KR101196267B1 - 광학 이방성막 및 액정 표시 장치 - Google Patents

Abstract

(과제) 액정 표시 장치의 시야각 개선에 기여하는, 간이한 방법으로 제작 가능한 광학 이방성막을 제공한다.

(해결수단) 하기 일반식 (Ⅰ) 로 나타내는 막대형 화합물을 함유하는 광학 이방성막이다. 식 중, P¹ 및 P² 는 각각 독립한 중합성기 또는 수소원자이고; X¹～X³ 은 각각 독립적으로 알킬렌기 또는 치환 알킬렌기이고; L¹ 및 L⁶ 은 각각 독립적으로 단결합, -O-CO-O-, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO- 이고; L² 및 L⁵ 는 각각 독립적으로 단결합, -CO-O-, -O-CO-, -C≡C- 또는 -CH=CH- 이고; L³ 및 L⁴ 는 각각 독립적으로 -O-CO-O-, -CO-O-, -O-, -O-CO-, -C≡C- 또는 -CH=CH- 이고; Y¹～Y⁴ 는 각각 독립적으로, 할로겐원자, 시아노기, 알킬기, 알케닐기 또는 알콕시기이고; n1～n4 는 각각 독립적으로 0～4 이고; s 및 t 는 각각 독립적으로 0～5 이고, 또한 s 와 t 의 합이 1 이상이다.

(화학식 1)

광학 이방성막, 액정표시장치.

Description

광학 이방성막 및 액정 표시 장치{OPTICAL ANISOTROPIC FILM AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

도 1 은 본 발명의 액정 표시 장치의 화소 영역예를 도시하는 개략도.

도 2 는 본 발명의 액정 표시 장치의 일례를 나타내는 개략도.

도 3 은 본 발명의 액정 표시 장치의 다른 예를 나타내는 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1: 액정 소자 화소 영역

2: 화소 전극

3: 표시 전극

4: 러빙 방향

5a, 5b: 흑색 표시시의 액정 화합물의 다이렉터

6a, 6b: 백색 표시시의 액정 화합물의 다이렉터

7a, 7b, 19a, 19b: 편광막용 보호막

8, 20: 편광막

9, 21: 편광막의 편광 투과축

10: 제 1 위상차 영역

11: 제 1 위상차 영역의 지상축

12: 제 2 위상차 영역

13, 17: 셀 기판

14, 18: 셀 기판 러빙 방향

15: 액정층

16: 액정층의 지상축 방향

(특허문헌 1) 일본 공개특허공보 평9-80424호

(특허문헌 2) 일본 공개특허공보 평10-54982호

(특허문헌 3) 일본 공개특허공보 평11-202323호

(특허문헌 4) 일본 공개특허공보 평9-292522호

(특허문헌 5) 일본 공개특허공보 평11-133408호

(특허문헌 6) 일본 공개특허공보 평11-305217호

(특허문헌 7) 일본 공개특허공보 평10-307291호

(특허문헌 8) 일본 공표특허공보 2000-514202호

(특허문헌 9) 일본 공개특허공보 평10-319408호

(특허문헌 10) 일본 공개특허공보 평6-331826호

본 발명은, 스멕틱상을 발현하는 막대형 화합물을 이용한 광학 이방성막 및 이 막을 사용한 액정 표시 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 수평 방향으로 배향된 액정 분자에 횡방향의 전계를 인가함으로써 표시하는, 인 플레인 스위칭 모드 (IPS 모드) 의 액정 표시 장치에 사용되는 위상차층으로서 유용한 광학 이방성막, 및 IPS 모드의 액정 표시 장치에 관한 것이다.

횡전계를 액정에 대하여 인가하는 이른바 인 플레인 스위칭 (IPS) 모드에 의한 액정 표시 장치는, 최근 모니터 용도에 그치지 않고 TV 용도로서 개발이 진행되고 있으며, 그에 동반하여 화면의 휘도가 크게 향상되고 있다. 이 때문에, 이들 동작 모드에서 종래에 문제가 되지 않았던, 흑색 표시시의 대각 위치의 경사진 입사 방향에서의 미소한 광누설이 표시 품질의 저하 원인으로서 나타나게 되었다.

이 색조나 흑색 표시의 시야각을 개선하는 수단의 하나로서, 액정층과 편광판 사이에 복굴절 특성을 갖는 광학 보상 재료를 배치하는 것이 IPS 모드에 있어서도 검토되고 있다. 예를 들어 경사시 액정층의 리타데이션 (retardation) 의 증감을 보상하는 작용을 갖는 광축이 서로 직교하는 복굴절 매체를 기판과 편광판 사이에 배치함으로써, 백색 표시 또는 중간조 표시를 경사 방향에서 직시한 경우의 착색을 개선할 수 있음이 개시되어 있다 (특허문헌 1 참조). 또한, 부(負)의 고유 복굴절을 갖는 스티렌계 폴리머나 디스코틱 액정성 화합물로 이루어지는 광학 보상 필름을 사용하는 방법 (특허문헌 2, 3, 4 참조) 이나, 광학 보상 필름으로서 복굴절이 정(正)이고 광학축이 필름의 면내에 있는 막과 복굴절이 정이고 광학축이 필름의 법선 방향에 있는 막을 조합하는 방법 (특허문헌 5 참조), 리타데이션이 2 분의 1 파장인 2 축성 광학 보상 시트를 사용하는 방법 (특허문헌 6 참조), 편광판의 보호막으로서 부의 리타데이션을 갖는 막을 사용하고, 이 표면에 정의 리타데이션을 갖는 광학 보상층을 형성하는 방식 (특허문헌 7 참조) 이 제안되어 있다.

그러나, 제안된 방식의 대부분은 액정 셀 중의 액정의 복굴절 이방성을 없애서 시야각을 개선하는 방식이기 때문에, 직교 편광판을 경사 방향에서 본 경우, 편광축 교차 각도의 직교로부터의 어긋남에 근거하는 광누설을 충분히 해결할 수 없다는 문제가 있다. 또한, 연신 복굴절 폴리머 필름으로 광학 보상을 실시하는 IPS 모드 액정 셀용 광학 보상 시트에서는 복수의 필름을 사용할 필요가 있어, 그 결과 광학 보상 시트의 두께가 늘어나 표시 장치의 박형화에 불리하다. 또한, 연신 필름의 적층에는 점착층을 사용하기 때문에, 온습도 변화에 의해 점착층이 수축하여 필름간 박리나 휨과 같은 불량이 발생하는 경우가 있었다.

한편, IPS 의 광학 보상용 재료로서, 액정 재료를 수직으로 배향시키고 그 배향 상태를 고정화하여 제작한 광학 이방성 재료가 알려져 있다. 액정 재료를 사용하여 광학 이방성 재료를 형성하는 경우 네마틱상으로 고정화시키는 것이 일반적이지만, 최근 모니터의 표시 특성에 대한 요구가 까다로워지고 있어, 네마틱상으로 고정화시킨 이방성 재료로는 미크로한 균일성이 충분하지 않아 개선이 요구되고 있다. 이러한 요구에 대하여, 스멕틱상을 고정화시켜 제작한 광학 이방성 재료가 제안되어 있다 (특허문헌 8, 9 및 10).

그러나, 특허문헌 8, 9 에서는 스멕틱상의 배향에 특수한 배향 처리를 필요로 하거나, 유리 기판 상에서 위상차 영역을 제작하는 등, 공업적 레벨에서의 제조에는 부적합하였다. 또한 특허문헌 10 에서는 고분자 액정 재료를 수직 배향시 키고 있기 때문에 배향에 장시간이 걸려, 역시 공업적 레벨에서의 제조에는 부적합하였다. 또한, 이들 문헌은, 광학 보상막으로서 필요한 광누설에 관한 기재가 없다. 게다가 문헌 중의 액정 화합물을 사용하더라도 광누설을 억제하기에 충분하지 않아, 광누설을 더욱 작게 할 것이 요구되고 있다.

본 발명은 상기 여러 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 간이한 구성이고, 표시 품위뿐만 아니라, 광누설이 현저하게 개선된 IPS 형 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 액정 표시 장치, 특히 IPS 형 액정 표시 장치의 시야각 개선에 기여하는, 간이한 방법으로 제작 가능한 광학 이방성막을 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명의 과제는, 하기 [1]～[10] 에 의해 해결되었다.

[1] 하기 일반식 (Ⅰ) 로 나타내는 막대형 화합물을 함유하는 광학 이방성막.

(화학식 1)

[식 중, P¹ 및 P² 는 각각 독립적으로 중합성기 또는 수소원자이고; X¹～X³ 은 각각 독립적으로 알킬렌기 또는 치환 알킬렌기이고; L¹ 및 L⁶ 은 각각 독립적으로 단결합, -O-CO-O-, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO- 이고; L² 및 L⁵ 는 각각 독립적으로 단결합, -CO-O-, -O-CO-, -C≡C- 또는 -CH=CH- 이고; L³ 및 L⁴ 는 각각 독립적으로-O-CO-O-, -CO-O-, -O-, -O-CO-, -C≡C- 또는 -CH=CH- 이고; Y¹～Y⁴ 는 각각 독립적으로, 할로겐원자, 시아노기, 알킬기, 알케닐기 또는 알콕시기이고; n1～n4 는 각각 독립적으로 0～4 이고; s 및 t 는 각각 독립적으로 0～5 이고, 또한 s 와 t 의 합이 1 이상이다].

[2] 상기 일반식 (Ⅰ) 로 나타내는 막대형 화합물이 스멕틱상으로 배향이 고정화되어 있는 [1] 에 기재된 광학 이방성막.

[3] 식 (Ⅰ) 로 나타내는 화합물의 가교물이, 수직으로 배향된 상태로 고정화되는 [2] 에 기재된 광학 이방성막.

[4] 상기 위상차층이 식 (Ⅰ) 로 나타내는 화합물의 공기 계면에서의 수직 배향을 촉진시키는 첨가제를 함유하는 것을 특징으로 하는 [1]～[3] 에 기재된 광학 이방성막.

[5] 상기 위상차층이 식 (Ⅰ) 로 나타내는 화합물의 배향막 계면에서의 수직 배향을 촉진시키는 첨가제를 함유하는 것을 특징으로 하는 [1]～[4] 에 기재된 광학 이방성막.

[6] 적어도, 제 1 편광막과, 제 1 위상차 영역과, 제 2 위상차 영역과, 액정층을 한 쌍의 기판 사이에 끼운 액정 셀을 포함하고, 흑색 표시시에 액정 분자가 상기 한 쌍의 기판의 표면에 대하여 실질적으로 평행하게 배향하는 액정 표시 장치로서, 제 1 위상차 영역의 리타데이션 Re 가 20㎚～150㎚ 이고, 제 1 위상차 영역의 값 Nz 가 1.5～7 이고, 제 2 위상차 영역의 리타데이션 Re 가 실질적으로 0㎚ 이고, 제 2 위상차 영역의 리타데이션 Rth 가 －80㎚～－400㎚ 이고, 상기 제 2 위상차 영역은 [1]～[5] 중 어느 한 항에 기재된 광학 이방성막을 포함하고, 그 광학 이방성막에 함유되는 식 (Ⅰ) 로 나타내는 화합물의 가교물이 실질적으로 수직으로 배향된 상태로 고정화되어 있고, 또한 제 1 편광막의 투과축이 흑색 표시시의 액정 분자의 지상축 방향과 평행한 액정 표시 장치.

[7] 상기 제 1 편광막, 상기 제 1 위상차 영역, 상기 제 2 위상차 영역 및 상기 액정 셀이 이 순서대로 배치되고, 또한 상기 제 1 위상차 영역의 지상축이 상기 제 1 편광막의 투과축과 실질적으로 평행한 [6] 에 기재된 액정 표시 장치.

[8] 상기 제 1 편광막, 상기 제 2 위상차 영역, 상기 제 1 위상차 영역 및 상기 액정 셀이 이 순서로 배치되고, 또한 상기 제 1 위상차 영역의 지상축이 상기 제 1 편광막의 투과축과 실질적으로 직교하는 [6] 에 기재된 액정 표시 장치.

[9] 상기 제 1 편광막의 투과축과 직교하는 투과축을 갖는 제 2 편광막을 추가로 구비하고, 상기 제 1 및 제 2 편광막이, 상기 제 1 위상차 영역, 상기 제 2 위상차 영역 및 상기 액정 셀을 사이에 끼우고 배치되어 있는 [6]～[8] 중 어느 한 항에 기재된 액정 표시 장치.

[10] 상기 제 1 편광막 및/또는 제 2 편광막을 사이에 끼우고 배치된 한 쌍 의 보호막을 갖고, 그 한 쌍의 보호막 중 액정층에 가까운 측 보호막의 두께 방향의 위상차 Rth 가 40㎚ 이하인 [6]～[9] 중 어느 한 항에 기재된 액정 표시 장치.

[11] 상기 제 1 편광막 및/또는 제 2 편광막을 사이에 끼우고 배치된 한 쌍의 보호막을 갖고, 그 한 쌍의 보호막 중 액정층에 가까운 측 보호막이 셀룰로오스 아실레이트 필름 또는 노르보르넨계 필름인 [6]～[10] 중 어느 한 항에 기재된 액정 표시 장치.

발명의 실시형태

이하에 있어서, 본 발명에 대해 상세하게 설명한다. 또, 본 명세서에 있어서 「～」를 사용하여 표시되는 수치 범위는, 「～」의 전후에 기재되는 수치를 하한치 및 상한치로서 포함하는 범위를 의미한다. 또한, 본 명세서에 있어서 「평행」, 「직교」란, 엄밀한 각도±10°미만의 범위내인 것을 의미한다. 이 범위는 엄밀한 각도와의 오차가 ±5°미만인 것이 바람직하고, ±2°미만인 것이 보다 바람직하다. 또한, 「실질적으로 수직」이란, 엄밀한 수직 각도로부터 ±20°미만의 범위내인 것을 의미한다. 이 범위는 엄밀한 각도와의 오차가 ±15°미만인 것이 바람직하고, ±10°미만인 것이 보다 바람직하다. 또한, 「지상축」은, 굴절률이 최대가 되는 방향을 의미한다. 그리고 굴절률의 측정 파장은 특별한 기재가 없는 한, 가시광역의 λ=550㎚ 에서의 값이다.

본 명세서에 있어서 「편광판」이란, 특별히 언급하지 않는 한, 길이가 긴 편광판 및 액정 장치에 장착되는 크기로 재단된 (본 명세서에 있어서 「재단」에는 「펀칭」 및 「커팅」 등도 포함되는 것으로 한다) 편광판의 양쪽을 포함하는 의미 로 사용된다. 또, 본 명세서에서는, 「편광막」 및 「편광판」을 구별하여 사용하지만, 「편광판」은 「편광막」의 적어도 한쪽 면에 그 편광막을 보호하는 투명 보호막을 갖는 적층체를 의미하는 것으로 한다.

우선, 본 발명의 광학 이방성막의 제작에 사용되는 막대형 화합물에 관해서 설명한다.

[막대형 화합물]

본 발명은, 하기 식 (Ⅰ) 로 나타내는 막대형 화합물을 사용한다.

(화학식 2)

막대형 화합물이란, 막대형 액정 화합물의 분자 구조에 있어서 잘 알려져 있는 개념으로, (액정편람 편집위원회편, 액정편람; 이와야나기 시게오, 액정) 에 기재되어 있다.

식 (Ⅰ) 에 있어서, P¹ 및 P² 는 각각 독립하여 중합성기 또는 수소원자를 나타내고, 식 (Ⅰ) 로 나타내는 액정성 화합물을 광학 보상 필름과 같은 위상차의 크기가 열에 의해 변화하지 않은 것이 바람직한 광학 필름 등에 사용하는 경우에는, P¹ 및 P² 는 중합성기인 것이 바람직하다. 부가 중합 반응 또는 축합 중합 반응이 가능한 관능기인 것이 바람직하다. 이하에 중합성기의 예를 나타내다.

(화학식 3)

또, 중합성기는 부가 중합 반응이 가능한 관능기인 것이 특히 바람직하다. 그와 같은 중합성기로는, 중합성 에틸렌성 불포화기 또는 개환 중합성기가 바람직하다.

중합성 에틸렌성 불포화기의 예로는, 하기 식 (M-1)～(M-6) 을 들 수 있다.

(화학식 4)

식 (M-3), (M-4) 중, R 은 수소원자 또는 알킬기를 나타낸다. R 로는, 수소원자 또는 메틸기가 바람직하다. 상기 (M-1)～(M-6) 중에서도, (M-1) 또는 (M-2) 가 바람직하고, (M-1) 이 가장 바람직하다.

개환 중합성기로서 바람직한 것은, 환형 에테르기이고, 그 중에서도 에폭시기 또는 옥세타닐기가 보다 바람직하고, 에폭시기가 가장 바람직하다.

식 (Ⅰ) 의 페닐렌기 중에 존재하는 1개 또는 2개 이상의 CH 기는, 질소원자에 의해 치환되어도 된다.

X¹～X³ 은 각각 독립적으로 알킬렌기 또는 치환 알킬렌기이고, 분지 구조를 가질 수도 있다. X¹ 및 X³ 에 있어서 알킬렌기의 탄소원자수는, 예를 들어 1～30개일 수 있고, 1～20개인 것이 바람직하고, 1～12개인 것이 더욱 바람직하다. X² 에 있어서 알킬렌기의 탄소원자수는, 예를 들어 1～40개일 수 있고, 5～30개인 것이 바람직하고, 10～20개인 것이 더욱 바람직하다. X¹～X³ 에 있어서 치환 알킬렌기에 관하여, 하나 이상의 인접하고 있지 않은 CH₂ 기는 -O-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O-, -CO- 로 치환되어 있어도 되고, 및/또는, 하나 이상의 H 원자는 할로겐원자 (불소원자, 염소원자, 브롬원자, 요오드원자), 시아노기, 알콕시기 (예, 메톡시기, 에톡시기, 이소프로폭시기), 알킬기 (예, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기) 로 치환되어 있어도 된다. 단, X¹～X³ 은, 치환되어 있지 않은 알킬렌기인 것이 바람직하다.

L¹ 및 L⁶ 은, 각각 독립적으로 단결합, -O-CO-O-, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO- 이고, -O- 인 것이 바람직하다. L² 및 L⁵ 는 각각 독립적으로 단결합, -CO-O-, -O-CO-, -C≡C- 또는 -CH=CH- 이고, L² 는 단결합 또는 -CO-O- 인 것이 바람직하고, L⁵ 는 단결합 또는 -O-CO- 인 것이 바람직하다. L³ 및 L⁴ 는 각각 독립적으로 -O-CO-O-, -CO-O-, -O-, -O-CO-, -C≡C- 또는 -CH=CH- 이고, -O-CO-O-, -CO-O-, -O- 또는 -O-CO- 인 것이 바람직하다.

Y¹～Y⁴ 는, 각각 독립적으로, 수소원자, 할로겐원자 (예, 불소원자, 염소원자, 브롬원자, 요오드원자), 시아노기, 알킬기 (예, 메틸기, 에틸기, 이소프로필기), 알케닐기, 또는 알콕시기 (예, 메톡시기, 에톡시기, 이소프로폭시기) 이고, 수소원자 또는 불소원자가 바람직하다.

n1～n4 는, 각각 독립적으로 0～4 이고, 0～2 가 바람직하고, 0 이 더욱 바람직하다.

s 및 t 는, 각각 독립적으로 0～5 이고, 또한 s 와 t 의 합이 1 이상이다. s, t 는, 각각 독립적으로 1～4 가 바람직하고, s, t 는, 각각 독립적으로 1～3 인 것이 더욱 바람직하다.

s 개의 식 (Ⅱ) 로 나타내는 반복 단위는, 각 단위에 있어서 각각 독립적으로 Y¹, n1 및 L² 를 결정할 수 있다. 또한, t 개의 식 (Ⅲ) 으로 나타내는 반복 단위는, 각 단위에 있어서 각각 독립적으로 Y⁴, n4 및 L⁵ 를 결정할 수 있다.

(화학식 5)

(화학식 6)

이하에 식 (Ⅰ) 로 나타내는 막대형 화합물의 예를 나타낸다.

(화학식 7)

(화학식 8)

(화학식 9)

(화학식 10)

(화학식 11)

(화학식 12)

(화학식 13)

(화학식 14)

일반식 (Ⅰ) 로 나타내는 막대형 화합물 중에는, 단독으로 액정성을 나타낼 수 있는 화합물도 있다. 단, 이 막대형 화합물을 다른 액정과 혼합함으로써 액정성을 나타내어도 된다. 발현되는 액정상은, 스멕틱 A 상이 바람직하다.

일반식 (Ⅰ) 로 나타내는 막대형 화합물을 다른 액정성 화합물과 혼합하여 사용하는 경우, 일반식 (Ⅰ) 로 나타내는 막대형 화합물의 액정성 분자 전체에 대한 비율이, 1～99질량% 가 바람직하고, 10～98질량% 가 더욱 바람직하고, 30～95질량% 가 가장 바람직하다.

병용하는 액정성 화합물은, 원반형 액정성 화합물보다도 막대형 액정성 화합물인 쪽이 바람직하다. 다른 막대형 액정성 화합물은, 예를 들어 Makromol. Chem., 190권, 2255페이지 (1989년), Advanced Materials 5권, 107페이지 (1993년), 미국 특허 제4683327호, 동 5622648호, 동 5770107호, 국제공개 WO95/22586호, 동 95/24455호, 동 97/00600호, 동 98/23580호, 동 98/52905호, 일본 공개특허공보 평1-272551호, 동 6-16616호, 동 7-110469호, 동 11-80081호, 및 일본 공개특허공보 2001-328973호 등에 기재된 화합물이 있다.

액정 상태의 온도 영역은, 0℃～300℃ 가 바람직하고, 10℃～250℃ 가 더욱 바람직하고, 20℃～200℃ 가 가장 바람직하다.

본 발명의 광학 이방성막은, 상기 일반식 (Ⅰ) 로 나타내는 막대형 화합물의 가교물을 함유하고, 이 막대형 화합물의 가교물은, 스멕틱상으로 배향이 고정화되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하에 있어서, 본 발명의 광학 이방성막에 관하여, 이 광학 이방성막을 사용하는 본 발명의 액정 표시 장치의 일 실시형태를 도면을 사용하여 설명한다. 도 1 은, 본 발명의 액정 표시 장치의 화소 영역예를 나타내는 모식도이다. 도 2 및 도 3 은, 본 발명의 액정 표시 장치의 일 실시형태의 모식도이다.

[액정 표시 장치]

도 2 에 나타내는 액정 표시 장치는 편광막 (8, 20), 제 1 위상차 영역 (10), 제 2 위상차 영역 (12), 기판 (13, 17), 및 양 기판 사이에 끼인 액정층 (15) 을 갖는다. 편광막 (8 및 20) 은 각각 보호막 (7a 와 7b) 및 보호막 (19a 와 19b) 의 사이에 끼워져 지지되어 있다.

도 2 의 액정 표시 장치에서, 액정 셀은 기판 (13 및 17) 과 이들 사이에 끼여 있는 액정층 (15) 으로 이루어진다. 액정층의 두께 (d(㎛)) 와 굴절률 이방성 (Δn) 과의 곱 (Δnㆍd) 은, 투과 모드에 있어서 비틀림 구조를 가지지 않는 IPS 형에서는 0.2～0.4㎛ 의 범위가 최적치가 된다. 이 범위에서는 백색 표시 휘도가 높고 흑색 표시 휘도가 작다는 점에서, 밝고 콘트라스트가 높은 표시 장치가 얻어진다. 기판 (13 및 17) 의 액정층 (15) 에 접촉하는 표면에는 배향막 (미도시) 이 형성되어 있고, 액정 분자를 기판 표면에 대하여 대략 평행하게 배향시키고, 배향막 상에 실시된 러빙 처리 방향 (14 및 18) 등에 의해 전압 무인가 상태 또는 저인가 상태에서의 액정 분자 배향 방향이 제어되고 있다. 또한, 기판 (13 또는 17) 의 내면에는, 액정 분자에 전압 인가 가능한 전극 (도 2 중 미도시) 이 형성되어 있다.

도 1 에, 액정층 (15) 의 1 화소 영역 중의 액정 분자의 배향을 모식적으로 나타낸다. 도 1 은, 액정층 (15) 의 1 화소에 상당하는 정도의 매우 작은 면적을 갖는 영역 중에서의 액정 분자의 배향을, 기판 (13 및 17) 의 내면에 형성된 배향막의 러빙 방향 (4), 및 기판 (13 및 17) 의 내면에 형성된 액정 분자에 전압 인가 가능한 전극 (2 및 3) 과 함께 나타낸 모식도이다. 전계 효과형 액정으로서 정의 유전 이방성을 갖는 네마틱 액정을 사용하여 액티브 구동시킨 경우의, 전압 무인가 상태 또는 저인가 상태에서의 액정 분자 배향 방향은 5a 및 5b 이고, 이 때에 흑색 표시가 얻어진다. 전극 (2 및 3) 사이에 인가되면, 전압에 따라서 액정 분자는 6a 및 6b 방향으로 그 배향 방향을 바꾼다. 통상, 이 상태에서 밝은 표시를 실시한다.

다시 도 2 에 있어서, 편광막 (8) 의 투과축 (9) 과, 편광막 (20) 의 투과축 (21) 이 직교하여 배치되어 있다. 제 1 위상차 영역 (10) 의 지상축 (11) 은, 편광막 (8) 의 투과축 (9) 및 흑색 표시시의 액정층 (15) 중의 액정 분자의 지상축 방향 (16) 에 평행하다.

도 2 에 나타낸 액정 표시 장치에서는, 편광막 (8) 이 2장의 보호막 (7a 및 7b) 사이에 끼워져 있는 구성을 나타내고 있지만, 보호막 (7b) 은 없어도 된다. 또, 편광막 (20) 도 2장의 보호막 (19a 및 19b) 사이에 끼워져 있지만, 액정층 (15) 에 가까운 측의 보호막 (19a) 은 없어도 된다. 도 2 의 양태에서는, 제 1 위상차 영역 및 제 2 위상차 영역은, 액정 셀의 위치를 기준으로 하여, 액정 셀과 시인측의 편광막 사이에 배치되어 있어도 되고, 액정 셀과 배면측의 편광막 사이에 배치되어 있어도 된다. 본 실시형태에서는, 어느 구성에 있어서도 제 2 위상차 영역이 액정 셀에 보다 근접하도록 배치한다.

본 발명의 다른 실시형태를 도 3 에 나타낸다. 도 3 에서 액정 표시 장치의 각 부재에 붙여진 번호는, 도 2 와 동일하다. 도 3 의 액정 표시 장치는, 제 2 위상차 영역 (12) 이 편광막 (8) 및 제 1 위상차 영역 (10) 사이에 배치되어 있다. 도 3 의 액정 표시 장치에 있어서, 보호막 (7b) 또는 보호막 (19a) 은 없어도 된다. 도 3 에 나타내는 양태에서는, 제 1 위상차 영역 (10) 은, 그 지상축 (11) 이, 편광막 (8) 의 투과축 (9) 과 흑색 표시시의 액정층 (15) 중의 액정 분자의 지상축 방향 (16) 에 직교하도록 배치된다. 또, 도 3 의 양태에서는, 제 1 위상차 영역 및 제 2 위상차 영역은, 액정 셀의 위치를 기준으로 하여, 액정 셀과 시인측의 편광막 사이에 배치되어 있어도 되고, 액정 셀과 배면측의 편광막 사이에 배치되어 있어도 된다. 본 실시형태에서는, 어느 구성에 있어서도 제 1 위상차 영역이 액정 셀에 보다 근접하도록 배치한다.

도 2 및 도 3 에 나타낸 액정 표시 장치에서는, 제 1 위상차 영역 (10) 의 리타데이션 Re 는 20㎚～150㎚ 이고, 제 1 위상차 영역 (10) 의 값 Nz 는 1.5～7 이다. 한편, 제 2 위상차 영역 (12) 의 리타데이션 Re 는 실질적으로 0㎚ 이고, 제 2 위상차 영역 (12) 의 리타데이션 Rth 는 －80㎚～－400㎚ 이다. 또, 제 2 위상차 영역 (12) 은, 스멕틱상으로 배향이 고정화된 상기 식 (Ⅰ) 로 나타내는 화합물의 가교물을 함유하는 본 발명의 광학 이방성막을 포함한다. 본 발명의 광학 이방성막만으로 이루어져 있어도 된다. 제 1 위상차 영역 및 제 2 위상차 영역에 대한 광학적 특성 등과 관련된 상세한 내용은 후술한다.

또, 도 2 및 도 3 에는 상측 편광판 및 하측 편광판을 구비한 투과 모드의 표시 장치의 양태를 나타내었지만, 본 발명은 하나의 편광판만을 구비하는 반사 모드의 양태여도 되고, 이러한 경우에는, 액정 셀 내의 광로가 2배로 되기 때문에 최적 Δnㆍd 의 값은 상기의 1/2 정도의 값이 된다. 또한, 본 발명에 사용되는 액정 셀은 IPS 모드에 한정되지 않고, 흑색 표시시에 액정 분자가 상기 한 쌍의 기판의 표면에 대하여 실질적으로 평행하게 배향하는 액정 표시 장치이면 모두 바람직하게 사용할 수 있다. 이 예에서는 강유전성 액정 표시 장치, 반강유전성 액정 표시 장치, ECB 형 액정 표시 장치가 있다.

본 발명의 액정 표시 장치는, 도 1～도 3 에 나타내는 구성에 한정되지 않고, 다른 부재를 포함하고 있어도 된다. 예를 들어, 액정층과 편광막 사이에 컬러 필터를 배치해도 된다. 또, 편광막의 보호막 표면에 반사 방지 처리나 하드 코팅을 실시해도 된다. 또한, 구성부재에 도전성을 부여한 것을 사용해도 된다. 또, 투과형으로서 사용하는 경우에는, 냉음극 또는 열음극 형광관, 또는 발광 다이오드, 필드 에미션 소자, 일렉트로루미네선스 소자를 광원으로 하는 백라이트를 배면에 배치할 수 있다. 이 경우, 백라이트의 배치는 도 2 및 도 3 의 상측이거나 하측이거나 상관없다. 또한, 액정층과 백라이트 사이에 반사형 편광판이나 확산판, 프리즘 시트나 도광판을 배치할 수도 있다. 또한, 상기한 바와 같이, 본 발명의 액정 표시 장치는 반사형이어도 되고, 이러한 경우에 편광판은 관찰측에 1장 배치하기만 하면 되고, 액정 셀 배면 또는 액정 셀의 하측 기판의 내면에 반사막을 배치한다. 물론 상기 광원을 사용한 프론트 라이트를 액정 셀 관찰측에 형성하는 것도 가능하다.

본 발명의 액정 표시 장치에는, 화상 직시형, 화상 투영형이나 광변조형이 포함된다. 본 발명은, TFT 나 MIM 과 같은 3 단자 또는 2 단자 반도체 소자를 사용한 액티브 매트릭스 액정 표시 장치에 적용한 양태가 특히 유효하다. 물론, 시분할 구동이라고 불리는 패시브 매트릭스 액정 표시 장치에 적용한 양태도 유효하다.

이하, 본 발명의 액정 표시 장치에 사용되는 광학 이방성막 및 액정 표시 장치에 사용 가능한 각종 부재의 바람직한 광학 특성이나 부재에 사용되는 재료, 그 제조 방법 등에 관해서 상세히 설명한다.

본 명세서에 있어서, Re(λ), Rth(λ) 는 각각, 파장 λ 에 있어서의 면내 리타데이션 및 두께 방향의 리타데이션을 나타낸다. Re(λ) 는 KOBRA 21ADH (오우지계측기기(주) 제조) 에 있어서 파장 λ㎚ 의 광을 필름 법선 방향으로 입사시켜 측정된다. Rth(λ) 는 상기 Re(λ), 면내의 지상축 (KOBRA 21ADH 에 의해 판단된다) 을 경사축 (회전축) 으로 하여 필름 법선 방향에 대하여 ＋40°경사진 방향에서 파장 λ㎚ 의 광을 입사시켜 측정한 리타데이션값, 및 면내의 지상축을 경사축 (회전축) 으로 하여 필름 법선 방향에 대하여 -40°경사진 방향에서 파장 λ㎚ 의 광을 입사시켜 측정한 리타데이션값의 합계 3 방향에서 측정한 리타데이션값과 평균 굴절률의 가정치 및 입력된 막두께값을 기초로 KOBRA 21ADH 가 산출한다. 여기서 평균 굴절률의 가정치는 폴리머 핸드북 (JOHN WILEY & SONS, INC), 각종 광학 필름의 카탈로그값을 사용할 수 있다. 평균 굴절률의 값을 미리 알고 있지 않은 것에 관해서는 아베 굴절계로 측정할 수 있다. 주된 광학 필름의 평균 굴절률값을 이하에 예시한다: 셀룰로오스 아실레이트 (1.48), 시클로올레핀 폴리머 (1.52), 폴리카보네이트 (1.59), 폴리메틸메타크릴레이트 (1.49), 폴리스티렌 (1.59). 이들 평균 굴절률의 가정치와 막두께를 입력함으로써, KOBRA 21ADH 는 nx, ny, nz 를 산출한다. 이 산출된 nx, ny, nz 로부터 Nz=(nx－nz)/(nx－ny) 가 추가로 산출된다.

[제 1 위상차 영역]

본 발명의 액정 표시 장치에 포함되는 제 1 위상차 영역은, 리타데이션 Re 가 20㎚～150㎚ 이다. 경사 방향의 광누설을 보다 효과적으로 저감하기 위해서는, 제 1 위상차 영역의 Re 는, 40㎚～115㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 60㎚～95㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 또, Nz 는 1.5～7 이다. 경사 방향의 광누설을보다 효과적으로 저감하기 위해서는, 제 1 위상차 영역의 Nz 는, 2.0～5.5 인 것이 보다 바람직하고, 2.5～4.5 인 것이 더욱 바람직하다.

기본적으로는 상기 제 1 위상차 영역은, 상기 광학 특성을 갖는 한 그 재료 및 형태에 관해서 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어 복굴절 폴리머 필름으로 이루어지는 위상차막, 투명 지지체 상에 고분자 화합물을 도포한 후에 가열염한 막, 및 투명 지지체 상에 저분자 또는 고분자 액정성 화합물을 도포 또는 전사함으로써 형성된 위상차층을 갖는 위상차막 등, 어느 것이나 제 1 위상차 영역으로서 사용할 수 있다. 또한, 각각을 적층하여 사용할 수도 있다.

복굴절 폴리머 필름으로는, 복굴절 특성의 제어성이나 투명성, 내열성이 우수한 것이 바람직하다. 이 경우, 사용하는 고분자 재료로는 균일한 2축 배향을 달성할 수 있는 고분자이면 특별히 제한되지 않지만, 종래 공지된 것으로 용액 유연법이나 압출 성형 방식에 의해 제막할 수 있는 것이 바람직하고, 노르보르넨계 고분자, 폴리카보네이트계 고분자, 폴리알릴레이트계 고분자, 폴리에스테르계 고분자, 폴리술폰 등의 방향족계 고분자, 셀룰로오스아실레이트, 또는, 이들 폴리머의 2종 또는 3종 이상을 혼합한 폴리머 등을 들 수 있다.

필름의 2축 배향은, 압출 성형 방식이나 유연 제막 방식 등의 적당한 방식으로 제조한 해당 열가소성 수지로 이루어지는 필름을, 예를 들어 롤에 의한 종연신 방식, 텐터에 의한 횡연신 방식이나 2축 연신 방식 등에 의해 연신 처리함으로써 달성할 수 있다. 상기한 롤에 의한 종연신 방식에서는 가열 롤을 사용하는 방법이나 분위기를 가열하는 방법, 이들을 병용하는 방법 등 적당한 가열 방법을 채용할 수 있다. 또한 텐터에 의한 2축 연신 방식에서는 전체 텐터 방식에 의한 동시 2축 연신 방법이나, 롤ㆍ텐터법에 의한 축차 2축 연신 방법 등 적당한 방법을 채용할 수 있다.

또한, 배향 불균일나 위상차 불균일이 적은 것이 바람직하다. 그 두께는 위상차 등에 의해 적절히 결정할 수 있지만, 일반적으로는 박형화의 관점에서 1～300㎛ 인 것이 바람직하고, 10～200㎛ 인 것이 보다 바람직하고, 20～150㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.

노르보르넨계 고분자로는, 노르보르넨 및 그 유도체, 테트라시클로도데센 및 그 유도체, 디시클로펜타디엔 및 그 유도체, 메타노테트라히드로플루오렌 및 그 유도체 등의 노르보르넨계 모노머의 주성분으로 하는 모노머의 중합체이고, 노르보르넨계 모노머의 개환 중합체, 노르보르넨계 모노머와 이것과 개환 공중합 가능한 그 밖의 모노머와의 개환 공중합체, 노르보르넨계 모노머의 부가 중합체, 노르보르넨계 모노머와 이것과 공중합 가능한 그 밖의 모노머와의 부가 공중합체, 및 수소 첨가물 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 내열성, 기계적 강도 등의 관점에서 노르보르넨계 모노머의 개환 중합체 수소화물이 가장 바람직하다. 노르보르넨계 중합체, 단환의 환형 올레핀의 중합체 또는 환형 공액 디엔의 중합체의 분자량은 사용 목적에 따라서 적절히 선택되고, 시클로헥산 용액 (중합체 수지가 용해되지 않는 경우에는 톨루엔 용액) 의 겔 투과형 크로마토그래피로 측정한 폴리이소프렌 또는 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량으로 통상 5,000～500,000, 바람직하게는 8,000～200,000, 보다 바람직하게는 10,000～100,000 의 범위일 때 필름 (A) 의 기계적 강도 및 성형 가공성이 고도로 균형잡혀 바람직하다.

셀룰로오스 아실레이트의 아실기로는, 지방족기이어도 되고 알릴기이어도 되 며 특별히 한정되지 않는다. 그들은, 예를 들어 셀룰로오스의 알킬카르보닐에스테르, 알케닐카르보닐에스테르 또는 방향족 카르보닐에스테르, 방향족 알킬카르보닐에스테르 등이고, 각각 추가로 치환된 기를 갖고 있어도 되며, 총탄소수가 22 이하인 에스테르기가 바람직하다. 이들 바람직한 셀룰로오스 아실레이트로는, 에스테르부의 총탄소수가 22 이하인 아실기 (예를 들어 아세틸, 프로피오닐, 부티로일, 발레르, 헵타노일, 옥타노일, 데카노일, 도데카노일, 트리데카노일, 헥사데카노일, 옥타데카노일 등), 아릴카르보닐기 (아크릴, 메타크릴 등), 알릴카르보닐기 (벤조일, 나프탈로일 등), 신나모일기를 들 수 있다. 이들 중에서도 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트, 셀룰로오스 아세테이트 스테아레이트, 셀룰로오스 아세테이트 벤조에이트 등이고, 혼합 에스테르의 경우에는 그 비율은 특히 한정되지 않지만, 바람직하게는 아세테이트가 총에스테르의 30몰% 이상인 것이 바람직하다.

이들 중에서도 셀룰로오스 아실레이트가 바람직하고, 특히 사진용 그레이드인 것이 바람직하며, 시판되는 사진용 그레이드의 것은 점도 평균 중합도, 치환도 등의 품질을 만족시켜 입수할 수 있다. 사진용 그레이드의 셀룰로오스 트리아세테이트의 제조사로는, 다이셀화학공업(주) (예를 들어 LT-20, 30, 40, 50, 70, 35, 55, 105 등), 이스트맨코닥사 (예를 들어 CAB-551-0.01, CAB-551-0.02, CAB-500-5, CAB-381-0.5, CAB-381-02, CAB-381-20, CAB-321-0.2, CAP-504-0.2, CAP-482-20, CA-398-3 등), 코틀즈사, 헥스트사 등이 있고, 모두 사진용 그레이드의 셀룰로오스 아실레이트를 사용할 수 있다. 또한 필름의 기계적 특성이나 광학적인 특성을 제어할 목적으로서, 가소제, 계면활성제, 리타데이션 조절제, UV 흡수제 등을 혼합할 수 있다 (참고 자료: 일본 공개특허공보 2002-277632호, 일본 공개특허공보 2002-182215호).

투명 수지를 시트 또는 필름형상으로 성형하는 방법은, 예를 들어 가열용융 성형법, 용액 유연법 모두 사용할 수 있다. 가열용융 성형법은, 더 상세하게 압출 성형법, 프레스 성형법, 인플레이션 성형법, 사출 성형법, 블로우 성형법, 연신 성형법 등으로 분류할 수 있지만, 이들 방법 중에서도, 기계적 강도, 표면 정밀도 등이 우수한 필름을 얻기 위해서는 압출 성형법, 인플레이션 성형법 및 프레스 성형법이 바람직하고, 압출 성형법이 가장 바람직하다. 성형 조건은 사용 목적이나 성형 방법에 따라 적절히 선택되지만, 가열용융 성형법에 의한 경우에는, 실린더 온도가 바람직하게는 100～400℃, 보다 바람직하게는 150～350℃ 의 범위에서 적절히 설정된다. 상기 시트 또는 필름의 두께는, 바람직하게는 10～300㎛, 보다 바람직하게는 30～200㎛ 이다.

상기 시트 또는 필름의 연신은 그 투명 수지의 유리 전이 온도를 Tg 라 할 때, 바람직하게는 Tg－30℃ 에서 Tg＋60℃ 의 온도 범위, 보다 바람직하게는 Tg－10℃ 에서 Tg＋50℃ 의 온도 범위에서 적어도 일 방향으로 바람직하게는 1.01～2배의 연신 배율로 실시한다. 연신 방향은 적어도 일 방향이면 되지만, 그 방향은 시트가 압출 성형에 의해 얻어진 것인 경우에는, 수지의 기계적 흐름 방향 (압출 방향) 인 것이 바람직하고, 연신 방법은 자유 수축 1축 연신법, 폭고정 1축 연신법, 2축 연신법 등이 바람직하다. 광학 특성의 제어는 이 연신 배율과 가열 온 도를 제어함으로써 실시할 수 있다.

[제 2 위상차 영역]

본 발명의 액정 표시 장치가 갖는 제 2 위상차 영역은, 리타데이션 Re 가 실질적으로 0㎚ 이다. 제 2 위상차 영역의 두께 방향의 리타데이션 Rth 는, －80㎚～－400㎚ 이다. 상기 제 2 위상차 영역의 Rth 의 보다 바람직한 범위는 다른 광학부재의 광학 특성에 따라 변동하고, 특히, 보다 가까이에 위치하는 편광막의 보호막 (예를 들어 트리아세틸 셀룰로오스 필름) 의 Rth 에 따라서 크게 변동한다. 경사 방향의 광누설을 효과적으로 저감하기 위해서는, 제 2 위상차 영역의 Rth 는, －100㎚～－340㎚ 인 것이 보다 바람직하고, －120㎚～－270㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 한편, 제 2 위상차 영역의 Re 는 0 근방의 값이 된다. 구체적으로는, 면내 리타데이션 Re 는 0～50㎚ 인 것이 바람직하고, 0～20㎚ 인 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 있어서, 제 2 위상차 영역은, 스멕틱상으로 배향이 고정화되어 있는 상기 식 (Ⅰ) 로 나타내는 막대형 화합물의 가교물을 함유하는, 본 발명의 광학 이방성막을 포함한다. 이 광학 이방성막은, 정의 복굴절성을 갖는 위상차층이다. 제 2 위상차 영역은, 상기 광학 이방성막을 위상차층으로서 적어도 1층 갖는 층이다. 그리고, 하나의 위상차층 뿐만 아니라 복수의 위상차층을 적층하여 상기 광학 특성을 나타내는 제 2 위상차 영역을 구성할 수도 있다. 또한, 지지체와 위상차층의 적층체 전체에서 상기 광학 특성을 만족하도록 하여, 제 2 위상차 영역을 구성해도 된다.

또, 본 발명의 액정 표시 장치가 갖는 제 2 위상차 영역에서는, 광학 이방성 막에 포함되는 상기 식 (Ⅰ) 로 나타내는 화합물의 가교물은 실질적으로 수직으로 배향된 상태로 고정화되어 있다. 실질적으로 수직이란, 필름면과 막대형 액정성 화합물의 다이렉터가 형성하는 각도가 70°～90°의 범위내인 것을 의미한다. 이들 액정성 화합물은 경사 배향시켜도 된고, 경사각이 서서히 변화하도록 (하이브리드 배향) 시켜도 된다. 경사 배향 또는 하이브리드 배향의 경우라도, 평균 경사각은 70°～90°인 것이 바람직하고, 80°～90°가 보다 바람직하고, 85°～90°가 가장 바람직하다.

이하, 본 발명의 제 2 위상차 영역에 바람직하게 사용되는, 본 발명의 광학 이방성막 (스멕틱상으로 배향이 고정화되어 있는 상기 식 (Ⅰ) 로 나타내는 막대형 화합물의 가교물을 함유하는 위상차층) 의 제작 방법, 및 그 제작에 사용되는 상기 식 (Ⅰ) 로 나타내는 화합물 이외의 재료 등에 관해서 설명한다.

본 발명의 광학 이방성막의 형성에는, 상기 식 (Ⅰ) 로 나타내는 막대형 화합물을 사용한다. 예를 들어 상기 식 (Ⅰ) 로 나타내는 막대형 화합물을 함유하는 조성물을, 배향막을 갖는 투명 지지체의 배향막 상에 도포하고, 이어서 막대형 화합물을 가교시킴으로써 형성할 수 있다. 상기 조성물에는 1종류의 막대형 화합물을 함유시킬 수도 있다. 또, 상기 조성물에는, 막대형 화합물 이외의 비중합성 (비가교성) 액정성 화합물을 병용할 수도 있다. 단독 또는 병용으로 사용하는 개개의 액정성 화합물에 관해서는 네마틱 액정상, 스멕틱 액정상, 또는 콜레스테릭 액정상을 형성해도 된다. 후술하는 바와 같이 도포하는 경우에는 용매나 중합 개시제 등의 첨가제를 넣은 조성물을 도포하지만, 가열 건조 과정에서 용매가 휘산된 상태의 액정 조성물로서, 배향 고정시키는 온도 범위에서 스멕틱 액정상을 취하는 것이 바람직하게 사용된다.

상기 막대형 화합물로 형성된 광학 이방성막은, 상기 막대형 화합물에 추가하여, 원하는 바에 따라 하기 중합 개시제나 공기 계면 수직 배향제나 다른 첨가제를 포함하는 도포액을 지지체 상의 배향막 상에 도포하여 수직 배향시키고, 그 배향 상태를 고정시킴으로써 형성할 수 있다. 임시 지지체 상에 형성한 경우에는, 그 위상차층을 지지체 상에 전사함으로써 제작할 수도 있다. 그리고, 1 층의 위상차층 뿐만 아니라 복수의 위상차층을 적층하여 상기 광학 특성을 나타내는 제 2 위상차 영역을 구성할 수도 있다. 임시 지지체 상에 형성하는 경우, 및 복수의 위상차층을 적층하는 경우, 수직 배향제 등을 첨가함으로써 수직 배향시킬 수 있다. 또한, 배향 상태의 고정은, 후술하는 바와 같이, 액정성 화합물에 도입한 중합성기 (P) 의 중합 반응에 의해 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 지지체와 위상차층의 적층체 전체에서 상기 광학 특성을 만족하도록 하여 제 2 위상차 영역을 구성해도 된다.

수직 배향시킨 액정성 화합물은, 배향 상태를 유지시켜 고정시키는 것이 바람직하다. 고정화는, 액정성 화합물에 도입한 중합성기 (P) 의 중합 반응에 의해 실시하는 것이 바람직하다. 중합 반응에는, 열중합 개시제를 사용하는 열중합 반응과 광중합 개시제를 사용하는 광중합 반응이 포함된다. 광중합 반응이 바람직하다. 광중합 개시제의 예에는,

-카르보닐 화합물 (미국 특허 제2367661호, 동 2367670호의 각 명세서 기재), 아실로인에테르 (미국 특허 제2448828호 명세서 기재),

-탄화수소 치환 방향족 아실로인 화합물 (미국 특허 제2722512호 명세서 기재), 다핵 퀴논 화합물 (미국 특허 제3046127호, 동 2951758호의 각 명세서 기재), 트리아릴이미다졸 다이머와 p-아미노페닐케톤의 조합 (미국 특허 제3549367호 명세서 기재), 아크리딘 및 페나진 화합물 (일본 공개특허공보 소60-105667호, 미국 특허 제4239850호 명세서 기재) 및 옥사디아졸 화합물 (미국 특허 제4212970호 명세서 기재) 이 포함된다.

광중합 개시제의 사용량은, 도포액의 고형분의 0.01～20질량% 인 것이 바람직하고, 0.5～5질량% 인 것이 더욱 바람직하다. 막대형 액정성 분자의 중합을 위한 광 조사는 자외선을 사용하는 것이 바람직하다. 조사 에너지는, 20mJ/㎠～50J/㎠ 인 것이 바람직하고, 100～800mJ/㎠ 인 것이 더욱 바람직하다. 또, 광중합 반응을 촉진시키기 위해 가열 조건하에서 광을 조사해도 된다. 상기 광학 이방성층을 포함하는 제 1 위상차 영역의 두께는, 0.1～10㎛ 인 것이 바람직하고, 0.5～5㎛ 인 것이 더욱 바람직하고, 1～5㎛ 인 것이 가장 바람직하다.

[배향막 계면측의 수직 배향 촉진제]

본 발명의 광학 이방성막을 구성하는 위상차층을 형성하기 위해 사용되는 조성물은, 배향막 계면측의 수직 배향 촉진제를 함유하고 있어도 된다. 배향막 계면측의 수직 배향 촉진제로는 오늄염을 바람직하게 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서 오늄염은 배향막 계면측에 있어서 막대형 액정 화합물을 수직 배향시키는 데에 기여한다. 상기 오늄염의 예에는, 암모늄염, 술포늄염, 포스포늄염 등의 오늄염이 포함된다. 바람직하게는, 제4급 오늄염이고, 특히 바람직하게는 제4급 암모늄염이다.

제4급 암모늄은, 일반적으로 제3급 아민 (예를 들어 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 트리에탄올아민, N-메틸피롤리딘, N-메틸피페리딘, N,N-디메틸피페라진, 트리에틸렌디아민, N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민 등) 또는 질소 함유 복소환 (피리딘환, 피콜린환, 2,2'-비피리딜환, 4,4'-비피리딜환, 1,10-페난트롤린환, 퀴놀린환, 옥사졸환, 티아졸환, N-메틸이미다졸환, 피라진환, 테트라졸환 등) 을 알킬화 (멘슈트킨 (Menschutkin) 반응), 알케닐화, 알키닐화 또는 아릴화하여 얻어진다.

제4급 암모늄염으로는, 질소 함유 복소환으로 이루어지는 제4급 암모늄염이 바람직하고, 특히 바람직하게는 제4급 피리디늄염이다. 구체적으로는, 예를 들어 이하에 나타낸 화합물을 들 수 있다.

(화학식 15)

[공기 계면 수직 배향제]

통상적으로 액정성 화합물은, 공기 계면측에서는 경사져 배향되는 성질을 갖기 때문에, 균일하게 수직 배향된 상태를 얻기 위해 공기 계면측에 있어서 액정성 화합물을 수직으로 배향 제어할 필요가 있다. 이 목적을 위하여, 상기 식 (Ⅰ) 로 나타내는 화합물의 공기 계면에서의 수직 배향을 촉진하는 제를 상기 광학 이방 성막의 형성에 사용되는 조성물 중에 함유시키는 것이 바람직하다. 상기 제는, 공기 계면측에 편재하여 그 배제 체적 효과나 정전기적인 효과에 의해 액정성 화합물을 수직으로 배향시키는 작용을 하게 하는 화합물이고, 예를 들면 이하에 나타낸 화합물을 들 수 있다.

(화학식 16)

(화학식 17)

(화학식 18)

또, 일본 공개특허공보 2002-20363호, 일본 공개특허공보 2002-129162호에 기재되어 있는 화합물을 사용할 수 있다. 또 일본 공개특허공보 2004-53981호의 단락번호 [0072]～[0075] 및 일본 공개특허공보 2004-004688호의 단락번호 [0071]～[0078] 에 기재되는 사항도 본 발명에 적절하게 적용할 수 있다.

[배향막]

배향막은, 액정성 분자의 배향 방향을 규정하는 기능을 갖는다. 그러나, 본 발명은 호메오트로픽 배향된 액정성 조성물에 관한 것으로 면내의 배향 방향은 없기 때문에, 배향막이 본 발명에 있어서 필수적인 것은 아니다. 배향막은 본 발명의 광학 이방성막의 형성에는 사용되지만, 광학 이방성막에 배향막이 포함될 필요는 없다. 단, 포함되어 있어도 상관없다. 배향막은 액정성 조성물의 배향의 균일성을 향상시키거나, 폴리머 기재와 광학 이방성층 사이의 밀착성을 향상시킬 수 있기 때문에, 필요에 따라 사용할 수 있다. 또한, 액정성 화합물을 배향 후에 그 배향 상태를 고정시키면, 배향막은 그 역할을 다했기 때문에 제거할 수도 있다. 즉, 배향 상태가 고정된 배향막 상의 광학 이방성층만을 편광자 상에 전사하여 광학 이방성층을 갖는 편광판을 제작하는 것도 가능하다.

배향막은, 유기 화합물 (바람직하게는 폴리머) 의 러빙 처리, 무기 화합물의 사방 증착, 마이크로 그룹을 갖는 층의 형성, 또는 랭뮤어ㆍ블로젯법 (LB 막) 에 의한 유기 화합물 (예, ω-트리코산산, 디옥타데실메틸암모늄클로라이드, 스테아릴산메틸) 의 누적과 같은 수단에 의해 형성할 수 있다. 또, 전기장의 부여, 자기장의 부여, 또는 광 조사에 의해 배향 기능이 생기는 배향막도 알려져 있다.

배향막은, 필요하다면 러빙 처리할 수 있다. 배향막에 사용하는 폴리머는 원칙적으로 액정성 분자를 배향시키는 기능이 있는 분자 구조를 갖는다.

본 발명에서는, 액정성 분자를 배향시키는 기능에 추가하여, 가교성 관능기 (예, 이중 결합) 를 갖는 측쇄를 주쇄에 결합시키거나, 또는, 액정성 분자를 배향시키는 기능을 갖는 가교성 관능기를 측쇄에 도입하는 것이 바람직하다.

배향막에 사용되는 폴리머는, 그 자체 가교 가능한 폴리머 또는 가교제에 의해 가교되는 폴리머 중 어느 것이라도 사용할 수 있으며, 이들의 조합을 복수 사용할 수 있다.

폴리머의 예에는, 예를 들어 일본 공개특허공보 평8-338913호 명세서 중 단락번호 [0022] 에 기재된 메타크릴레이트계 중합체, 스티렌계 중합체, 폴리올레핀, 폴리비닐알코올 및 변성 폴리비닐알코올, 폴리(N-메틸올아크릴아미드), 폴리에스테르, 폴리이미드, 아세트산비닐 중합체, 카르복시메틸셀룰로오스, 폴리카보네이트 등이 포함된다. 실란 커플링제를 폴리머로서 사용할 수 있다. 수용성 폴리머 (예, 폴리(N-메틸올아크릴아미드), 카르복시메틸셀룰로오스, 젤라틴, 폴리비닐알코올, 변성 폴리비닐알코올) 가 바람직하고, 젤라틴, 폴리비닐알코올 및 변성 폴리비닐알코올이 더욱 바람직하며, 폴리비닐알코올 및 변성 폴리비닐알코올이 가장 바람직하다. 중합도가 다른 폴리비닐알코올 또는 변성 폴리비닐알코올을 2 종류 병용하는 것이 특히 바람직하다.

폴리비닐알코올의 비누화도는, 70～100% 가 바람직하고, 80～100% 가 더욱 바람직하다. 폴리비닐알코올의 중합도는, 100～5000 인 것이 바람직하다.

액정성 분자를 배향시키는 기능을 갖는 측쇄는, 일반적으로 소수성기를 관능기로서 갖는다. 구체적인 관능기의 종류는, 액정성 분자의 종류 및 필요로 하는 배향 상태에 따라서 결정된다.

예를 들어, 변성 폴리비닐알코올의 변성기로는, 공중합 변성, 연쇄 이동 변성 또는 블록 중합 변성에 의해 도입할 수 있다. 변성기의 예에는, 친수성기 ( 카르복실산기, 술폰산기, 포스폰산기, 아미노기, 암모늄기, 아미드기, 티올기 등), 탄소수 10～100개의 탄화수소기, 불소원자 치환의 탄화수소기, 티오에테르기, 중합성기 (불포화 중합성기, 에폭시기, 아지리니딜기 등), 알콕시실릴기 (트리알콕시, 디알콕시, 모노알콕시) 등을 들 수 있다. 이들 변성 폴리비닐알코올 화합물의 구체예로서, 예를 들어 일본 공개특허공보 2000-155216호 명세서 중 단락번호 [0022]～[0145], 동 2002-62426호 명세서 중 단락번호 [0018]～[0022] 에 기재된 것 등을 들 수 있다.

가교성 관능기를 갖는 측쇄를 배향막 폴리머의 주쇄에 결합시키거나, 또는, 액정성 분자를 배향시키는 기능을 갖는 측쇄에 가교성 관능기를 도입하면, 배향막의 폴리머와 광학 이방성층에 함유되는 다관능 모노머를 공중합시킬 수 있다. 그 결과, 다관능 모노머와 다관능 모노머의 사이뿐만이 아니라, 배향막 폴리머와 배향막 폴리머의 사이, 그리고 다관능 모노머와 배향막 폴리머의 사이도 공유 결합에 의해 강하게 결합된다. 따라서, 가교성 관능기를 배향막 폴리머에 도입함으로써, 광학 보상 시트의 강도를 현저하게 개선할 수 있다.

배향막 폴리머의 가교성 관능기는, 다관능 모노머와 마찬가지로 중합성기를 함유하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2000-155216호 명세서 중 단락번호 [0080]～[0100] 에 기재된 것 등을 들 수 있다.

배향막 폴리머는, 상기의 가교성 관능기와는 별도로, 가교제를 사용하여 가교시킬 수도 있다.

가교제로는, 알데히드, N-메틸올 화합물, 디옥산 유도체, 카르복실기를 활성 화시킴으로써 작용하는 화합물, 활성 비닐 화합물, 활성 할로겐 화합물, 이속사졸 및 디알데히드 전분이 포함된다. 2 종류 이상의 가교제를 병용해도 된다. 구체적으로는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2002-62426호 명세서 중 단락번호 [0023]～[0024] 에 기재된 화합물 등을 들 수 있다. 반응 활성이 높은 알데히드, 특히 글루탈알데히드가 바람직하다.

가교제의 첨가량은, 폴리머에 대하여 0.1～20질량% 가 바람직하고, 0.5～15질량% 가 더욱 바람직하다. 배향막에 잔존하는 미반응 가교제의 양은, 1.0질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.5질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이와 같이 조절함으로써, 배향막을 액정 표시 장치에 장기 사용하거나, 또는 고온 고습의 분위기 하에서 장기간 방치하더라도 레티큘레이션의 발생이 없는 충분한 내구성이 얻어진다.

배향막은, 기본적으로, 배향막 형성 재료인 상기 폴리머, 가교제를 함유하는 투명 지지체 상에 도포한 후, 가열 건조 (가교) 시키고, 필요하다면 러빙 처리함으로써 형성할 수 있다. 가교 반응은, 상기한 바와 같이, 투명 지지체 상에 도포한 후, 임의의 시기에 실시하면 된다. 폴리비닐알코올과 같은 수용성 폴리머를 배향막 형성 재료로서 사용하는 경우에는, 도포액은 기포 제거 작용이 있는 유기 용매 (예, 메탄올) 와 물의 혼합 용매로 하는 것이 바람직하다. 그 비율은 질량비로 물:메탄올이 0 초과 99 이하:100 미만 1 이상인 것이 바람직하고, 0 초과 91 이하:100 미만 9 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이것에 의해 기포의 발생이 억제되어, 배향막, 나아가서는 광학 이방층의 층 표면의 결함이 현저하게 감소된다.

배향막의 도포 방법은, 스핀 코팅법, 딥 코팅법, 커튼 코팅법, 압출 코팅법, 로드 코팅법 또는 롤 코팅법이 바람직하다. 특히 로드 코팅법이 바람직하다. 또한, 건조 후의 막두께는 0.1～10㎛ 가 바람직하다. 가열 건조는, 20℃～110℃ 에서 실시할 수 있다. 충분한 가교를 형성하기 위해서는 60℃～100℃ 가 바람직하고, 특히 80℃～100℃ 가 바람직하다. 건조 시간은 1분～36시간으로 할 수 있지만, 바람직하게는 1분～30분이다. pH 도, 사용하는 가교제에 최적인 값으로 설정하는 것이 바람직하며, 글루탈알데히드를 사용한 경우에는 pH4.5～5.5, 특히 5 가 바람직하다.

배향막은, 투명 지지체 상 또는 상기 하도(下塗)층 상에 형성된다. 배향막은 상기와 같이 폴리머층을 가교한 다음, 필요하다면 표면을 러빙 처리함으로써 얻을 수 있다.

상기 러빙 처리는, LCD 의 액정 배향 처리 공정으로서 널리 채용되고 있는 처리 방법을 적용할 수 있다. 즉, 배향막의 표면을, 종이나 가제, 펠트, 고무 또는 나일론, 폴리에스테르 섬유 등을 사용하여 일정 방향으로 문지름으로써 배향을 얻는 방법을 사용할 수 있다. 일반적으로는, 길이 및 굵기가 균일한 섬유를 평균적으로 식모한 천 등을 사용하여 수 회 정도 러빙함으로써 실시된다.

다음으로, 배향막을 기능시켜, 배향막 상에 형성되는 광학 이방성층의 액정성 분자를 배향시킨다. 그 후, 필요에 따라서 배향막 폴리머와 광학 이방성층에 함유되는 다관능 모노머를 반응시키거나, 또는, 가교제를 사용하여 배향막 폴리 머를 가교시킨다. 배향막의 막두께는 0.1～10㎛ 의 범위에 있는 것이 바람직하다.

[용매]

도포액의 조제에 사용하는 용매로는 유기용매가 바람직하게 사용된다. 유기용매의 예에는, 아미드 (예, N,N-디메틸포름아미드), 술폭시드 (예, 디메틸술폭시드), 헤테로환 화합물 (예, 피리딘), 탄화수소 (예, 벤젠, 헥산), 알킬할라이드 (예, 클로로포름, 디클로로메탄), 에스테르 (예, 아세트산메틸, 아세트산부틸), 케톤 (예, 아세톤, 메틸에틸케톤), 에테르 (예, 테트라히드로푸란, 1,2-디메톡시에탄) 가 포함된다. 알킬할라이드 및 케톤이 바람직하다. 2종류 이상의 유기용매를 병용해도 된다. 도포액의 도포는, 공지된 방법 (예, 압출 코팅법, 다이렉트 그라비아 코팅법, 리버스 그라비아 코팅법, 다이 코팅법) 에 의해 실시할 수 있다.

[위상차층 중의 다른 재료]

상기의 액정성 화합물과 함께, 가소제, 계면활성제, 중합성 모노머 등을 병용하여, 도포막의 균일성, 막의 강도, 액정성 화합물의 배향성 등을 향상시킬 수 있다. 이들의 소재는 액정성 화합물과 상용성을 갖고, 배향을 저해하지 않는 것이 바람직하다.

중합성 모노머로는, 라디칼 중합성 또는 양이온 중합성의 화합물을 들 수 있다. 바람직하게는 다관능성 라디칼 중합성 모노머이고, 상기 중합성기 함유의 액정 화합물과 공중합성인 것이 바람직하다. 예를 들어, 일본 공개특허공보 2002-296423호 명세서 중 단락번호 [0018]～[0020] 에 기재된 것을 들 수 있다. 상기 화합물의 첨가량은 막대형 액정성 분자에 대하여 일반적으로 1～50질량% 의 범위에 있고, 5～30질량% 의 범위에 있는 것이 바람직하다.

계면활성제로는 종래 공지된 화합물을 들 수 있지만, 특히 불소계 화합물이 바람직하다. 구체적으로는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2001-330725호 명세서 중 단락번호 [0028]～[0056] 에 기재된 화합물을 들 수 있다.

액정성 화합물과 함께 사용하는 폴리머는, 도포액을 증점시킬 수 있는 것이 바람직하다. 폴리머의 예로는 셀룰로오스 에스테르를 들 수 있다. 셀룰로오스 에스테르의 바람직한 예로는 일본 공개특허공보 2000-155216호 명세서 중 단락번호 [0178] 에 기재된 것을 들 수 있다. 액정성 분자의 배향을 저해하지 않도록 상기 폴리머의 첨가량은 액정성 분자에 대하여 0.1～10질량% 의 범위에 있는 것이 바람직하고, 0.1～8질량% 의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다.

[지지체]

본 발명에서는, 액정성 화합물로부터 형성된 광학 이방성층을 지지체 상에 형성해도 된다. 지지체는 투명한 것이 바람직하고, 구체적으로는, 광투과율이 80% 이상인 것이 바람직하다. 지지체는, 파장 분산이 작은 것이 바람직하고, 구체적으로는 Re400/Re700 의 비가 1.2 미만인 것이 바람직하다. 그 중에서도 폴리머 필름이 바람직하다. 투명 지지체는 제 1 위상차 영역, 제 2 위상차 영역 또는 편광판 보호막을 겸할 수도 있다. 또한, 투명 지지체와 위상차층 전체에서, 제 1 위상차 영역 또는 제 2 위상차 영역을 구성하고 있어도 된다. 지지체의 광학 이방성은 작은 것이 바람직하고, 면내 리타데이션 (Re) 이 20㎚ 이하인 것이 바람직하고, 10㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 5㎚ 이하인 것이 가장 바람직하다. 또한, 제 1 위상차 영역을 겸하는 경우는, 리타데이션 Re 가 20㎚～150㎚ 이고, 40㎚～115㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 60㎚～95㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 또, Nz 가 1.5～7 이고, 2.0～5.5 인 것이 보다 바람직하고, 2.5～4.5 인 것이 더욱 바람직하다.

지지체가 되는 폴리머 필름의 예에는, 셀룰로오스 에스테르, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리아크릴레이트 및 폴리메타크릴레이트의 필름이 포함된다. 셀룰로오스 에스테르 필름이 바람직하고, 아세틸 셀룰로오스 필름이 더욱 바람직하며, 트리아세틸 셀룰로오스 필름이 가장 바람직하다. 폴리머 필름은, 솔벤트 캐스트법에 의해 형성하는 것이 바람직하다. 투명 지지체의 두께는, 20～500㎛ 인 것이 바람직하고, 40～200㎛ 인 것이 더욱 바람직하다. 투명 지지체와 그 위에 형성되는 층 (접착층, 배향막 또는 위상차층) 의 접착을 개선하기 위해, 투명 지지체를 표면 처리 (예, 글로 방전 처리, 코로나 방전 처리, 자외선 (UV) 처리, 화염 처리) 해도 된다. 투명 지지체 위에, 접착층 (하도층) 을 형성해도 된다. 또, 투명 지지체나 긴 투명 지지체에는, 반송 공정에서의 미끄럼성을 부여하거나, 감아들인 후의 이면과 표면의 접착 방지를 위해, 평균 입자 사이즈가 10～100nm 정도인 무기 입자를 고형분 중량비로 5%～40% 혼합한 폴리머층을 지지체의 한쪽에 도포하거나 지지체와의 공(共)유연에 의해 형성한 것을 사용하는 것이 바람직하다.

[편광막용 보호막]

제 1 및 제 2 편광막용 보호막으로는, 가시광 영역에 흡수가 없고, 광투과율이 80% 이상이며, 복굴절성에 기초하는 리타데이션이 작은 것이 바람직하다. 구체적으로는, 면내의 Re 가 0～30㎚ 가 바람직하고, 0～15㎚ 가 보다 바람직하고, 0～5㎚ 가 가장 바람직하다. 또한, 두께 방향의 리타데이션 Rth 는 0～40㎚ 인 것이 바람직하고, 0～20㎚ 가 보다 바람직하고, 0～10㎚ 인 것이 가장 바람직하다. 이 특성을 갖는 필름이라면 바람직하게 사용할 수 있으며, 편광막의 내구성 관점에서는 셀룰로오스 아실레이트나 노르보르넨계 필름이 보다 바람직하다. 셀룰로오스 아실레이트 필름의 Rth 를 작게 하는 방법으로, 예를 들어 이하에 나타낸 화합물을 사용하는 방법을 들 수 있다.

(화학식 19)

또한, 셀룰로오스 아실레이트 필름의 Rth 를 작게 하는 방법으로서, 일본 공개특허공보 평11-246704호, 일본 공개특허공보 2001-247717호에 기재된 방법 등도 들 수 있다. 또한, 셀룰로오스 아실레이트 필름의 두께를 작게 하는 것으로도 Rth 를 작게 할 수 있다. 제 1 및 제 2 편광막용 보호막으로서의 셀룰로오스 아실레이트 필름의 두께는 10～100㎛ 인 것이 바람직하고, 10～60㎛ 인 것이 보다 바람직하고, 20～45㎛ 인 것이 더욱 바람직하다.

실시예

이하에 실시예와 비교예를 들어 본 발명의 특징을 더욱 구체적으로 설명한다. 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 순서 등은, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 의해 한정적으로 해석되어서는 안된다.

식 (Ⅰ) 로 나타내는 막대형 화합물은, 하기 합성예에 따라서 합성할 수 있다.

[합성예 1]

예시 화합물 (3) 을 하기 루트에 의해 합성하였다. 화합물 (a) 는, 일본 공개특허공보 2002-097170 을 참고하여 합성하였다.

(화학식 20)

(a) (378m㏖) 의 테트라히드로푸란 용액 700mL에, 빙랭하, 메탄술포닐클로라이드 (378m㏖) 와 디이소프로필에틸아민 (491m㏖) 의 테트라히드로푸란 50mL 용액을 적하하였다. 적하 후, 실온까지 승온시켜, 1시간 교반하였다. 그 후, 빙랭하여, 4-히드록시벤즈알데히드 (378m㏖) 의 테트라히드로푸란 용액 150mL 를 첨가하고, 다시 디이소프로필에틸아민 (491m㏖) 의 테트라히드로푸란 용액 50mL 를 적하하였다. 적하 종료 후, N,N-디메틸아미노피리딘을 촉매량 첨가하고, 그대로 실온까지 승온시켜 4시간 교반하였다. 아세트산에틸을 첨가하고, 유기층을 희염산으로 3회 세정하였다. 유기층을 무수황산마그네슘으로 건조시킨 후, 용매를 감압 증류 제거하여, 얻어진 잔류물의 아세토니트릴 용액 640mL 에 인산2수소나트륨 2수화물 (71.9m㏖) 의 수용액 110mL, 35% 과산화수소수 (57mL), 아염소산나트륨 (492m㏖) 의 수용액 270mL, 테트라부틸암모늄황산수소염 (3.79m㏖) 을 실온에서 첨가하여, 1.5시간 교반하였다. 물 900mL 를 첨가하고, 여과 후, 잔류물을 아세트산에틸에 녹이고 무수황산마그네슘으로 건조시켜, 용매를 감압 증류 제거하였다. 잔류물을 헥산으로 자비(煮沸) 정제하여, (b) (84%: (a) 로부터 2 공정의 수율) 를 얻었다.

(d) (32.2m㏖) 의 테트라히드로푸란 용액 150mL 에, (c) (70.8m㏖) 와 트리에틸아민 (80.5m㏖) 을 적하하였다. 적하 종료 후, N,N-디메틸아미노피리딘을 촉매량 첨가하고, 그대로 실온까지 승온시켜 4시간 교반하였다. 아세트산에틸을 첨가하고, 유기층을 희염산으로 3회 세정하였다. 유기층을 무수황산마그네슘으로 건조시킨 후, 용매를 감압 증류 제거하여 (e) (82%) 를 얻었다.

(f) (24m㏖) 의 디메틸아세트아미드 용액 40mL 에, (e) (12m㏖), 탄산수소나트륨 (57.6m㏖) 을 첨가하고, 85℃ 까지 승온시켜 4시간 교반하였다. 아세트산에틸을 첨가하고, 유기층을 희염산으로 2회 세정하였다. 유기층을 무수황산마그네슘으로 건조시킨 후, 용매를 감압 증류 제거하고 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피 (용출액:염화메틸렌/아세트산에틸 = 3/1) 에 의해 정제하여, (g) (48%) 를 얻었다.

(b) (11.6m㏖) 의 테트라히드로푸란 용액 50mL 에, 빙랭하, 메탄술포닐클로라이드 (11.6m㏖) 와 디이소프로필에틸아민 (14.6m㏖) 의 테트라히드로푸란 10mL 용액을 적하하였다. 적하 후, 실온까지 승온시켜 1.5시간 교반하였다. 그 후, 빙랭하여, (g) (5.84m㏖) 의 테트라히드로푸란 용액 20mL 를 첨가하고, 다시 디이소프로필에틸아민 (14.6m㏖) 의 테트라히드로푸란 용액 10mL 를 적하하였다. 적하 종료 후, N,N-디메틸아미노피리딘을 촉매량 첨가하고, 그대로 실온까지 승온시켜 3시간 교반하였다. 아세트산에틸을 첨가하고, 유기층을 희염산으로 2회 세정하였다. 유기층을 무수황산마그네슘으로 건조시킨 후, 용매를 감압 증류 제거하고 잔류물을 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피 (용출액:염화메틸렌/아세트산에틸 = 2/1) 에 의해 정제하여, 예시 화합물 (3) (50%) 을 얻었다.

[합성예 2]

예시 화합물 (1) 을, 합성예 1 의 예시 화합물 (3) 과 동일하게 합성하였다. 단, (d) 를 이하의 화합물로 대신하였다.

(화학식 21)

[합성예 3]

예시 화합물 (6) 을, 합성예 1 의 예시 화합물 (3) 과 동일하게 합성하였다. 단, (e) 를 이하의 화합물로 대신하였다.

(화학식 22)

<IPS 모드 액정 셀 1 의 제작>

한 장의 유리 기판 상에, 도 1 에 나타낸 바와 같이, 인접하는 전극간 거리가 20㎛ 가 되도록 전극 (도 1 중 2 및 3) 을 배치하고, 그 위에 폴리이미드막을 배향막으로서 형성하여 러빙 처리하였다. 도 1 중에 나타내는 방향 4 로 러빙 처리를 실시하였다. 별도로 준비한 한 장의 유리 기판의 일방의 표면에 폴리이미드막을 형성하고, 러빙 처리하여 배향막으로 하였다. 2 장의 유리 기판을 배향막끼리 대향시키고, 기판의 간격 (갭 ; d) 은 3.9㎛ 로 하고, 2 장의 유리 기판의 러빙 방향이 평행해지도록 하여 겹쳐 접착하고, 이어서 굴절률 이방성 (Δn) 이 O.0769 및 유전율 이방성 (Δε) 이 정의 4.5 인 네마틱 액정 조성물을 봉입하였다. 액정층의 dㆍΔn 의 값은 300㎚ 였다.

<제 1 위상차 영역 1, 제 1 위상차 영역 2, 제 1 위상차 영역 3 의 제작>

하기 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 가열하면서 교반하여 각 성분을 용해시켜, 셀룰로오스 아세테이트 용액을 조제하였다. 그 용액을 보류 입자 사이즈 4㎛, 여과수 시간 35초의 여과지 (No.63, 아도반텍 제조) 를 5㎏/㎠ 이하에서 사용하여 여과하였다.

셀룰로오스 아세테이트 용액 조성

아세틸화도 60.9% 의 셀룰로오스 아세테이트

(중합도 300, Mn/Mw=1.5) 100질량부

트리페닐포스페이트 (가소제) 7.8질량부

비페닐디페닐포스페이트 (가소제) 3.9질량부

메틸렌클로라이드 (제 1 용매) 300질량부

메탄올 (제 2 용매) 54질량부

1-부탄올 (제 3 용매) 11질량부

별도의 믹싱 탱크에, 하기의 리타데이션 상승제 A 를 8질량부, 리타데이션 상승제 B 를 10질량부, 이산화규소 미립자 (평균 입자 사이즈: 0.1㎛) 0.28질량부, 메틸렌클로라이드 80질량부 및 메탄올 20질량부를 투입하고, 가열하면서 교반하여, 리타데이션 상승제 용액 (이면서 미립자 분산액) 을 조제하였다. 셀룰로오스 아세테이트 용액 474질량부에 그 리타데이션 상승제 용액 40질량부를 혼합하고, 충분히 교반하여 도프를 조제하였다.

(화학식 23)

리타데이션 상승제 A

(화학식 24)

리타데이션 상승제 B

얻어진 도프를 밴드 유연기를 사용하여 유연하였다. 잔류 용제량이 15질량% 인 필름을, 130℃ 의 조건에서 텐터를 사용하여 20% 의 연신 배율로 횡연신하고, 연신 후의 폭 그대로 50℃ 에서 30초간 유지한 후 클립을 제거하여 셀룰로오스 아세테이트 필름을 제작하였다. 연신 종료시의 잔류 용매량은 5질량% 이고, 더욱 건조시켜 잔류 용매량을 0.1질량% 미만으로 하여 필름을 제작하였다.

이렇게 해서 얻어진 필름 (제 1 위상차 영역 1) 의 두께는 80㎛ 였다. 제작한 제 1 위상차 영역 1 에 관해서, 자동 복굴절률계 (KOBRA-21ADH, 오우지계측기기(주)사 제조) 를 사용하여 Re 의 광입사각도 의존성을 측정함으로써, Re 가 70㎚, Rth 가 175㎚ 이고, 이것으로부터 Nz 가 3.0 인 것을 알 수 있었다.

별도의 믹싱 탱크에, 상기 리타데이션 상승제 A 를 16질량부, 리타데이션 상승제 B 를 8질량부, 이산화규소 미립자 (평균 입자 사이즈: 0.1㎛) 0.28질량부, 메틸렌클로라이드 80질량부 및 메탄올 20질량부를 투입하고, 가열하면서 교반하여, 리타데이션 상승제 용액 (이면서 미립자 분산액) 을 조제하였다. 셀룰로오스 아세테이트 용액 474질량부에 그 리타데이션 상승제 용액 45질량부를 혼합하고, 충분히 교반하여 도프를 조제한 후, 전술한 제 1 위상차 영역 1 과 동일하게 제막하였다. 이렇게 해서 얻어진 필름 (제 1 위상차 영역 2) 의 두께는 80㎛ 였다. 제작한 제 1 위상차 영역 2 에 관해서, 자동 복굴절률계 (KOBRA-21ADH, 오우지계측기기(주)사 제조) 를 사용하여 Re 의 광입사각도 의존성을 측정함으로써, Re 가 60㎚, Rth 가 210㎚ 이고, 이것으로부터 Nz 가 4.0 인 것을 알 수 있었다.

별도의 믹싱 탱크에, 상기 리타데이션 상승제 A 를 18질량부, 이산화규소 미립자 (평균 입자 사이즈: 0.1㎛) 0.28질량부, 메틸렌클로라이드 80질량부 및 메탄올 20질량부를 투입하고, 가열하면서 교반하여, 리타데이션 상승제 용액 (이면서 미립자 분산액) 을 조제하였다. 셀룰로오스 아세테이트 용액 474질량부에 그 리타데이션 상승제 용액 25질량부를 혼합하고, 충분히 교반하여 도프를 조제한 후, 연신 배율을 23% 로 한 것 이외에는 전술한 제 1 위상차 영역 1 과 동일하게 제막하였다. 이렇게 해서 얻어진 필름 (제 1 위상차 영역 3) 의 두께는 80㎛ 였다. 제작한 제 1 위상차 영역 3 에 관해서, 자동 복굴절률계 (KOBRA-21ADH, 오우지계측기기(주)사 제조) 를 사용하여 Re 의 광입사각도 의존성을 측정함으로써, Re 가 35㎚, Rth 가 135㎚ 이고, 이것으로부터 Nz 가 4.4 인 것을 알 수 있었다.

<제 2 위상차 영역 1, 제 2 위상차 영역 2, 제 2 위상차 영역 3, 제 2 위상차 영역 4, 제 2 위상차 영역 5, 제 2 위상차 영역 6 의 제작>

제작한 제 1 위상차 영역 1, 제 1 위상차 영역 2, 및 제 1 위상차 영역 3 의 각각 표면을 비누화 처리하고, 이 필름 상에 하기 조성의 배향막 도포액을 와이어바 코터로 20㎖/㎡ 도포하였다. 60℃ 의 온풍으로 60초, 다시 100℃ 의 온풍으로 120초 건조시켜, 막을 형성하였다. 다음으로, 형성된 막에 필름의 지상축 방향과 평행 방향으로 러빙 처리를 실시하여, 배향막을 얻었다.

배향막 도포액의 조성

하기 변성 폴리비닐알코올 10질량부

물 371질량부

메탄올 119질량부

글루탈알데히드 0.5질량부

(화학식 25)

변성 폴리비닐알코올

다음으로, 막대형 액정 화합물 (예시 화합물 1, 3 또는 6) 3.8g, 광중합 개시제 (이루가큐어 907,치바가이기사 제조) 0.06 g, 증감제 (가야큐어 DETX, 닛폰화약(주) 제조) 0.02 g, 하기 오늄염 (배향막 계면측의 수직 배향 촉진제) 0.076g (단, 위상차 6 만 오늄염을 첨가하지 않는다), 및 하기의 공기 계면측 수직 배향제

및 β 중 어느 하나를 0.002g, 9.2g 의 메틸에틸케톤에 용해한 용액 (2-1～2-6) 을 조제하였다.

이 용액을 상기 배향막을 형성한 필름의 배향막측에, 하기 표에 나타내는 번수의 와이어바로 각각 도포하였다. 이것을 금속틀에 부착시켜 100℃ 의 항온조 중에서 2분간 가열하여, 막대형 액정 화합물을 배향시켰다. 다음으로, 120℃ 에서 120W/㎠ 고압 수은등에 의해 20초간 UV 조사하여 막대형 액정 화합물을 가교시키고, 그 후, 실온까지 방랭하여 위상차층을 제작하였다.

(화학식 26)

오늄염 (배향막 계면측의 수직 배향 촉진제)

(화학식 27)

공기 계면측의 수직 배향 촉진제

제 2 위상차 영역 번호	액정 조성물 번호	액정성 화합물	공기 계면 배향제
제 2 위상차 영역 1 제 2 위상차 영역 2 제 2 위상차 영역 3 제 2 위상차 영역 4 제 2 위상차 영역 5 제 2 위상차 영역 6	2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6	예시 화합물 3 예시 화합물 6 예시 화합물 1 예시 화합물 3 예시 화합물 3 예시 화합물 3	β 없음 β β (오늄염을 첨가하지 않음)

필름 번호	막대형 액정으로 이루어지는 위상차층 제 2 위상차 영역 명칭	지지체 제 1 위상차 영역 명칭	와이어바 번수
위상차 1 위상차 2 위상차 3 위상차 4 위상차 5 위상차 6	제 2 위상차 영역 1 제 2 위상차 영역 2 제 2 위상차 영역 3 제 2 위상차 영역 4 제 2 위상차 영역 5 제 2 위상차 영역 6	제 1 위상차 영역 1 제 1 위상차 영역 1 제 1 위상차 영역 2 제 1 위상차 영역 1 제 1 위상차 영역 3 제 1 위상차 영역 3	#4.5 #3.6 #6.0 #3.4 #6.0 #6.0

자동 복굴절률계 (KOBRA-21ADH, 오우지계측기기(주)사 제조) 를 사용하여 제작한 필름의 Re 의 광입사각도 의존성을 측정하고, 미리 측정한 지지체의 기여분을 뺌으로써 제 2 위상차 영역만의 광학 특성을 산출한 결과, 각각 제 2 위상차 영역 1 은 Re 가 0㎚, Rth 가 －225㎚, 제 2 위상차 영역 2 는 Re 가 0㎚, Rth 가 －180㎚, 제 2 위상차 영역 3 은 Re 가 0㎚, Rth 가 －295㎚, 제 2 위상차 영역 4 는 Re 가 0㎚, Rth 가 －170㎚, 제 2 위상차 영역 5 는 Re 가 0㎚, Rth 가 －292㎚, 제 2 위상차 영역 6 은 Re 가 0㎚, Rth 가 －290㎚ 이고, 모두 막대형 액정이 대략 수직으로 배향되어 있는 것을 확인하였다.

<편광판 보호막 1 의 제작>

하기 조성물을 믹싱 탱크에 투입하고, 가열하면서 교반하여 각 성분을 용해하여, 셀룰로오스 아세테이트 용액 A 를 조제하였다.

<셀룰로오스 아세테이트 용액 A 조성>

치환도 2.86 의 셀룰로오스 아세테이트 100질량부

트리페닐포스페이트 (가소제) 7.8질량부

비페닐디페닐포스페이트 (가소제) 3.9질량부

메틸렌클로라이드 (제 1 용매) 300질량부

메탄올 (제 2 용매) 54질량부

1-부탄올 11질량부

별도의 믹싱 탱크에 하기 조성물을 투입하고, 가열하면서 교반하여 각 성분을 용해하여, 첨가제 용액 B-1 을 조제하였다.

<첨가제 용액 B-1 조성>

메틸렌클로라이드 80질량부

메탄올 20질량부

광학적 이방성 저하제 40질량부

(화학식 28)

셀룰로오스 아세테이트 용액 A 의 477질량부에 첨가제 용액 B-1 의 40질량부를 첨가하고, 충분히 교반하여, 도프를 조제하였다. 도프를 유연구로부터 0℃ 로 냉각한 드럼 상에 유연하였다. 용매 함유율 70질량% 의 장외에서 박리하고, 필름의 폭방향 양단을 핀 텐터 (일본 공개특허공보 평4-1009호의 도 3 에 기재된 핀 텐터) 로 고정하여, 용매 함유율이 3～5질량% 인 상태로 횡방향 (기계 방향에 수직인 방향) 의 연신율이 3% 가 되는 간격을 유지하면서 건조시켰다. 그 후, 열처리 장치의 롤 사이에서 반송시킴으로써 더욱 건조시켜, 두께 80㎛ 의 편광판 보호막 1 을 제작하였다.

자동 복굴절률계 (KOBRA-21ADH, 오우지계측기기(주)사 제조) 를 사용하여 Re 의 광입사각도 의존성을 측정하고, 광학 특성을 산출한 결과, Re 가 1㎚, Rth 가 6㎚ 인 것을 확인할 수 있었다.

<편광판 A 의 제작>

다음으로 연신한 폴리비닐알코올 필름에 요오드를 흡착시켜 편광막을 제작하고, 시판되는 셀룰로오스 아세테이트 필름 (후지탁 TD80UF, 후지사진필름(주) 제조, Re=3㎚, Rth=45㎚) 에 비누화 처리한 후, 폴리비닐알코올계 접착제를 사용하여 편광막의 한쪽 면에 부착하여 편광판 A 를 형성하였다.

<편광판 B 의 제작>

연신한 폴리비닐알코올 필름에 요오드를 흡착시켜 편광막을 제작하고, 시판되는 셀룰로오스 아세테이트 필름 (후지탁 TD80UF, 후지사진필름(주) 제조) 에 비누화 처리한 후, 폴리비닐알코올계 접착제를 사용하여 편광막의 양쪽 면에 부착하여 편광판 B 를 형성하였다.

<편광판 C 의 제작>

동일한 방법으로 편광막을 제작하고, 시판되는 셀룰로오스 아세테이트 필름 (후지탁 TD80UF, 후지사진필름(주) 제조) 에 비누화 처리한 후, 폴리비닐알코올계 접착제를 사용하여 편광막의 한쪽 면에 부착하였다. 또 동일한 방법으로 상기 제작한 편광판 보호막 1 을 편광막의 또 다른 한쪽 면에 부착하여 편광판 C 를 형성하였다.

<편광판 D 의 제작>

동일한 방법으로 편광막을 제작하고, 시판되는 셀룰로오스 아세테이트 필름 (후지탁 TD80UF, 후지사진필름(주) 제조) 에 비누화 처리한 후, 폴리비닐알코올계 접착제를 사용하여 편광막의 한쪽 면에 부착하였다. 또 동일한 방법으로 시판되는 셀룰로오스 아세테이트 필름 (후지탁 T40UZ, 후지사진필름(주) 제조, Re=1㎚, Rth=35㎚) 에 비누화 처리한 후, 폴리비닐알코올계 접착제를 사용하여 편광막의 또 다른 한쪽 면에 부착하여 편광판 D 를 형성하였다.

[실시예 1]

편광판 A 에 폴리비닐알코올계 접착제를 사용하여, 제작한 필름 위상차 1 을, 제 1 위상차 영역 1 측이 편광막측이 되고 또 편광막의 투과축과 제 1 위상차 영역 1 의 지상축이 평행해지도록, 편광막의 셀룰로오스 아세테이트 필름이 부착되어 있지 않은 측에 부착하여 편광판 1 을 형성하였다.

이것을, 상기에서 제작한 IPS 모드 액정 셀 1 의 일방에, 제 1 위상차 영역 1 의 지상축이 액정 셀의 러빙 방향과 평행해지고 (즉, 제 1 위상차 영역 1 의 지상축이, 흑색 표시시의 액정 셀의 액정 분자의 지상축과 평행해지도록) 또한 제 2 위상차 영역 1 면측이 액정 셀측이 되도록, 편광판 1 을 부착하였다.

계속해서, 이 IPS 모드 액정 셀 1 의 다른 일방의 측에 편광판 C 를 편광판 보호막 1 측이 액정 셀측이 되면서 또 편광판 1 과는 크로스니콜 (cross nicol) 의 배치가 되도록 부착하여, 액정 표시 장치를 제작하였다. 이와 같이 제작한 액정 표시 장치의 누설광을 측정하였다. 왼쪽 경사 방향 60°에서 관찰하였을 때의 누설광은 0.035% 였다.

[실시예 2]

편광판 A 에 폴리비닐알코올계 접착제를 사용하여, 제작한 필름 위상차 2 를, 제 1 위상차 영역 1 측이 편광막측이 되도록, 또 편광막의 투과축과 제 1 위상차 영역 1 의 지상축이 평행해지도록, 편광막의 셀룰로오스 아세테이트 필름이 부착되어 있지 않은 측에 부착하여 편광판 2 를 형성하였다.

이것을, 상기에서 제작한 IPS 모드 액정 셀 1 의 일방에, 제 1 위상차 영역 1 의 지상축이 액정 셀의 러빙 방향과 평행하도록 (즉, 제 1 위상차 영역 1 의 지상축이, 흑색 표시시의 액정 셀의 액정 분자의 지상축과 평행해지도록), 또한 제 2 위상차 영역 2 면측이 액정 셀측이 되도록, 편광판 2 를 부착하였다.

계속해서, 이 IPS 모드 액정 셀 1 의 다른 일방의 측에 편광판 D 를 T40UZ 측이 액정 셀측이 되도록, 또 편광판 2 와는 크로스니콜의 배치가 되도록 부착하여, 액정 표시 장치를 제작하였다. 이와 같이 제작한 액정 표시 장치의 누설광을 측정하였다. 왼쪽 경사 방향 60°에서 관찰하였을 때의 누설광은 0.045% 였다.

[실시예 3]

편광판 B 에 필름 위상차 3 을, 제 2 위상차 영역 3 측이 편광막측이 되도록, 또 편광막의 투과축과 제 1 위상차 영역 2 의 지상축이 서로 직교하도록, 아크릴 수지계 접착제를 사용하여 부착하여 편광판 3 을 형성하였다.

이것을, 상기에서 제작한 IPS 모드 액정 셀 1 의 일방에, 제 1 위상차 영역 2 의 지상축이 액정 셀의 러빙 방향과 직교하도록 (즉, 제 1 위상차 영역 2 의 지상축이, 흑색 표시시의 액정 셀의 액정 분자의 지상축과 직교하도록), 또 제 1 위상차 영역 2 면측이 액정 셀측이 되도록, 편광판 3 을 부착하였다.

계속해서, 이 IPS 모드 액정 셀 1 의 다른 일방의 측에 편광판 C 를 편광판 보호막 1 측이 액정 셀측이 되도록, 또 편광판 3 과는 크로스니콜의 배치가 되도록 부착하여, 액정 표시 장치를 제작하였다. 이와 같이 제작한 액정 표시 장치의 누설광을 측정하였다. 왼쪽 경사 방향 60°에서 관찰하였을 때의 누설광은 0.055% 였다.

[실시예 4]

편광판 C 에 필름 위상차 4 를, 제 2 위상차 영역 4 측이 편광막측이 되고 또 편광막의 투과축과 제 1 위상차 영역 1 의 지상축이 서로 직교하도록, 아크릴 수지계 접착제를 사용하여 편광판 보호막 1 측에 부착하여 편광판 4 를 형성하였다.

이것을, 상기에서 제작한 IPS 모드 액정 셀 1 의 일방에, 제 1 위상차 영역 1 의 지상축이 액정 셀의 러빙 방향과 직교하도록 (즉, 제 1 위상차 영역 1 의 지상축이, 흑색 표시시의 액정 셀의 액정 분자의 지상축과 직교하도록), 또 제 1 위상차 영역 1 면측이 액정 셀측이 되도록, 편광판 4 를 부착하였다.

계속해서, 이 IPS 모드 액정 셀 1 의 다른 일방의 측에 편광판 B 를 편광판 4 와는 크로스니콜의 배치가 되도록 부착하여, 액정 표시 장치를 제작하였다. 이와 같이 제작한 액정 표시 장치의 누설광을 측정하였다. 왼쪽 경사 방향 60°에서 관찰하였을 때의 누설광은 0.075% 였다.

[비교예 1]

제 2 위상차 영역 1 제작에서 사용한 예시 화합물 3 대신에, 일본 특허공표공보 2000-514202호에 기재된 액정 혼합물 (X) 를 사용하여 [실시예 1] 과 동일하게 평가하였다. 그 결과, 왼쪽 경사 방향 60°에서 관찰하였을 때의 누설광은 0.10% 였다.

(화학식 29)

액정 혼합물 (X)

((A)/(B)=69/19 중량비)

[비교예 2]

상기 제작한 IPS 모드 액정 셀 1 의 양측에 시판되는 편광판 (HLC2-5618, (주)산리츠 제조) 을 크로스니콜의 배치로 부착하여, 액정 표시 장치를 제작하였다. 광학 보상 필름은 사용하지 않았다. 상기 액정 표시 장치에서는, 실시예 1 과 동일하게, 상측 편광판의 투과축이 액정 셀의 러빙 방향과 평행해지도록 편광판을 부착하였다. 이와 같이 제작한 액정 표시 장치의 누설광을 측정하였다. 왼쪽 경사 방향 60°에서 관찰하였을 때의 누설광은 0.55% 였다.

[비교예 3]

편광판 A 에 폴리비닐알코올계 접착제를 사용하여, 제작한 필름 위상차 1 을, 제 1 위상차 영역 1 측이 편광막측이 되도록, 그러나 편광막의 투과축과 제 1 위상차 영역 1 의 지상축이 직교하도록 편광막의 셀룰로오스 아세테이트 필름이 부착되어 있지 않은 측에 부착하여, 편광판 5 를 형성하였다.

이것을, 상기에서 제작한 IPS 모드 액정 셀 1 의 일방에, 제 1 위상차 영역 1 의 지상축이 액정 셀의 러빙 방향과 직교하고 (즉, 제 1 위상차 영역 1 의 지상축이, 흑색 표시시의 액정 셀의 액정 분자의 지상축과 직교하도록) 또 제 2 위상차 영역 1 면측이 액정 셀측이 되도록, 편광판 5 를 부착하였다.

계속해서, 이 IPS 모드 액정 셀 1 의 다른 일방의 측에 편광판 A 를 편광판 보호막 1 측이 액정 셀측이 되면서 또 편광판 5 와는 크로스니콜의 배치가 되도록 부착하여, 액정 표시 장치를 제작하였다. 이와 같이 제작한 액정 표시 장치의 누설광을 측정하였다. 왼쪽 경사 방향 60°에서 관찰하였을 때의 누설광은 1.75% 로 매우 큰 것이었다.

[비교예 4]

편광판 B 에 필름 위상차 3 을, 제 2 위상차 영역 3 측이 편광막측이 되도록, 그러나 편광막의 투과축과 제 1 위상차 영역 2 의 지상축이 평행해지도록, 아크릴수지계 접착제를 사용하여 부착하여, 편광판 6 을 형성하였다.

이것을, 상기에서 제작한 IPS 모드 액정 셀 1 의 일방에, 제 1 위상차 영역 2 의 지상축이 액정 셀의 러빙 방향과 평행하고 (즉, 제 1 위상차 영역2의 지상축이, 흑색 표시시의 액정 셀의 액정 분자의 지상축과 평행해지도록) 또 제 1 위상차 영역 2 면측이 액정 셀측이 되도록, 편광판 6 을 부착하였다.

계속해서, 이 IPS 모드 액정 셀 1 의 다른 일방의 측에 편광판 A 를 편광판 보호막 1 측이 액정 셀측이 되면서 또 편광판 6 과는 크로스니콜의 배치가 되도록 부착하여, 액정 표시 장치를 제작하였다. 이와 같이 제작한 액정 표시 장치의 누설광을 측정하였다. 왼쪽 경사 방향 60°에서 관찰하였을 때의 누설광은 2.04% 로 매우 큰 것이었다.

본 발명에서는, 특정한 구조의 막대형 화합물을 사용함으로써, 특수한 수직 배향막을 필요로 하지 않고 간이한 방법으로 제작 가능한, 스멕틱상에 의해 발현된 광학 이방성을 갖는 광학 이방성막을 제공할 수 있게 하고 있다. 본 발명의 광학 이방성막은, 액정 표시 장치, 특히 IPS 모드의 액정 표시 장치의 표시 특성의 개선에 기여한다. 예를 들어 적어도, 제 1 편광막과, 제 1 위상차 영역과, 제 2 위상차 영역과, 액정 재료로 이루어지는 액정층을 한 쌍의 기판 사이에 끼운 액정 셀을 포함하고, 흑색 표시시에 그 네마틱 액정 재료의 액정 분자가 상기 한 쌍의 기판의 표면에 대하여 실질적으로 평행하게 배향하는 액정 표시 장치로서, 제 1 위상차 영역의 리타데이션 Re 가 20㎚～150㎚ 이고, 제 1 위상차 영역의 값 Nz 이 1.5～7 이고, 제 2 위상차 영역의 리타데이션 Re 가 실질적으로 0㎚ 이고, 제 2 위상차 영역의 리타데이션 Rth 가 －80㎚～－400㎚ 이고, 또한 제 1 편광막의 투과축이 흑색 표시시의 액정 분자의 지상축 방향과 평행하게 구성된 액정 표시 장치의 상기 제 2 위상차 영역 (그 일부여도 상관없다) 에 사용함으로써, 정면 방향의 특성을 조금도 변경시키지 않고, 경사진 방위각 방향에서 본 경우에 2장의 편광판의 흡수축이 90도로부터 어긋나는 것에서 생기는 콘트라스트의 저하, 특히 45도 기울어진 방향에서의 콘트라스트의 저하를 개선할 수 있다. 그리고, 편광막의 보호막의 Rth 를 40㎚ 이하로 함으로써 추가로 콘트라스트의 향상을 실현할 수 있다.

Claims (11)

1. 하기 일반식 (Ⅰ) 로 나타내는 막대형 화합물을 함유하는 광학 이방성막.

   (화학식 1)

   

   [식 중, P¹ 및 P² 는 각각 독립적으로 중합성기 또는 수소원자이고; X¹～X³ 은 각각 독립적으로 알킬렌기 또는 치환 알킬렌기이고; L¹ 및 L⁶ 은 각각 독립적으로 단결합, -O-CO-O-, -O-, -CO-O- 또는 -O-CO- 이고; L² 및 L⁵ 는 각각 독립적으로 단결합, -CO-O-, -O-CO-, -C≡C- 또는 -CH=CH- 이고; L³ 및 L⁴ 는 각각 독립적으로 -O-CO-O-, -CO-O-, -O-, -O-CO-, -C≡C- 또는 -CH=CH- 이고; Y¹～Y⁴ 는 각각 독립적으로 할로겐원자, 시아노기, 알킬기, 알케닐기 또는 알콕시기이고; n1～n4 는 각각 독립적으로 0～4 이고; s 및 t 는 각각 독립적으로 0～5 이고, 또한 s 와 t 의 합이 1 이상이다]
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 일반식 (Ⅰ) 로 나타내는 막대형 화합물이 스멕틱상으로 배향이 고정화되어 있는, 광학 이방성막.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 식 (Ⅰ) 로 나타내는 화합물의 가교물이, 수직으로 배향된 상태로 고정화되어 있는, 광학 이방성막.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 식 (Ⅰ) 로 나타내는 화합물의 공기 계면에서의 수직 배향을 촉진시키는 첨가제를 함유한, 광학 이방성막.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 식 (Ⅰ) 로 나타내는 화합물의 배향막 계면에서의 수직 배향을 촉진시키는 첨가제를 함유한, 광학 이방성막.
6. 적어도, 제 1 편광막과, 제 1 위상차 영역과, 제 2 위상차 영역과, 액정층을 한 쌍의 기판 사이에 끼운 액정 셀을 포함하고, 흑색 표시시에 액정 분자가 상기 한 쌍의 기판의 표면에 대하여 ±10°미만의 오차 범위 내로 평행하게 배향하는 액정 표시 장치로서,

   제 1 위상차 영역의 리타데이션 Re 가 20㎚～150㎚ 이고, 제 1 위상차 영역의 값 Nz 가 1.5～7 이고, 제 2 위상차 영역의 리타데이션 Re 가 0~50㎚ 이고, 제 2 위상차 영역의 리타데이션 Rth 가 －80㎚～－400㎚ 이고,

   상기 제 2 위상차 영역이 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 광학 이방성막을 포함하고, 상기 광학 이방성막에 함유되는 식 (Ⅰ) 로 나타내는 화합물의 가교물이 70°~ 90°로 배향된 상태로 고정화되어 있고,

   상기 제 1 편광막의 투과축이 흑색 표시시의 액정 분자의 지상축 방향과 평행한, 액정 표시 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제 1 편광막, 상기 제 1 위상차 영역, 상기 제 2 위상차 영역, 및 상기 액정 셀이 이 순서대로 배치되고,

   상기 제 1 위상차 영역의 지상축이 상기 제 1 편광막의 투과축과 ±10°미만의 오차 범위 내로 평행한, 액정 표시 장치.
8. 제 7 항에 있어서.

   상기 제 1 편광막, 상기 제 2 위상차 영역, 상기 제 1 위상차 영역 및 상기 액정 셀이 이 순서로 배치되고,

   상기 제 1 위상차 영역의 지상축이 상기 제 1 편광막의 투과축과 ±10°미만의 오차 범위 내로 직교하는, 액정 표시 장치.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 제 1 편광막의 투과축과 직교하는 투과축을 갖는 제 2 편광막을 추가로 구비하고,

   상기 제 1 편광막 및 제 2 편광막이, 상기 제 1 위상차 영역, 상기 제 2 위상차 영역 및 상기 액정 셀을 사이에 끼우고 배치되어 있는, 액정 표시 장치.
10. 제 6 항에 있어서,

    상기 제 1 편광막, 제 2 편광막, 또는 제 1 편광막 및 제 2 편광막을 사이에 끼우고 배치된 한 쌍의 보호막을 갖고, 상기 한 쌍의 보호막 중 상기 액정층에 가까운 측 보호막의 두께 방향의 위상차 Rth 가 40㎚ 이하인, 액정 표시 장치.
11. 제 6 항에 있어서,

    상기 제 1 편광막, 제 2 편광막, 또는 제 1 편광막 및 제 2 편광막을 사이에 끼우고 배치된 한 쌍의 보호막을 갖고, 상기 한 쌍의 보호막 중 상기 액정층에 가까운 측 보호막이 셀룰로오스 아실레이트 필름 또는 노르보르넨계 필름인, 액정 표시 장치.

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