KR101171754B1

KR101171754B1 - 광학필름

Info

Publication number: KR101171754B1
Application number: KR1020110138775A
Authority: KR
Inventors: 김기엽; 조용균; 이상엽; 김원엽; 장원석; 김명래
Original assignee: 에스케이이노베이션 주식회사
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2012-08-07
Also published as: TWI520991B; KR20120072324A; TW201231522A

Abstract

본 발명은 액정표시장치 등의 화상표시장치에 유용한 셀룰로오스 유도체를 이용한 광학필름과 이를 이용한 위상차필름, 편광판 및 이들 필름을 사용하는 것에 의해 시야각 특성 등이 우수한 액정표시장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 셀룰로오스의 수산기를 2종 이상의 치환기로 치환한 셀룰로오스 수지를 사용한 광학필름에 관한 것이다.

Description

광학필름{Optical film}

본 발명은 액정표시장치 등의 화상표시장치에 유용한 셀룰로오스 유도체를 이용한 광학필름에 관한 것이다. 또한 상기 광학필름을 이용한 위상차필름, 편광판 및 이들 필름을 사용하는 것에 의해 시야각 특성 등이 우수한 액정표시장치에 관한 것이다.

셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate) 필름은 광학적 등방성이 요구되는 용도로 주로 사용 된다. 그러나 액정 표시장치 등의 광학 보상 시트(sheet), 위상차 필름(film)에는, 높은 광학적 이방성이 요구되며 이를 실현하기 위하여 필름의 연장 처리 또는 리타데이션 조절제를 첨가하는 방법을 사용하고 있다.

그러나 셀룰로오스 아세테이트는 연장하기 어려운 소재로서 연장만으로는 위상차 필름에서 요구하는 높은 리타데이션을 달성할 수 없으며, 따라서 리타데이션 조절제의 첨가가 필요하다.

그러나 리타데이션 첨가시에는 블리딩(bleeding)과 같은 문제점이 발생할 수 있어 이를 개선하기 위한 방안이 필요하다.

따라서 본 발명에서는 첨가제를 첨가하지 않고, 수지 자체로써 리타데이션을 조절할 수 있는 광학필름을 제공하고자 한다.

본 발명은 하기 일반식 1과 같은 반복단위를 갖는 셀룰로오스의 수산기 중 일부 수소를 2종 이상의 치환기로 치환한 셀룰로오스 에스테르 수지를 베이스수지로 사용한 광학필름에 관한 것이다.

[일반식 1]

구체적으로 본 발명은 셀룰로오스의 수산기 중 일부 수소를 아실기, 특히, 아세틸기로 치환하고, 상기 아실기가 치환되지 않은 나머지 수산기 중 일부 수소를 아실기를 제외한 1종 또는 2종 이상의 다른 치환기로 치환함으로써, 최종적으로 치환기가 2종 이상인 셀룰로오스에스테르 수지를 사용한 광학필름에 관한 것이다.

보다, 구체적으로 본 발명은 셀룰로오스의 수산기(-OH) 중 일부 수소를 하기 화학식 1의 아실기 및 하기 화학식 2에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 치환기로 치환한 셀룰로오스 에스테르 수지를 베이스 수지로 사용한 광학필름으로서,

상기 아실기의 치환도가 2 ~ 2.9이고, 상기 아실기를 제외한 치환기의 총 치환도가 0.01 ~ 1.0인 광학필름에 관한 것이다.

[화학식 1]

-CO-R₁

[화학식 2]

-X-R₂

(상기 X는 화학결합이거나, -O-, -CO-, -CS-, -S-, -SO-, -SO₂-, -PR₁₁-, -POR₁₂-, -NR₁₃-에서 선택되는 어느 하나 또는 서로 다른 연결기의 조합이고, 상기 R₁₁, R₁₂ 및 R₁₃은 H, (C1-C10)알킬렌, (C6-C30)아릴렌, (C3-C20)시클로알킬렌, (C2-C10)알케닐렌에서 선택되며, 단, 상기 X가 -CO-로 이루어진 단일 연결기는 제외되고;

상기 R₁은 (C1-C10)알킬, (C6-C30)아릴에서 선택되고;

상기 R₂는 (C1-C10)알킬, (C6-C30)아릴, (C3-C20)시클로알킬, (C2-C10)알케닐, (C6~C30)아르(C1~C20)알킬에서 선택되고;

상기 R₁및 R₂의 알킬, 아릴, 시클로알킬, 알케닐, 아르알킬은 (C1-C10)알킬, 할로겐, 니트로, 시아노, 히드록시, 아미노, (C6-C30)아릴, (C2-C10)알케닐, (C3-C20)시클로알킬, N, O, S에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬 또는 N, O, S에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 (C4-C30)의 헤테로아릴로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있다.)

이하 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명의 광학필름은 2종 이상의 치환체를 포함하는 셀룰로오스 에스테르수지를 주성분으로 함유하며, 이중 아실기, 바람직하게는, 아세틸기를 반드시 포함한다. 본 발명에서 상기 '주성분으로 함유한다'는 본 발명의 2종 이상의 치환체를 포함하는 셀룰로오스 에스테르수지만으로 이루어지거나, 또는 이외 다른 수지가 포함될 수 있으나 가장 높은 비율로 사용되는 것을 의미한다.

즉, 하기 일반식 2에서 R이 하기 화학식 1의 아실기 및 하기 화학식 2에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 치환기로 치환될 수 있으며, 이때 아실기의 치환도가 2 ~ 2.9이고, 상기 아실기를 제외한 하기 화학식 2에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 치환기의 총 치환도가 0.01 ~ 1.0인 것이다.

[일반식 2]

[화학식 1]

-CO-R₁

[화학식 2]

-X-R₂

상기 R₁은 (C1-C10)알킬, (C6-C30)아릴에서 선택되고;

본 발명에 기재된 '알킬' 및 그 외 '알킬'부분을 포함하는 치환체는 직쇄 또는 분쇄 형태를 모두 포함한다.

본 발명에 기재된 '아릴'은 하나의 수소 제거에 의해서 방향족 탄화수소로부터 유도된 유기 라디칼로, 각 고리에 적절하게는 4 내지 7개, 바람직하게는 5 또는 6개의 고리원자를 포함하는 단일 또는 융합고리계를 포함한다. 구체적인 예로 페닐, 나프틸, 비페닐, 톨릴 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.

보다 구체적으로 상기 화학식 1은 -CO-CH₃, -CO-CH₂CH₃, -CO-CH₂CH₂CH₃, -CO-CH₂CH₂CH₂CH₃에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.

또한, 보다 구체적으로 상기 화학식 2에서, X는 화학결합이거나, -O-, -CS-, -S-, -SO-, -SO₂-에서 선택되고, R₂는 (C1-C10)알킬, (C6-C30)아릴에서 선택되고, 상기 알킬, 아릴은 (C1-C10)알킬, 할로겐, 니트로, 시아노, 히드록시, 아미노, (C6-C30)아릴, (C2-C10)알케닐, (C3-C20)시클로알킬, N, O, S에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬 또는 N, O, S에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 (C4-C30)의 헤테로아릴로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있다.

더욱 바람직하게는, 상기 화학식 1은 -CO-CH₃이고, 화학식 2에서 X는 화학결합이거나, -SO₂-에서 선택되고, R₂는 (C1-C10)알킬, (C6-C30)아릴에서 선택되고, 상기 알킬, 아릴은 (C1-C10)알킬이 더 치환될 수 있다.

본 발명에서 상기 셀룰로오스 에스테르 수지의 전체 치환도는 2.5 내지 3.0 인 것이 바람직하고, 이중 아실기의 치환도는 2 내지 2.9 인 것이 바람직하고, 특히 모든 아실기가 아세틸기인 셀룰로오스 아세테이트를 이용하는 경우, 아세틸 치환도는 2.4 내지 2.9 인 것이 더욱 바람직하다. 상기 아실기는 특별히 제한되지 않지만, 2 내지 4 의 탄소수를 가지는 아실기가 바람직하다. 아세틸기 또는 프로피오닐기를 이용하는 것이 바람직하고, 아세틸기가 특히 바람직하다. 본 명세서에 채용되는 치환도는 ASTM 의 D-817-91 에 준하여 측정한다.

또한, 상기 아실기를 제외한 화학식 2에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 치환기의 총 치환도는 0.01 ~ 1.0인 것이 바람직하다. 치환도가 낮거나 높으면 광학적 이방성의 조절이 용이하지 않다.

본 발명은 2종 이상의 치환체, 구체적으로 아실기와 아실기를 제외한 다른 치환체로 이루어진 2종 이상의 치환체를 갖도록 조절함으로써, 추가의 리타데이션 첨가제를 사용하지 않고도 수지 자체로 리타데이션 조절이 가능하다.

본 발명에서 셀룰로오스 아실레이트의 분자량 범위는 제한되는 것은 아니나, 중량평균 분자량이 150,000 이상, 보다 바람직하게는 중량 평균 분자량이 150,000 ~ 400,000인 것이 바람직하다. 중량평균 분자량이 낮으면 필름의 기계적 강도가 낮아지며, 너무 높으면 용해도가 감소한다. 또한, 셀룰로오스 아실레이트의 분자량분포도 Mw/Mn(Mw는 중량평균분자량, Mn은 수평균분자량)가 1.2 ~ 2.0 인 것이 바람직하고, 1.4 ~ 1.8인 것이 더욱 바람직하다. 상기 중량평균분자량은 메틸렌클로라이드가 용매로 사용되고 GPC에 의해 측정된 값을 의미한다.

본 발명의 셀룰로오스 에스테르 수지를 이용한 광학필름은 도프 용액을 사용하는 솔벤트 캐스트(solvent casting)법에 의해 제조하는 것이 바람직하다. 솔벤트 캐스트법은 셀룰로오스 에스테르 수지를 용매 중에 용해한 용액(도프)을 지지체 상에 캐스팅하고, 용매를 증발시켜 필름을 형성한다.

셀룰로오스 아실레이트는 함수율이 2 중량% 이하, 보다 바람직하게는 1 중량% 이하가 되도록 건조시킨 후 도프 용액으로 제조하는 것이 바람직하다.

다음으로 본 발명의 광학필름에 사용되는 첨가제에 대하여 설명한다.

솔벤트 캐스트법에 사용하는 셀룰로오스 에스테르 용액(도프)에는, 각 제조공정에서 용도에 따른 각종 첨가제, 예를 들면, 가소제, 자외선 방지제, 열화 방지제, 미립자, 박리제, 적외선 흡수제 등의 첨가제를 첨가할 수 있다. 이러한 첨가제들의 구체적인 종류는 해당 분야에서 통상적으로 사용하는 것이라면 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 그 함량은 필름의 물성을 저하시키지 않는 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 첨가제를 첨가하는 시기는 첨가제의 종류에 따라 결정한다. 도프 조제의 마지막에 첨가제를 첨가하는 공정을 실시할 수도 있다.

상기 가소제는 필름의 기계적 물성을 조절하기 위하여 사용되는 것으로 가소제를 사용하는 경우 필름의 건조공정시간을 단축시킬 수 있다. 가소제로는 통상적으로 사용되는 것이라면 제한되지 않고 사용할 수 있으며 예를 들면, 인산에스테르 및 프탈산에스테르 또는 시트르산에스테르에서 선택되는 카복실산에스테르 등이 있다. 인산에스테르의 예로는, 트리페닐포스페이트(TPP), 비페닐디페닐포스페이트 및 트리크레실포스페이트(TCP) 등을 들 수 있다. 프탈산에스테르의 예로는 디메틸프탈레이트(DMP), 디에틸프탈레이트(DEP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디옥틸프탈레이트(DOP), 디페닐프탈레이트(DPP) 및 디에틸헥실프탈레이트(DEHP) 등을 들 수 있다. 시트르산에스테르의 예로는 o-아세틸트리에틸시트레이트(OACTE) 및 o-아세틸트리부틸시트레이트(OACTB) 등을 들 수 있다. 다른 카복실산에스테르의 예로는 부틸올레이트, 메틸아세틸리신올레이트, 디부틸세바케이트 및 각종 트리멜리트산에스테르를 들 수 있다. 바람직하게는 프탈산에스테르(DMP, DEP, DBP, DOP, DPP, DEHP) 가소제를 사용하는 것이 좋다. 가소제의 함량은 셀룰로오스아세테이트 100 중량부에 대하여, 2 ~ 20 중량부, 더욱 바람직하게는 5 ~ 15 중량부를 사용한다.

상기 자외선 방지제는 히드록시벤조페논계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 살리실산에스테르계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물 등을 사용할 수 있다. 자외선 방지제의 양은 셀룰로오스아세테이트 100 중량부에 대하여, 0.1 ~ 3 중량부, 더욱 바람직하게는 0.5 ~ 2 중량부를 사용한다.

상기 열화방지제로는 예를 들어, 산화방지제, 과산화물 분해제, 라디칼 억제제, 금속불활성화제, 탈산소제, 광안정화제(힌더드 아민 등) 등이 사용 가능하다. 특히 바람직한 열화억제제의 예로는 부틸화히드록시톨루엔(BHT) 및 트리벤질아민(TBA)을 들 수 있다. 열화억제제의 양은 셀룰로오스아세테이트 100 중량부에 대하여, 0.01 ~ 5 중량부, 더욱 바람직하게는 0.1 ~ 1 중량부를 사용한다.

상기 미립자는 필름의 컬 억제, 반송성, 롤 형태에서의 접착방지 또는 내상성(耐傷性)을 양호하게 유지하기 위해 첨가되는 것으로, 무기 화합물, 유기 화합물에서 선택되는 어느 것을 사용해도 된다. 예들 들면, 무기 화합물로는 규소를 함유하는 화합물, 이산화규소, 산화티탄, 산화아연, 산화알루미늄, 산화바륨, 산화지르코늄, 산화스트론튬, 산화안티몬, 산화주석, 산화주석ㆍ안티몬, 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 소성카올린, 소성 규산칼슘, 수화규산칼슘, 규산알루미늄, 규산마그네슘 및 인산칼슘 등이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 규소를 함유하는 무기 화합물이나 산화지르코늄 등이 사용 가능하다. 상기 미립자는 평균 1차 입경이 80㎚ 이하이고, 바람직하게는 5 ~ 80㎚ 이며, 보다 바람직하게는 5 ~ 60㎚, 특히 바람직하게는 8 ~ 50㎚ 이다. 평균 1차 입경이 80㎚를 초과하면, 필름의 표면평활성이 손상된다.

본 발명에서 도프의 고형분 농도는 15 ~ 25 중량%, 보다 바람직하게는 16 ~ 23 중량%인 것이 좋다. 도프의 고형분 농도가 15 중량% 미만인 경우는 유동성이 너무 높아 필름의 형성이 어렵고, 25 중량%를 초과하는 경우는 완벽한 용해가 되기 어렵다.

본 발명에서 셀룰로오스 에스테르 수지의 함량은 고형분 전체의 함량 중 70 중량% 이상, 바람직하게는 70 ~ 90 중량%, 보다 바람직하게는 80 ~ 85 중량%를 사용한다.

또한 본 발명은 상기 셀룰로오스 에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 셀룰로오스 트리아세테이트 수지를 5 ~ 50 중량부로 더 포함할 수 있다.

솔벤드 캐스팅 방법으로 필름을 제조하는 경우, 셀룰로오스 에스테르수지 조성물(도프)을 제조하기 위한 용매는 유기용매가 바람직하다. 유기용매로는 할로겐화탄화수소를 사용하는 것이 바람직하며, 할로겐화탄화수소로는 염소화 탄화수소, 메틸렌클로라이드 및 클로로포름이 있으며, 이 중 메틸렌클로라이드를 사용하는 것이 가장 바람직하다.

또한 필요에 따라 할로겐화탄화수소 이외의 유기용매를 혼합하여 사용할 수도 있다. 할로겐화탄화수소 이외의 유기용매로는 에스테르, 케톤, 에테르, 알코올 및 탄화수소를 포함한다. 에스테르로는 메틸포르메이트, 에틸포르메이트, 프로필포르메이트, 펜틸포르메이트, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 펜틸아세테이트 등이 사용 가능하며, 케톤으로는 아세톤, 메틸에틸케톤, 디에틸케톤, 디이소부틸케톤, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 메틸시클로헥사논 등이 사용가능하고, 에테르로는 디이소프로필에테르, 디메톡시메탄, 디메톡시에탄, 1,4-디옥산, 1,3-디옥솔란, 테트라히드로푸란, 아니솔, 페네톨 등이 사용가능하고, 알코올로는 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 2-부탄올, t-부탄올, 1-펜탄올, 2-메틸-2-부탄올, 시클로헥산올, 2-플루오로에탄올, 2,2,2-트리플루오로에탄올, 2,2,3,3-테트라플루오로-1-프로판올 등을 사용한다.

보다 바람직하게는 메틸렌클로라이드를 주용매로 사용하고, 알코올을 부용매로 사용할 수 있다. 구체적으로는 메틸렌클로라이드와 알코올을 80 : 20 ~ 95 : 5 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 광학필름은 통상의 솔벤트 캐스팅 방법에 따라 제조할 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 제조된 도프는 저장조에서 일단 저장하고, 도프에 함유되어 있는 거품을 탈포한다. 탈포된 도프는 도프 배출구로부터 회전수에 따라 고정밀도로 정량 송액할 수 있는 가압형 정량기어펌프를 통하여 가압형 다이에 보내고, 도프를 가압형 다이의 구금(슬릿)으로부터 엔드리스하게 주행하고 있는 금속지지체 위에 균일하게 캐스팅하여, 금속지지체가 거의 일주한 박리점에서 덜 마른 도프막(웹이라고도 함)을 금속지지체로부터 박리한다. 제조된 웹의 양단을 클립에 끼워 폭을 유지하면서 텐터로 반송하여 건조시키고, 이어서 건조장치의 롤러로 반송하여 건조하고 귄취기에 의해 소정 길이로 감는다.

용액의 도포 시 공간온도는, －50℃ 내지 50℃ 가 바람직하고, －30℃ 내지 40℃ 가 더욱 바람직하고, －20℃ 내지 30℃ 가 가장 바람직하다. 낮은 공간온도에서 도포된 셀룰로오스 에스테르 용액은 지지체 상에서 순간적으로 냉각되어 겔강도가 향상되므로 유기용매가 많이 잔존하는 필름이 얻어진다. 따라서 셀룰로오스 에스테르로부터 유기용매를 증발시키지 않고, 지지체로부터 필름을 단시간에서 벗겨낼 수 있다. 공간을 냉각하는 기체는, 통상의 공기, 질소, 아르곤 또는 헬륨을 사용할 수 있다. 상대습도는, 0 내지 70% 가 바람직하고, 0 내지 50% 가 더욱 바람직하다.

셀룰로오스 에스테르 용액을 도포하는 지지체(캐스팅부)의 온도는, －50 내지 130℃ 가 바람직하고, －30℃ 내지 25℃가 더욱 바람직하고, －20℃ 내지 15℃ 가 가장 바람직하다. 캐스팅부를 냉각하기 위해, 캐스팅부로 냉각시킨 기체를 도입할 수 있다. 냉각장치를 캐스팅부에 배치하여 공간을 냉각할 수도 있다. 냉각에서는, 캐스팅부에 물이 부착되지 않도록 주의하는 것이 중요하다. 기체로 냉각하는 경우는, 기체를 건조시켜 두는 것이 바람직하다.

또한, 필요에 따라 셀룰로오스 에스테르 필름에 표면처리를 실시할 수 있다. 표면처리는, 일반적으로, 셀룰로오스 에스테르 필름의 접착성을 개선하기 위하여 실시한다. 표면처리 방법으로는 글로방전처리, 자외선조사처리, 코로나처리, 화염처리, 비누화처리 등이 있다.

또한 셀룰로오스 에스테르 필름은 지연도를 조절하도록 연신될 수 있다. 연신도는 -10 ~ 100% 범위인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 -10 ~ 50% 범위이며, 가장 바람직하게는 -5 ~ 30% 범위이다.

셀룰로스 에스테르 필름의 두께는 바람직하게는 20 ~ 140 ㎛ 범위, 더욱 바람직하게는 40 ~ 80㎛ 범위인 것이 바람직하다.

필름의 인열 강도는 JIS K 7128 에 따른 Elmendorf 인열 강도 머신을 이용함으로써 측정될 수 있다. 인열 강도가 너무 작은 경우, 이 필름은 쉽게 손상된다. 따라서, 인열 강도는 0.1N 이상인 것이 바람직하고, 0.15N 이상인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 따른 광학필름은 편광판, 광학보상시트 및 액정표시장치에 사용될 수 있으며, 1장 또는 2장 이상으로 적층하여 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 편광판은 편광자의 보호 필름과 같이 전술한 바와 같은 본 발명의 광학 필름을 갖는다. 즉, 본 발명의 광학 필름은 편광판의 보호 필름으로서 이용될 수 있다. 일반적으로, 편광판은 편광자 및 그 양측에 제공된 2 장의 투명 보호 필름을 포함한다. 본 발명의 광학 필름은 보호 필름 중 적어도 하나로서 이용될 수 있다. 다른 보호 필름으로서, 일반적으로 채용되는 셀룰로오스 아실레이트 필름이 이용될 수도 있다. 편광자는 요오드-함유 편광자, 이색성 염료를 이용하는 염료-함유 편광자, 및 폴리엔계 편광자를 포함한다. 요오드-함유 편광자 및 염료-함유 편광자는 일반적으로 폴리비닐 알코올계 필름을 이용하여 제조된다. 편광판용 보호 필름으로서 본 발명의 광학 필름을 이용하는 경우, 편광판을 제조하는 방법은 특히 한정되지 않고, 이 편광판은 일반적으로 채용되는 방법으로 제조될 수도 있다. 이 방법은, 그 결과물인 셀룰로오스 아실레이트 필름 또는 일반적으로 채용되는 셀룰로오스 아실레이트 필름을 알칼리를 통해서 처리하는 단계, 및 완전하게 비누화된 폴리비닐 알코올의 수용액을 이용하여, 요오드 용액 내에 폴리비닐 알코올 필름을 침지 및 연신시킴으로써 제조되는 편광자의 일 측면 또는 양 측면에 그 필름을 접합시키는 단계를 포함한다.

편광자에 본 발명의 광학 필름을 접합할 때, 광학 필름은 편광자의 흡수축 및 본 발명의 광학 필름의 길이 방향에 따라서 접합되어 연속적인 제조를 가능하게 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 광학 필름은 광학-보상 시트용 지지체로서 이용될 수 있다. 즉, 광학-보상 시트는 본 발명의 광학 필름상에 광학-보상층을 형성함으로써 제조될 수 있다. 광학-보상층에 필요에 따라 배향층이 제공되는 것이 바람직하다.

배향층에는, 유기 화합물 (바람직하게는 폴리머)의 러빙 처리, 무기 화합물의 경사 기상 증착, 및 마이크로 그루브를 가지는 층의 형성과 같은 수단이 제공될 수 있다. 또한, 전계를 부여하고, 자계를 부여하고, 또는 광을 조사함으로써 발생되는 배향 기능을 가진 배향층이 알려져 있다. 그러나, 폴리머의 러빙 처리에 의해 형성된 배향층이 특히 바람직하다. 러빙 처리는 고정 방향에서 페이퍼 또는 섬유로 폴리머층의 표면을 여러 번 러빙함으로써 수행되는 것이 바람직하다. 편광자의 흡수축 및 러빙 방향은 서로 실질적으로 평행한 것이 바람직하다. 배향층에 이용되는 폴리머의 종류에 대해, 폴리이미드, 폴리비닐 알코올 등이 바람직하게 사용될 수 있다. 배향층의 두께는 바람직하게는 0.01 내지 5㎛이고, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 2㎛ 이다.

광학 이방성층은 액정성 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 본 발명에 이용되는 액정 화합물은 디스코틱액정 화합물 또는 봉상 액정 화합물인 것이 특히 바람직하다.

본 발명에 따른 액정 표시 장치는 전술한 바와 같은 본 발명의 편광판을 이용하는 것이다.

본 발명의 편광판은, 예를 들어, 점착제를 이용하여 액정 표시 장치의 액정셀에 접합된다. 본 발명의 광학 필름은 편광판의 액정셀 측에 보호 필름으로서 제공되는 것이 바람직하다.

광학 필름은 액정셀의 양측 또는 일측에 접합될 수도 있다. 또한, 상이한 광학 특성을 가지는 광학 필름의 조합을 이용할 수도 있다.

본 발명에 따른 광학필름은 치환기의 종류 및 치환도의 조절에 의하여 셀룰로오스 수지의 광학 이방성을 조절함으로써, 리타데이션 조절제의 첨가 없이도 리타데이션의 조절이 가능한 광학 필름을 제공할 수 있다.

이하는 본 발명의 구체적인 설명을 위하여 일예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

이하 필름의 물성은 다음의 측정방법에 의하여 측정하였다.

1) 광학이방성

Re는 복굴절 측정기(Axoscan, 상품명, Axometrics, Inc 제조)에서 파장 590nm의 빛을 필름 법선 방향으로 입사시켜 측정하였다. Rth는 상기 Re 면내의 지상축(Slow Axis)을 경사축으로 하여 590nm의 빛을 필름 법선 방향에 대하여 0도에서 50도까지 10도 간격으로 측정하여 얻어진 굴절율 타원체의 세 굴절율 성분을 이용하여 아래의 수식으로부터 구한 값이다.

Rth=[(n_x+n_y)/2-n_z] × d

n_x: 평면의 두 굴절율 중 굴절율이 큰 방향의 굴절율

n_y: 평면의 두 굴절율 중 굴절율이 작은 방향의 굴절율

n_z: 두께 방향의 굴절율

2) 치환도

치환도는 ASTM 의 D-817-91 에 준하여 측정하였다.

[실시예 1 ~ 6 및 비교예 1 ~ 3]

도프의 제조

하기 표 1의 조성물을 교반기에 넣고 30℃ 온도에서 용해하였다. 얻어진 도프를 30℃ 로 가온한 후 기어 펌프로 송액하고, 절대 여과 정밀도 0.01mm 의 여과지로 여과하고, 다시 절대 여과 정밀도 5㎛ 의 카트리지 여과 장치로 여과하였다.

이때 하기 표 1에서 각 실시예 및 비교예의 셀룰로오스 에스테르 수지의 치환체를 다르게 제조한 것을 사용하였으며, 치환체의 구체적인 종류 및 치환도는 표 2에 나타내었다. 이때 하기 비교예 1, 비교예 2 및 실시예 1 ~ 4는 셀룰로오스 에스테르 수지의 중량평균분자량이 27만인 것을 사용하였으며, 비교예 3 및 실시예 5 ~ 6은 셀룰로오스 에스테르 수지의 중량평균분자량이 23만인 것을 사용하였다.

[표 1]

[표 2]

상기 표 2에서 치환기 1 및 치환기 2는 하기 일반식 2의 R에 치환된 치환체를 의미한다.

[일반식 2]

셀룰로오스 에스테르 필름의 제조

여과 공정을 통해 얻어진 도프를 캐스팅 다이를 통해서 경면 스테인리스 지지체 상에 캐스팅하고 박리하였다. 박리시의 잔류 용매량은 20 wt%가 되도록 조절하였다. 텐터에 연결 후 필름의 폭 방향으로 2%(%는 전체 100%에 대한 길이%를 의미함)를 연신하고, 텐터에서 필름이 나온 후 필름의 좌우측 말단을 150mm씩 제거하였다. 말단이 제거된 필름을 건조기를 통하여 건조시키고, 건조기에서 나온 필름의 양단을 3cm 재단하고, 다시 끝으로부터 10mm 부분에 높이 100㎛ 의 너링가공을 실시하여, 롤형상으로 권취하였다. 얻어진 시료는 전술한 방법으로 광학이방성을 측정하였으며, 이를 하기 표 3에 나타내었다.

[표 3]

상기 표에서 보이는 바와 같이, 아세테이트 이외의 치환기를 도입함으로써 retardation이 증가하는 것을 알 수 있으며, 또한 치환도의 조절에 의하여도 retardation의 조절이 가능함을 알 수 있었다.

Claims

셀룰로오스의 수산기 중 일부수소를 하기 화학식 1의 아실기 및 하기 화학식 2에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 치환기로 치환한 셀룰로오스 에스테르 수지를 베이스 수지로 사용한 광학필름으로서,
상기 아실기의 치환도가 2 ~ 2.9이고, 상기 아실기를 제외한 치환기의 총 치환도가 0.01 ~ 1.0인 광학필름.
[화학식 1]
-CO-R₁
[화학식 2]
-X-R₂
(상기 X는 화학결합이거나, -O-, -CO-, -CS-, -S-, -SO-, -SO₂-, -PR₁₁-, -POR₁₂-, -NR₁₃-에서 선택되는 어느 하나 또는 서로 다른 연결기의 조합이며, 단, 상기 X가 -CO-로 이루어진 단일 연결기는 제외되고, 상기 R₁₁, R₁₂ 및 R₁₃은 H, (C1-C10)알킬렌, (C6-C30)아릴렌, (C3-C20)시클로알킬렌, (C2-C10)알케닐렌에서 선택되며;
상기 R₁은 (C1-C10)알킬, (C6-C30)아릴에서 선택되고;
상기 R₂는 (C1-C10)알킬, (C6-C30)아릴, (C3-C20)시클로알킬, (C2-C10)알케닐, (C6~C30)아르(C1~C20)알킬에서 선택되고;
상기 R₁및 R₂의 알킬, 아릴, 시클로알킬, 알케닐, 아르알킬은 (C1-C10)알킬, 할로겐, 니트로, 시아노, 히드록시, 아미노, (C6-C30)아릴, (C2-C10)알케닐, (C3-C20)시클로알킬, N, O, S에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬 또는 N, O, S에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 (C4-C30)의 헤테로아릴로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있다.)
제 1항에 있어서,
상기 화학식 1은 -CO-CH₃, -CO-CH₂CH₃, -CO-CH₂CH₂CH₃, -CO-CH₂CH₂CH₂CH₃에서 선택되고,
상기 화학식 2에서, X는 화학결합이거나, -O-, -CS-, -S-, -SO-, -SO₂-에서 선택되고, R₂는 (C1-C10)알킬, (C6-C30)아릴에서 선택되고, 상기 알킬, 아릴은 (C1-C10)알킬, 할로겐, 니트로, 시아노, 히드록시, 아미노, (C6-C30)아릴, (C2-C10)알케닐, (C3-C20)시클로알킬, N, O, S에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 5원 내지 7원의 헤테로시클로알킬 또는 N, O, S에서 선택되는 하나 이상의 원소를 포함하는 (C4-C30)의 헤테로아릴로부터 선택된 하나 이상이 더 치환될 수 있는 것인 광학필름.
제 2항에 있어서,
상기 화학식 1은 -CO-CH₃이고,
상기 화학식 2에서, X는 화학결합이거나, -SO₂-에서 선택되고, R₂는 (C1-C10)알킬, (C6-C30)아릴에서 선택되고, 상기 알킬, 아릴은 (C1-C10)알킬이 더 치환될 수 있는 것인 광학필름.
제 1항에 있어서,
상기 셀룰로오스 에스테르 수지는 중량 평균 분자량이 150,000 ~ 400,000 인 광학필름.
제 1항에 있어서,
상기 광학필름은 셀룰로오스 에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 셀룰로오스 트리아세테이트 수지를 5 ~ 50 중량부로 더 포함하는 광학필름.
제 1항 내지 제 5항에서 선택되는 어느 한 항의 광학필름을 포함하는 광학보상시트.
제 1항 내지 제 5항에서 선택되는 어느 한 항의 광학필름을 포함하는 위상차필름.
제 1항 내지 제 5항에서 선택되는 어느 한 항의 광학필름을 포함하는 편광판.
제 1항 내지 제 5항에서 선택되는 어느 한 항의 광학필름을 포함하는 액정표시장치.