550 nm 에서의 흡광도를 측정하고, 별도로 용매 단독을 블랭크로 측정한 후, 블랭크의 흡광도의 비율을 기준으로 투명도를 계산함으로써 측정하였다.
[주조, 건조 및 감는 단계]
본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름은 전술한 바와 같은 셀룰로오스 아실레이트 용액을 사용하여 필름을 형성함으로써 수득될 수 있다. 필름-형성 방법 및 장비에 관하여는, 셀룰로오스 트리아세테이트 필름의 형성에 통상 사용되는 용매 주조 필름-형성 방법 및 용매 주조 필름-형성 장비가 사용될 수 있다. 용해기 (포트 (pot)) 에서 제조된 도프 (셀룰로오스 아실레이트 용액) 를 저장 포트에 일단 저장하고, 도프가 소포된 후, 도프를 최종 제작에 사용한다. 이후, 도프를 도프 배출구로부터 배출하고, 예를 들어, 도프를, 회전 속도에 기초해서 일정한 속도로 높은 정확도로 공급할 수 있는 압력 고정-비율 펌프 (pressure constant-rate pump) 를 통해 압력 다이로 공급한다. 압력 다이의 파이프 슬리브 (슬릿) 로부터, 주조 영역의 연속 주행 금속 지지체의 상으로 도프를 균일하게 주조한다. 금속 지지체가 거의 둘러싼 박리 지점에서, 반-건조 도프 필름 (웹 (web) 이라고도 칭함) 을 금속 지지체로부터 박리한다. 수득된 웹의 양 말단을 클립으로 고정시키고, 폭을 일정 수준으로 유지시키면서, 텐터를 이용해 이송함으로써 건조시킨다. 이어서, 건조기의 롤을 이용해서 이송하여 건조를 마친 후, 와인더를 이용해 소정의 폭이 되도록 감는다. 건조기에서 텐터와 롤의 조합은 본 목적에 따라 가변적일 수 있다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름은 필름의 종방향 (MD)에 대해 수직인 횡방향 (TD)으로 지상축을 갖는다. 전자 디스플레이용 기능성 보호 필름 또는 할로겐화은 감광성 재료 (즉, 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름의 주요 용도) 를 제조하기 위한 용매 주조 필름-형성 방법에서는, 용매 주조 필름-형성 장비에 더하여, 종종 코팅기가 사용되어, 예를 들어, 하부코팅층, 정전기 방지층, 할레이션 방지층 또는 보호층을 제공함으로써 필름 표면을 가공한다. 이들 층은 문헌 [Japan Institute of Invention and Innovation Journal of Technical Disclosure No.2001 - 1745 (2001 년 3 월 15 일, Japan Institute of Invention and Innovation), 25 ~ 30 쪽] 에 상세히 기술되어 있다. 주조 (공-주조 포함), 금속 지지체, 건조, 박리 등으로 항목화된, 상기 문헌에 제공된 기술은 본 발명에서 바람직하게 사용가능하다.
셀룰로오스 아실레이트 필름의 두께는 바람직하게는 10 내지 120 ㎛, 더욱 바람직하게는 40 내지 100 ㎛, 특히 바람직하게는 60 내지 80 ㎛ 범위이다.
[광학 보상층]
광학 보상층으로서, 상기 정의된 바와 같은 Nz 값 및 평면-내 위상차 Re1 값 요건을 충족하는 임의의 층을 특정한 제약 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 복굴절 고분자량 중합체 필름, 배향된 액정 중합체 필름 및 배향된 저분자량 액정 필름을 사용할 수 있다.
고분자량 중합체의 예에는 폴리메틸 메타크릴레이트와 같은 아크릴계 중합체, 폴리스티렌 및 아크릴로니트릴/스티렌 공중합체 (AS 수지)와 같은 스티렌 중합체, 폴리카르보네이트 및 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트와 같은 폴리에스테르, 폴리노르보넨과 같은 지환족 폴리올레핀, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 부티랄, 폴리메틸 비닐 에테르, 폴리히드록시에틸 아크릴레이트, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 폴리알릴레이트, 폴리술폰, 폴리에테르 술폰, 폴리페닐렌 술피드, 폴리페닐렌 옥시드, 폴리알릴술폰, 폴리비닐 알코올, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리비닐 클로라이드, 이들의 셀룰로오스 중합체, 각종 공중합체 (2원/3원계), 그래프트 공중합체 및 배합물이 포함된다. 무엇보다도, 폴리스티렌 및 폴리메틸 메타크릴레이트와 같이 음의 고유 복굴절값을 갖는 중합체가 바람직하다. 불포화 결합을 갖는 중합체 ((A)로 칭함)와 하나 이상의 스티렌 단량체 ((B)로 칭함)를 첨가-중합시켜 수득되는 그래프트 공중합체 ((C)로 칭함)를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 중합체 (A)는 그의 주사슬 또는 곁사슬에 불포화 이중 결합을 가질 수 있다.
폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리에테르 케톤, 폴리아미드 이미드 또는 폴리에스테르 이미드와 같이 양의 고유 복굴절값을 갖는 중합체를 사용하는 것 또한 바람직하다.
다음으로, 그래프트 공중합체 (C)의 소위 주사슬 골격을 구성하는 중합체 (A)를 설명한다.
더욱 특정으로는, 중합체 (A)는 그의 주사슬 또는 곁사슬에 불포화 결합 반복 단위를 갖는 중합체이다. 바람직하게는, 상기 반복 단위는 콘쥬게이트된 디엔 구조를 갖는 단량체를 중합시켜 유도된다.
콘쥬게이트된 디엔 구조를 갖는 단량체의 바람직한 예에는 1,3-부타디엔, 이소프렌, 1,3-펜타디엔, 2-에틸-1,3-부타디엔, 2-n-프로필-l,3-부타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 2-메틸-1,3-펜타디엔, 1-페닐-1,3-부타디엔, 1-[α]-나프틸-1,3-부타디엔, 1-β-나프틸-1,3-부타디엔, 2-클로로-l,3-부타디엔, 1-브로모-1,3-부타디엔, 1-클로로부타디엔, 2-플로로-1,3-부타디엔, 2,3-디클로로-1,3-부타디엔, 1,1,2-트리클로로-1,3-부타디엔 및 2-시아노-1,3-부타디엔이 포함된다. 상기 화합물 중, 1,3-부타디엔, 이소프렌 및 2-클로로-1,3-부타디엔이 특히 바람직하다.
그래프트 공중합체 (C)의 소위 주사슬 골격을 구성하는 중합체 (A)는 전술한 디엔 구조를 갖는 상기 단량체와 그와는 다른 소수성 단량체의 공중합체 일 수 있다.
소수성 단량체의 예에는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 이소부텐, 스티렌, α-메틸 스티렌, 비닐 케톤, 지방족 산의 모노에틸렌적으로 불포화된 탄화수소 (알켄) 에스테르 (예를 들면, 비닐 아세테이트 및 알릴 아세테이트), 에틸렌적으로 불포화된 모노카르복실산 또는 디카르복실산 에스테르 (예를 들면, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, n-헥실 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트, 도데실 메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 2-히드록시프로필 메타크릴레이트), 에틸렌적으로 불포화된 모노카르복실산 또는 디카르복실산 아미드 (예를 들면, t-부틸아크릴아미드, 7-부틸메타크릴아미드), 모노에틸렌적으로 불포화된 화합물 (예를 들면, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴) 등이 포함된다. 상기 단량체 중, 에틸렌, 프로필렌, 스티렌, α-메틸스티렌, 아크릴산 또는 메타크릴산 에스테르, 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴이 특히 바람직하다.
전술한 바와 같이, 콘쥬게이트된 구조를 갖는 둘 이상의 단량체 및 그들과는 다른 둘 이상의 소수성 단량체를 사용할 수 있다. 콘쥬게이트된 구조를 갖는 단량체의 중합에 의해 중합체 (A) 내로 도입된 불포화 구조는 당업계에 공지된 바와 같이, 시스-1,4-결합, 트랜스-1,4-결합 또는 트랜스-1,2-결합 중 임의의 것을 가질 수 있다.
광학 보상층은, 예를 들면 고분자량 중합체 필름을 평면 방향으로 2축 연신시키거나, 상기 필름을 평면 방향으로 1축 또는 2축 연신시킨 후 두께 방향으로도 연신시킴으로써 두께 방향의 굴절률을 조절하면서 수득할 수 있다. 선택적으로, 이는, 열-수축 필름을 고분자량 중합체 필름에 결합시킨 후, 열-수축력을 작용시켜 상기 중합체 필름을 연신 및/또는 수축시켜 경사 배향을 유도함으로써 수득할 수 있다.
액정 중합체의 예에는, 액정 배향 특성을 부여하는 콘쥬게이트성 선형 원자단 (메소겐)이 주사슬 또는 곁사슬 내로 도입되는, 각종 주사슬 유형 및 곁사슬 유형의 것이 포함된다. 주사슬 유형의 액정 중합체의 특정 예에는 네마틱 배향의 폴리에스테르 액정 중합체, 디스코틱 중합체 및 콜레스테릭 중합체가 포함된다. 곁사슬 유형의 액정 중합체의 예에는 주사슬 골격으로 폴리실록산, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트 또는 폴리말로네이트, 및 곁사슬로서 콘쥬게이트성 원자단을 포함한 메소겐 부를 통해 네마틱 배향성을 부여할 수 있는 para-치환된 고리형 화합물을 갖는 것이 포함된다. 상기 배향된 액정 중합체 필름 중에, 액정 중합체가, 예를 들면, 배향된 면 (예를 들면, 유리판 위에 형성된 폴리이미드 또는 폴리비닐 알코올의 표면-고무화된 박막, 또는 산화규소의 경사 증착 (oblique evaporation)을 갖는 면) 상에 액정 중합체 용액을 펼친 후 가열시킴으로써 배향되는 (특히, 경사 배향되는) 것이 바람직하다.
저분자량 액정의 예로서, 막대형 및 디스크형 (디스코틱) 액정이 언급될 수 있다. 막대형 또는 디스크형 액정 화합물이 투명 보호 필름에 수직으로 배향되는 것이 바람직하다.
(디스코틱 액정 화합물)
본 발명에 사용가능한 디스코틱 액정 화합물의 예는, 다양한 문헌 [C. Destrade 등, Mol. Cryst. Liq. Cryst., 제 71 권, 111 쪽 (1981); Nihon Kagaku-kai, Kikan Kagaku Sosetsu, No. 22, Ekikho no Kagaku, 제 5 장, 제 10 장 제 2 절 (1994); B. Kohne 등, Angew. Chem. Soc., Chem. Comm., 1794 쪽 (1985); J. Zhang 등, J. Am. Chem. Soc., 제 116 권, 2655 쪽 (1994)] 에 기재되어 있는 화합물을 포함한다.
광학 보상층에서, 디스코틱 액정 분자는 바람직하게는 배향 상태로 고정되어 있고, 중합에 의해 고정된 것이 가장 바람직하다. 본 발명에서, 디스코틱 액정 분자가 투명 보호 필름 면에 수직으로 배향 및 고정되는 것이 바람직하다. 디스코틱 액정 분자의 중합이 JP-A-8-27284 에 보고되어 있다. 중합에 의해 디스코틱 액정 분자를 고정하기 위해, 디스코틱 액정 분자의 원반 코어에 중합성기를 치환기로서 부착하는 것이 필요하다. 그러나, 중합성기가 원반 코어에 직접 부착된 경우, 배향 상태가 중합 동안 거의 유지될 수 없다. 따라서, 연결기가 원반 코어와 중합성기 사이에 도입된다. 중합성기를 갖는 디스코틱 액정 분자가 JP-2001-4387 에 개시된다.
(막대형 액정 화합물)
본 발명에서 사용가능한 막대형 액정 화합물의 예는, 아조메틴, 아족시, 시아노비페닐, 시아노페닐 에스테르, 벤조산 에스테르, 시클로헥산카르복실산 페닐 에스테르, 시아노페닐시클로헥산, 시아노-치환 페닐피리미딘, 알콕시-치환 페닐피리미딘, 페닐디옥산, 톨란 및 알케닐시클로헥실벤조니트릴을 포함한다. 그러한 저분자 액정 화합물에 더하여, 고분자량 액정 화합물이 또한 사용될 수 있다.
광학 보상층에서, 막대형 액정 분자는 배향 상태로 고정되는 것이 바람직하고, 중합반응을 통해 고정된 것이 가장 바람직하다. 본 발명에서 막대형 액정 분자가 투명 보호 필름 면에 수직으로 배향 및 고정되는 것이 바람직하다. 본 발명에 사용가능한 중합성 막대형 액정 화합물의 예에는 문헌 [Makromol . Chem ., 제 190 권, 2255 쪽 (1989년); Advanced Materials, 제 5 권, 107 쪽 (1993년); 미국 특허 4683327, 미국 특허 5622648, 미국 특허 5770107, WO 95/22586, WO 95/24455, WO 97/00600, WO 98/23580, WO 98/52905; JP-A-1-272551, JP-A-6-16616, JP-A-7-110469, JP-A-11-80081 및 JP-A-2001-328973] 등에 기재되어 있는 화합물이 포함된다.
(편광자)
편광자로서, 각종 유형을 특정한 제한 없이 사용할 수 있다. 편광자의 예에는, 친수성 중합체 필름 (예를 들면, 폴리비닐 알코올-기재 필름, 부분 포르말화된 폴리비닐 알코올-기재 필름 또는 부분 비누화된 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체-기재 필름)이 요오드와 같은 2 색성 물질 또는 2색성 염료를 흡착하도록 한 후 상기 필름을 1 축 연신시켜 수득되는 생성물, 및 예를 들면 탈수 폴리비닐 알코올 또는 탈염화수소 폴리비닐 클로라이드로 이루어진 폴리엔-기재 배향 필름이 포함된다. 상기 편광자 중, 요오드와 같은 2색성 물질을 갖는 폴리비닐 알코올-기재 필름을 포함하는 편광자가 적절하다. 그러한 편광자는 일반적으로 두께가 약 5 내지 80 ㎛ 이나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
요오드로 염색되고 1축 연신된 폴리비닐 알코올-기재 필름을 포함하는 편광자는, 예를 들면 폴리비닐 알코올을 요오드 수용액에 디핑 (dipping)시킨 후 3- 내지 7-배로 연신시켜 제조할 수 있다. 필요한 경우, 상기 필름을, 임의로 붕산, 황산 아연, 염화 아연 등을 함유하는, 요오드화 칼륨 등의 수용액에 디핑시킬 수 있다. 또한, 필요한 경우, 폴리비닐 알코올-기재 필름을 염색 전에 물에 디핑시켜 물로 세정할 수 있다. 폴리비닐 알코올-기재 필름을 물로 세정하여, 먼지 및 잔해, 및 필름 표면에 잔류하는 블로킹 억제물을 씻어낼 수 있다. 또한, 폴리비닐 알코올-기재 필름의 팽창에 의해, 불규칙부와 같은 불균일을 방지하는 효과를 이로써 달성할 수 있다. 요오드로 필름을 염색시킨 후, 필름을 연신시킬 수 있다. 선택적으로, 연신과 염색을 동시에 실시하거나 연신을 완료한 후 염색할 수 있다. 또한, 필름을 붕산 또는 요오드화 칼륨 수용액 또는 수조 (water bath) 내에서 연신시킬 수 있다.
투명 보호 필름을 편광자가 부착되지 않은 면 (즉, 전술한 바와 같은 코팅층이 없는 면)에서 처리하여 하드 코트층을 형성하거나 반사, 점착성, 확산 또는 눈부심을 방지 (눈부심 방지)할 수 있다. 본 발명에 있어서, 하드 코트층, 눈부심 방지층 및 반사 방지층 중 하나 이상을 형성하는 것이 바람직하다.
하드코팅 처리를 수행하여 편광자 표면에서 스커프마크 (scuffmark)를 방지한다. 경도, 미끄럼성 (slipperiness) 등에서 우수한, 적절한 자외선-경화성 수지 (예를 들면, 아크릴계 또는 실리콘 수지)로 제조된 경화 필름을 투명 보호 필름 표면 상에 형성하여 하드코트층을 형성할 수 있다. 판광자 표면 상에서 외부 빛의 반사를 방지하기 위해 실행하는 반사 방지 처리는, 당업계에서 통상적으로 이용되는 방법, 예를 들면 반사 방지 필름을 형성하여 수행할 수 있다. 점착성 방지 처리는 인접 층으로의 밀착력 (close adhesion)을 방지하기 위하여 수행한다.
편광자 표면 상의 외부 빛 반사에 의해 편광판을 통해 전달되는 빛의 관측을 저해하는 현상을 방지하기 위하여 수행되는 눈부심 방지 처리는, 적절한 방식으로, 예를 들면 모래분사 (sandblasting) 또는 엠보싱 (embossing)시키거나 미세 투명 입자를 첨가함으로써 표면을 울퉁불퉁하게 하여 투명 보호 필름 표면 상에 미세한 피크 및 골 (valley)을 형성하여 수행할 수 있다.
투명 보호 필름 표면 상에 미세한 피크 및 골을 형성하기 위해 첨가되는 미세 입자로서, 임의로 전기 전도성이고, 평균 입자 크기가 0.5 내지 50 ㎛ 이며, 실리카, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화 주석, 산화 인듐, 산화 카드뮴, 산화 안티몬 등으로 이루어지는 무기 미세 입자, 또는 가교 또는 비가교된 중합체 등으로 이루어지는 유기 미세 입자와 같은 투명 미세 입자를 이용할 수 있다. 표면 상에 미세 피크 및 골을 형성하는 경우, 상기 미세 입자는, 미세 피크 및 골이 형성되는 투명 보호 수지 100 질량부 당 일반적으로 2 내지 50 질량부, 바람직하게는 5 내지 25 질량부의 양으로 첨가될 수 있다. 눈부심 방지층은 또한 편광판을 통해 전달되는 빛을 확산시키기 위한 확산층으로서 작용하여 시야각을 넓힐 수 있다 (시야각-확대 효과 등).
전술한 바와 같은 반사 방지층, 점착성 방지층, 확산층, 눈부심 방지층을 투명 보호 필름 그 자체 위에 형성할 수 있다. 선택적으로는, 상기 층을 광학층으로서 투명 보호 필름과는 별도로 형성할 수 있다.
[표면 처리]
필요한 경우, 본 발명에 따른 셀룰로오스 아실레이트 필름을 표면 처리함으로써 다양한 기능성 층 (예를 들어, 하부코팅층 및 백층 (back layer)) 에 대한 이의 접착성을 개선시킬 수 있다. 표면 처리로서, 글로우 방전 처리, 자외선 조사 처리, 코로나 방전 처리, 화염 처리 및 산 또는 알칼리 처리를 이용할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같은 글로우 방전 처리는, 10-3 내지 20 Torr 의 저압 가스 하에서의 저온 플라즈마 또는 대기압하에서의 플라즈마 처리일 수 있다. 플라즈마 여기 가스 (plasma excitation gas) 는 상기와 같은 조건에 하에서 플라즈마 여기되는 가스 플라즈마이며, 아르곤, 헬륨, 네온, 크립톤, 제논, 질소, 이산화탄소, 테트라플루오로메탄과 같은 클로로플루오로카본 및 이의 혼합물을 포함한다. 이들 가스는 문헌 [Japan Institute of Invention and Innovation Journal of Technical Disclosure No. 2001 - 1745 (2001 년 3 월 15 일, Japan Institute of Invention and Innovation), 30 ~ 32 쪽] 에 상세히 기술되어 있다.
[알칼리 비누화 처리에 의한 필름 표면의 접촉각]
알칼리 비누화 처리는, 본 발명에서 투명 보호 필름의 표면 처리 중 효과적 수단의 하나로서 언급될 수 있다. 이 경우, 알킬리-비누화된 필름 표면의 접촉각이 바람직하게는 55°이하, 더욱 바람직하게는 50°이하, 특히 바람직하게는 45°이하이다. 접촉각은 친수성/소수성의 성질을 평가하는 통상의 방법에 의해 결정되는데, 이 방법은 알칼리-비누화된 필름 표면 상에 직경 3 mm 의 물방울을 떨어뜨리고, 필름 표면 및 상기 물방울 사이의 각도를 측정하는 것을 포함한다.
편광자는, 전술한 바와 같은 표면 처리를 완료한 후, 이소시아네이트-기재 접착제, 폴리비닐 알코올-기재 접착제, 젤라틴-기재 접착제, 비닐-기재 라텍스, 수성 폴리에스테르 등을 이용하여 투명 보호 필름에 접착된다.
광학 보상층은 임의의 방법으로 제한 없이 편광판 상에 적층될 수 있다. 즉, 접착층 또는 감압성 (pressure-sensitive) 접착층을 사용하여 광학 보상층을 투명 보호 필름에 결합시켜 적층시킬 수 있다. 감압성 접착층을 구성하는 감압성 접착제는, 예를 들면, 아크릴계 중합체, 실리콘 중합체, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에테르, 플루오로중합체 또는 고무와 같은 베이스 중합체를 갖는 것에서 적절하게 선택할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 특히, 아크릴계 감압성 접착제를 이용하는 것이 바람직한데, 그것이 광학적 투명성 면에서 탁월하고, 습윤성 (wettability), 응집성 및 점착성을 포함하는 적절한 감압성 접착성을 나타내고, 내후성 (weatherability) 및 내열성에서 탁월하기 때문이다.
[편광판 제조]
편광판은 투명 보호 필름을 편광자의 양 면에 적층하여 수득할 수 있다. 투명 보호 필름은 특별한 제한 없이 임의의 방법으로 적층될 수 있다. 전술한 투명 보호 필름을 편광자에 결합하는 경우에, 접착제 또는 감압성 접착제를 이용할 수 있다. 접착제 또는 감압성 접착제로서는, 수분 함량의 변화 및 편광판 특징을 고려하여, 휘발성 성분을 거의 함유하지 않고, 경화 및 건조를 위해 고온을 필요로 하지 않으며, 단기간 내에 처리될 수 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
접착제 또는 감압성 접착제로서, 수성 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 이소시아네이트-기재 접착제, 폴리비닐 알코올-기재 접착제, 젤라틴-기재 접착제, 비닐-기제 라텍스, 수성 폴리에스테르 등을 사용하는 것이 바람직하다. 수성 접착제는 통상적으로 0.5 내지 60 중량% 의 고체 물질을 함유하는 수용액 형태의 접착제로서 사용된다.
편광자에 접착되는 투명 보호 필름 면은 접착이 용이하도록 처리될 수 있다. 즉, 접착력을 강화시킬 수 있다. 접착을 용이하게 하기 위한 처리는 건조시키거나 또는 접착 촉진 재료를 적용하여 수행할 수 있다. 건조 처리의 예에는 코로나 처리, 기체 코로나 처리, 플라즈마 처리, 저압 UV 처리 등이 포함된다. 접착 촉진 재료의 예에는 셀룰로오스 에스테르-기재 수지, 우레탄-변성 공중합체 폴리에스테르 수지, 실란 커플링제 등이 포함된다. 또한, 건조 처리와 접착 촉진 재료의 적용을 조합하는 것도 가능하다. 더욱이, 예를 들면 수산화나트륨 수용액으로 투명 보호 필름을 비누화시켜 접착력을 강화시킬 수 있다. 또한, 접착 촉진 처리 후 비누화를 실행할 수 있다.
롤 적층기 등을 이용하여 투명 보호 필름을 편광자에 결합시킬 수 있다. 접착제 등을 투명 보호 필름 또는 편광판에 적용할 수 있다. 이 들 모두에 접착제를 적용할 수 있다. 결합 후, 이를 건조시켜 건조 코팅층을 포함한 접착층을 형성한다. 접착층의 두께는 일반적으로 약 0.1 내지 5 ㎛ 범위이나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
편광자의 양 면에 투명 보호 필름 및 광학 보상층을 결합한 후, 본 발명에 따른 전술한 편광판을 건조한다. 건조 온도는 통상적으로 20 내지 100 ℃, 바람직하게는 30 내지 80 ℃ 이나, 이는 접착제 유형 등에 따라 다르다. 건조 시간은 1 내지 30 분, 바람직하게는 1 내지 15 분이다. 상기 건조 조건 하에서, 접착제가 경화되고, 습기가 제거될 수 있다.
광학 보상 편광판, 및 접착층과 같은 층은, 살리실산 에스테르 화합물, 벤조페놀 화합물, 벤조트리아졸 화합물, 시아노아크릴레이트 화합물 또는 니켈 착물염 화합물과 같은 자외선 흡수제를 처리하여 부여되는, 자외선 흡수 기능을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 광학 보상 편광판은 IPS 모드의 액정 디스플레이 유닛에 적절하게 이용할 수 있다. IPS 모드 액정 디스플레이 유닛은, 그 사이에 액정층을 고정하는 한 쌍의 기판, 상기 기판 중 하나에 형성된 전극, 상기 기판 사이에 고정된 유전 이방성을 갖는 액정 조성물, 기판 반대쪽에 형성된, 액정 조성물 분자를 정렬하는 배향 조절층, 및 전극에 구동 전압을 가하는 구동 장치가 제공된 액정셀을 갖는다. 전극은 배향 조절층과 액정 조성물층 사이의 계면에 거의 평행하게 전기장을 가하는 정렬 구조를 갖는다.
본 발명에 따른 광학 보상 편광판은 시야측 또는 광 입사 측에 제공된다. 광학 보상 편광판의 광학 보상층 측면이 액정셀 측면에 위치하는 것이 바람직하다. 광학 보상 편광판에 반대편인 액정셀 측면 상에 편광판을 위치시킨다. 셀 기판의 양측에 제공된, 편광판의 흡수 축 및 광학 보상 편광판의 흡수 축은 서로 수직이다. 편광판으로서, 광학 보상 편광판에서와 동일한, 투명 보호 필름이 양면에 척층된 편광자를 이용한다. 투명 보호 필름으로서, 셀룰로오스 아실레이트 필름을 사용하는 것이 바람직하고, 셀룰로오스 트리아세테이트 필름이 특히 바람직하다. │Re│≤ 10 이고, │Rth│≤ 25 인 셀룰로오스 아실레이트 필름을 사용하는 것이 바람직한데, 이는 본 발명에 따른 광학 보상 편광판에서 편광자의 한 쪽 이상에 사용된다.
광학 보상 편광판을 IPS 모드 액정셀의 시야측에 제공하는 경우에, 전압이 가해지지 않은 상태에서 액정셀 내 액정 분자의 주축 방향이 편광판의 흡수축 방향에 수직이 되도록, 시야측 반대측 (광 입사측)의 셀 기판에 편광판을 위치시키는 것이 바람직하다.
광학 보상 편광판을 IPS 모드 액정셀의 광 입사측에 제공하는 경우에, 전압이 가해지지 않은 상태에서 액정셀 내 액정 분자의 주축 방향이 편광판의 흡수축 방향에 수직이 되도록, 시야측의 셀 기판에 편광판을 위치시키는 것이 바람직하다.
실제적으로 이용하는 경우에, 다른 광학층을 광학 보상 편광판 및 편광판 상에 적층시킬 수 있다. 그러한 광학층에 특별한 제한은 없으나, 액정 디스플레이 유닛 등을 형성하는데 사용하는 광학층 등, 예를 들면 반사판, 반투과판, 위상차판 (1/2 및 1/4 파장 판 포함) 등을 하나 이상 이용할 수 있다. 반사판 또는 반투과판이 편광판 상에 적층된 반사 편광판 또는 반투과 편광판, 및 휘도-개선 필름이 편광판 상에 적층된 편광판이 바람직하다.
반사판이 편광판 상에 적층된 반사 평관판은, 시야측 (디스플레이 측)으로부터의 입사광 반사에 기인해 디스플레이되는 액정 디스플레이 유닛을 형성하는데 사용된다. 이는 내부 광원 (백라이트 (back light) 등)이 필요하지 않아 유닛 두께를 줄일 수 있다는 잇점이 있다. 상기 반사 편광판은 적절한 방법, 예를 들면 편광판의 한 면에, 필요한 경우 투명 보호 필름 등을 통하여, 금속 등으로 이루어진 반사층을 형성함으로써 제조될 수 있다.
반사 편광판의 특정 예에는, 필요한 경우 매팅된 투명 보호 필름의 한 면에, 알루미늄과 같은 반사성 금속으로 이루어진 포일 또는 증착 필름 (deposition film)으로 형성된 반사층을 갖는 편광판; 및 전술한 바와 같이 투명 보호 필름에 미세 입자를 첨가하여 미세 피크 및 골이 형성된 표면 구조를 갖는 투명 보호 필름, 및 미세 피크 및 골이 제공된 표면 구조를 갖는 반사층을 갖는 편광판이 포함된다. 미세 피크 및 골이 제공된 표면 구조를 갖는 반사층이, 입사광을 확산시켜 방향성을 감소시키고 눈부신 외관을 방지하며, 밝기에 있어서 불규칙성을 경감시키는데 유리하다. 미세 입자를 함유하는 투명 보호 필름이, 입사광 및 반사광이 투과 시에 확산되어 밝기에서의 불규칙성이 경감될 수 있다는 면에서 유리하다. 투명 보호 필름의 미세 피크 및 골이 있는 구조로부터 유래된, 미세 피크 및 골이 있는 표면 구조를 갖는 상기 반사층은, 적절한 방법 (예를 들면, 진공 증착법, 스퍼터링법 (sputtering method), 이온 플레이팅 법 (ion plating method) 등)으로 투명 보호층 상에 금속성 층을 형성하여, 직접 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이 편광판의 투명 보호 필름 상에 반사판을 직접 형성하는 시스템에 대한 대체물로서, 투명 필름에 대응하는 적절한 필름 및 그 위에 형성된 반사층을 포함하는 반사 시트를 또한 이용할 수 있다. 일반적으로 반사층은 금속으로 이루어지기 때문에, 그의 반사면을 투명 보호 필름, 편광판 등으로 코팅하여 산화에 의한 반사율 저하를 방지하고, 그 결과 다른 별도의 보호층에 의지하지 않고 초기의 반사율을 장기간 유지하는 것이 바람직하다.
반투과 편광판은, 전술한 바와 같은 반사층으로서, 반거울 (half mirror)과 같은 빛이 반사 및 투과되도록 하는 반투과 반사층을 사용하여 수득할 수 있다. 상기 반투과 편광판은 일반적으로 액정셀의 뒤쪽에 제공된다. 상대적으로 밝은 환경에서 액정 디스플레이 등을 사용하는 경우에는, 시야측 (디스플레이측)으로부터의 입사광 반사에 의해 화상 디스플레이가 이루어진다. 한편, 상대적으로 어두운 환경에서는, 백라이트와 같은 내부 광원에 의해 화상 디스플레이가 이루어진다. 즉, 백라이트와 같은 광원을 위한 에너지를 밝은 환경에서 절약할 수 있고, 상대적으로 어두운 환경에서 내부 광원을 이용하여 화상 디스플레이가 이루어지는 액정 디스플레이 유닛을 형성하는데 있어서, 상기 반투과 편광판이 유용하다.
다음으로, 광학 보상층이 편광판 상에 적층된 광학 보상 편광판을 설명한다. 선형 편광 광을 타원 또는 원형 편광 광으로, 또는 타원 또는 원형 편광 광을 선형 편광 광으로 전환시키거나 선형 편광 광의 편광 방향을 변경하기 위해서 광학 보상층을 사용한다. 선형 편광 광을 원형 편광 광으로, 또는 원형 편광 광을 선형 편광 광으로 전환시키기 위한 광학 보상층으로서, 특히, 소위 1/4 파장 판 (λ/4 판으로도 칭함)을 사용한다. 1/2 파장 판 (λ/2 판으로도 칭함)은 일반적으로 선형 편광 광의 편광 방향을 변경하는데 사용된다.
액정 디스플레이 유닛의 액정층에서의 복굴절에 의해 발생하는 착색 (청색, 황색 등)을 보상 (방지)하여 착색이 없는 단색 디스플레이를 제공하는 경우에, 광학 보상 편광판이 효과적으로 사용된다. 더욱 바람직하게는, 3차원 굴절률을 조정할 수 있는데, 이는 비스듬히 보는 것에서 초래되는 착색도 이로써 또한 보상 (방지)될 수 있기 때문이다. 광학 보상 편광판은, 예를 들면, 다색 화상 디스플레이를 갖는 반사 액정 디스플레이 유닛에서 화상의 색상 톤을 조절하는데 효과적으로 이용할 수 있다. 이는 또한 반사 방지 기능을 갖는다.
편광판 및 이에 결합된 휘도-개선 필름을 포함하는 편광판은 일반적으로 액정셀의 뒤쪽에 제공된다. 휘도-개선 필름은 자연광 입사 시 일정한 편광각을 갖는 선형 편광 또는 일정한 방향의 원형 편광은 반사시키고, 다른 광은 투과시킨다. 편광판 상에 상기 휘도-향상 필름이 적층된 편광판을 사용하여, 백라이트와 같은 광원으로부터의 입사광에서, 일정한 편광 상태가 아닌 광은 반사시키면서 일정한 편광 상태로 편광된 광을 수득할 수 있다. 상기 휘도-개선 필름 면 상에서의 반사 광을 뒤쪽에 제공된 반사층 등을 통해 추가로 역전시킨 후, 휘도-개선 필름으로 재도입 시킨다. 이때, 상기 재입사광은 부분적으로 또는 전체적으로 일정한 편광 상태의 광으로서 투과된다. 즉, 휘도-개선 필름을 투과하는 광량(光量)이 증가할 수 있고, 편광자에 거의 흡수되지 않는 편광 광이 공급됨으로써 액정 디스플레이 유닛 등에 이용가능한 광량이 증가하며 휘도가 개선된다. 달리 말하면, 휘도-개선 필름을 사용하지 않고, 입사광이, 예를 들면 액정셀 뒤쪽에 제공된 백라이트로부터 편광자 등을 통과하는 경우에, 편광자의 편광축과 다른 편광 방향을 갖는 빛은 거의 편광자에 흡수되고 편광자를 투과할 수 없다. 즉, 사용된 편광자의 특징에 따라 다르나, 약 50% 의 빛이 편광자에 흡수된다. 그 결과, 액정 화상 디스플레이 등에서 이용가능한 광량이 감소하고, 수득된 화상은 어두워진다. 휘도-개선 필름을 사용함에 있어서, 편광자에 흡수될 수 있는 편광 방향을 갖는 광은 진입하지 않고, 휘도-개선 필름 상에서 한번 반사된다. 이때, 상기 광은 뒤쪽에 제공된 반사층 등을 통하여 역전되고, 이어서, 휘도-개선 필름에 재진입하게 된다. 상기 과정을 반복함으로써, 편광자를 통해 투과 가능한 편광 방향을 갖는 편광 광만이 통과하고, 편광자에 공급된다. 이러한 시스템 의해, 백라이트 등으로부터의 빛을 액정 디스플레이 유닛의 화상 디스플레이에 효율적으로 이용할 수 있고, 스크린을 밝게할 수 있다.
휘도-개선 필름과 반사층 사이에 확산판을 또한 제공할 수 있다. 휘도-개선 필름 상에서 반사한 빛은 반사층 등으로 이동한다. 확산판은 투과광을 균일하게 확산시키고 편광 상태를 해제함으로써, 비편광 상태를 초래할 수 있다. 즉, 확산판은 편광 광을 자연광으로 전환시킨다. 비편광 상태의 빛 (즉, 자연광)은 반사층으로 이동하고, 상기 반사층에서 재반사된다. 이어서, 빛은 확산판을 다시 통과하고, 휘도-개선 필름에 재진입된다. 상기 과정을 반복한다. 전술한 바와 같이, 편광 광을 자연광으로 전환시키는 확산층을 휘도-개선 필름과 반사층 사이에 제공함으로써, 디스플레이 스크린의 밝기를 일정 수준으로 유지할 수 있음과 동시에, 디스플레이 스크린 밝기에서 불규칙성을 감소시킬 수 있다. 즉, 균일하고 밝은 디스플레이 스크린을 수득할 수 있다. 상기와 같은 확산판을 제공함으로써, 초기 입사광의 반복 횟수를 적절하게 증가시켜, 확산판의 확산 기능과 함께 균일하고 밝은 디스플레이 스크린을 제공하는 상승 효과를 달성할 수 있을 것으로 보인다.
전술한 바와 같은 휘도-개선 필름으로서, 유전 다층 필름, 또는 반사 이방성이 다른 박막으로 이루어진 다층 적층물과 같이, 일정한 편광축을 갖는 선형 편광광은 투과시키나 다른 광은 반사시키는 필름 (예를 들면, 3M 사제 D-BEF), 및 콜레스테릭 액정 중합체의 배향 필름 및 필름 베이스 상에 배향 액정층을 갖는 필름과 같이, 시계 방향 또는 반시계 방향의 원형 편광은 반사시키고 다른 광은 투과시킬 수 있는 필름 (예를 들면, NITTO DENKO 사제 PCF350 및 Merck 사제 Transmax)을 사용할 수 있다.
따라서, 전술한 바와 같이 일정 편광축을 갖는 선형 편광을 투과시키는 휘도-개선 필름에 있어서, 투과광은 편광축을 조절하면서 그 자체로 편광자에 진입한다. 즉, 편광판에 의한 흡수를 제어하면서, 광을 효율적으로 투과시킬 수 있다. 콜레스테릭 액정층과 같이 원형 편광 광을 투과시키는 휘도-개선 필름에서, 빛은 그 자체로 편광판에 진입할 수 있다. 그러나, 흡수 손실의 제어 측면에서, 원형 편광 광은 편광판에 입사하기 전에 위상차 판을 통해 선형 편광 광으로 전환되는 것이 바람직하다. 위상차 판으로서, 1/4 파장판을 이용하여 원형 편광 광을 선형 편광 광으로 전환할 수 있다.
넓은 파장 범위에 걸쳐 1/4 파장판으로서 작용하는 위상차 판은, 1/2 파장판으로서 작용하는 위상차 층과 같이 상이한 위상차 특징을 나타내는 위상차 층 상에, 예를 들면 550 nm 의 희미한 색상 광에 대한 1/4 파장판으로서 작용하는 위상차 층을 쌓음으로써 수득할 수 있다. 즉, 편광판과 휘도-개선 필름 사이에 제공되는 위상차 판은 하나 이상의 위상차 층을 포함할 수 있다.
콜레스테릭 액정층의 경우에, 반사 파장이 상이한 둘 이상의 층을 서로 쌓을 수 있다. 이러한 구조에 의해, 넓은 파장 범위 (예를 들면, 가시광선 영역)에 걸친 원형 편광 광을 반사할 수 있고, 그 결과, 넓은 파장 범위에 걸쳐 원형 편광 광을 투과시킬 수 있다.
편광 광을 분리하는 전술한 편광판으로서, 편광판은 함께 적층된 둘 이상의 광학층을 포함할 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같은 반사 편광판 또는 반투과 편광판과 위상차 판의 조합을 포함하는 반사 타원 편광판 또는 반투과 타원 편광판을 사용할 수 있다.
광학 보상층은 액정 디스플레이 유닛 등의 제조 도중 연속적으로 또는 개별적으로 적층시켜 형성할 수 있다. 선택적으로, 이를 투명 보호 필름 상에 예비적으로 적층시켜 광학 보상 편광판을 수득할 수 있다. 이러한 방법은 품질 안정성 및 제작 성능 면에서 탁월하여, 액정 디스플레이 유닛 등의 제조 방법을 개선하는데 기여한다. 적절한 접착 수단, 예컨대 감압성 접착층을 사용하여 적층시킨다.
액정 디스플레이 유닛은 통상적인 방식으로 제조될 수 있다. 일반적으로, 액정 디스플레이 유닛은 조명 시스템과 같은 필요 부품을 적절하게 조립하고 구동 회로를 집적하여 제조한다. 본 발명에서 액정 디스플레이 유닛은 특정한 제한 없이 통상적인 방식으로 제조될 수 있으나, 전술한 바와 같은 광학 필름을 사용한다. 위에서 언급한 바와 같은 IPS 모드 중 하나, VA 형 중 하나 및 π 형 중 하나와 같은, 각종 유형의 액정셀이 임의로 사용될 수 있다.
액정 디스플레이 유닛으로서, 적절한 액정 디스플레이 유닛, 예를 들면 조명 시스템과 반사판을 갖는 것을 이용할 수 있다. 액정 디스플레이 유닛을 제조함에 있어서, 적절한 부품 (예를 들면, 확산판, 눈부심 방지층, 반사 방지 필름, 보호판, 프리즘 어레이 (array), 렌즈 어레이 시트, 광확산판, 백라이트 등)을 적절한 부위에 제공하여 하나 이상의 층을 수득할 수 있다.
본 출원은 2004년 5월 18일에 출원된 일본 특허 출원 JP 2004-148335, 2004년 12월 28일에 출원된 일본 특허 출원 JP 2004-380722 및 2005년 3월 10일에 출원된 일본 특허 출원 JP 2005-68096 에 기반하고, 위에서 상세히 설명한 것과 동일하게, 이들의 전체 내용은 본원에 참고로서 포함된다.