KR101247822B1 - 지연 또는 배향 패턴을 지닌 중합된 액정 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나 이상의 광이성질체성 화합물을 포함하고, LC 물질의 상이한 지연 및/또는 상이한 배향을 지닌 구역의 패턴을 갖는 중합된 액정(LC) 필름, 이러한 필름을 제조하는 방법, 및 액정 디스플레이 또는 다른 광학 또는 전기광학 성분 또는 장치에서의 정렬층, 광학 지연 필름 또는 광학 도파관으로, 또는 장식 또는 보안 용을 위한 이들의 용도에 관한 것이다.

Description

지연 또는 배향 패턴을 지닌 중합된 액정 필름{POLYMERISED LIQUID CRYSTAL FILM WITH RETARDATION OR ORIENTATION PATTERN}
본 발명은 하나 이상의 광이성질체성 화합물을 포함하고 액정(LC) 물질의 상이한 지연 및/또는 상이한 배향을 지닌 구역의 패턴을 갖는 중합된 액정 필름에 관한 것이다. 추가로 본 발명은 상기 필름을 제조하는 방법, 및 LC 디스플레이 또는 다른 광학 또는 전기광학 성분 또는 장치에서의 정렬층, 광학 지연 필름 또는 광학 도파관으로, 또는 장식 또는 보안 용을 위한 필름의 용도에 관한 것이다.
종래 기술에 공지된 액정 디스플레이(LCD)는 일반적으로 상이한 부류의 작용층 예컨대, 정렬층, 유색 필터 및 지연층을 함유한다. 지연 필름은 예컨대, 선형 및 원형 편광된 광선 사이를 전환시키고, 넓은 시야각에서 LCD의 저하된 콘트라스트(contrast) 및 색상을 보상하기 위해 사용된다. 그러나, 종래 기술에 사용된 것과 같은 통상적인 지연 필름의 광학 분산은 종종 불-완전한 전환을 야기한다(즉, 가시 광선의 모든 진동수가 선형 및 원형 편광된 상태 사이에서 전환되지 않는다). 이는 특히 어드레스(adress)된 상태에서 디스플레이의 상이한 화소가 상이한 원색(R, G, B)을 보여주도록 유색 필터가 적용되는, 활성 매트릭스 유형의 유색 LCD에 불리하다.
본 발명의 한가지 목표는 상기 언급한 종래 기술 필름의 결점을 가지지 않고, 특히 상이한 파장의 광선에서 선형 및 원형 편광된 상태 사이에서의 보다 효과적인 전환을 허용하는, LCD, 특히 활성 매트릭스 유색 LCD에서 사용하기 위한 지연 필름을 제공하는 것이다. 또다른 목표는 상기 지연 필름을 제조하기 위한 유리한 방법 및 물질을 제공하는 것이다. 또다른 목표는 상기 지연 필름의 유리한 용도를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목표는 하기 상세한 설명으로부터 당해 분야의 숙련자에게 즉시 명백해질 것이다.
본 발명자들은 하기 기재된 것과 같은 방법에 의해 제조되고, 상이한 지연을 지닌 상이한 구역 또는 화소의 패턴을 포함하는 패턴화 또는 화소처리된 지연 층을 제공함으로서 상기 목표를 달성할 수 있다는 것을 알게 되었다. 화소처리된 지연 층은 유색 필터를 포함하는 LCD에 적용되어, 지연층의 각 화소는 유색 필터의 상응하는 화소를 통과하는 광선을 위해 보정한 지연을 갖을 수 있다. 이러한 방식으로 디스플레이를 통과한 편광된 광선은 보다 효율적으로 전환될 수 있다. 바람직하게는, 감광성 기를 지닌 화합물이 혼입된 중합성 액정 물질을 UV 광선에 노출시켜 본 발명에 따른 화소처리된 지연기가 제조된다.
또한, 본 발명에 따른 방법 및 물질은 LC 물질의 상이한 배향을 지닌 지연 층, 예컨대 평면 및 스플레이(splay) 층의 제조를 허용함을 알게 되었다. 이것에 의해, 상이한 배향 및/또는 상이한 지연을 지닌 구역의 패턴을 지닌 패턴화된 필름이 제조될 수 있다. 또한, 후속 층을 위한 정렬 층으로서 작용하는 중합된 LC 층, 및 상이한 배향 및/또는 지연을 갖는 필름 또는 층의 스택(stack)을 제조하는 것이 가능하다.
유럽 특허 제 02019792.7 호는 중합된 네마틱 LC 물질을 포함하는 지연 패턴을 지닌 광학 지연 필름, 및 중합성 LC 물질의 중합 조건 및/또는 조성물을 변화시켜 이들을 제조하기 위한 방법을 개시하고 있다. 그러나, 본 발명에 따른 필름 또는 방법을 개시하지 않는다.
본 발명의 한가지 목표는 상기 언급한 종래 기술 필름의 결점을 가지지 않고, 특히 상이한 파장의 광선에서 선형 및 원형 편광된 상태 사이에서의 보다 효과적인 전환을 허용하는, LCD, 특히 활성 매트릭스 유색 LCD에서 사용하기 위한 지연 필름을 제공하는 것이다. 또다른 목표는 상기 지연 필름을 제조하기 위한 유리한 방법 및 물질을 제공하는 것이다. 또다른 목표는 상기 지연 필름의 유리한 용도를 제공하는 것이다.
본 발명은 LC 물질의 상이한 지연을 지닌 두 개 이상의 구역 및/또는 상이한 배향을 지닌 두 개 이상의 구역을 포함하는 것을 특징으로 하는, 하나 이상의 광이성질체성 화합물을 포함하는 중합된 액정 물질을 포함하는 필름에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은 LC 물질의 상이한 지연을 지닌 두 개 이상의 구역 및 상이한 배향을 지닌 두 개 이상의 구역을 포함하는 것을 특징으로 하는, 중합된 액정 물질을 포함하는 패턴화된 필름에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은 LC 물질의 상이한 지연을 지닌 두 개 이상의 구역을 포함하는 것을 특징으로 하는, 중합된 액정 물질을 포함하는 패턴화된 필름에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은,
(a) 하나 이상의 광이성질체성 화합물을 포함하는 중합성 LC 물질의 층을 기판 상에 제공하는 단계;
(b) LC 물질 층을 평면 배향으로 정렬하는 단계;
(c) 층 또는 이들의 선택된 구역 내에서 LC 물질을 이성질체성 화합물의 이성질체화를 야기하는 광방사, 바람직하게는 UV 방사에 노출시키는 단계;
(d) LC 물질의 노출된 구역의 적어도 일부에서 LC 물질을 중합시켜 배향을 고정하는 단계; 및
(e) 선택적으로 기판으로부터 중합된 필름을 제거하는 단계를 포함하는 상기 기재된 필름을 제조하는 방법에 관한 것으로, 이 방법은 상기 (a) 내지 (e)의 단계를 포함하되, 광이성질체성 화합물의 양 및/또는 유형을 변화시키고/거나 광방사의 강도 및/또는 노출 시간을 변화시켜 LC 물질의 지연 및/또는 배향이 조절되는 것이 바람직하다.
추가로, 본 발명은,
(A) 하나 이상의 광이성질체성 화합물을 포함하는 중합성 LC 물질의 제 1 층을 기판 상에 제공하는 단계;
(B) LC 물질의 제 1 층을 평면 배향으로 정렬하고, 물질을 중합시켜 배향을 고정하는 단계; 및
(C) 상기 (A) 및 (B) 단계에서 기재된 바와 같이 LC 물질의 제 2 층을 제공하는 단계(이때 제 1 층은 기판으로서 작용함)를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 층 중 하나 이상, 또는 이들의 선택된 구역에서 LC 물질은 중합되기 전에 이성질체성 화합물의 이성질체화를 야기시키는 광방사, 바람직하게는 UV 방사에 노출되는, 상이한 배향을 갖는 두 개 이상의 중합된 LC 물질 층을 포함하는 다층을 제조하는 방법에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은 상기 기재된 바와 같은 필름 또는 다층을 제조하는 방법에 관한 것으로, 이때 LC 물질은 광이성질체화 및 광중합을 야기하는 방사에 노출되고, 광이성질체화 및 광중합의 단계가 상이한 조건, 특히 상이한 기체 기압에서 수행되고, 특히 바람직하게는 산소의 존재하에 광이성질체화가 수행되고, 산소의 부재하에 광중합이 수행된다.
추가로, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 필름 또는 다층에 관한 것이다.
본 발명은 상기 및 하기 기재된 바와 같은 하나 이상의 광이성질체성 화합물을 포함하는 중합성 LC 물질에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은 액정 디스플레이 또는 다른 광학 또는 전기광학 성분 또는 장치에서 상기 및 하기 기재된 바와 같은 필름 또는 다층의 장식 또는 보안 용을 위한 용도에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은 정렬층, 광학 지연 필름 또는 광학 도파관으로서 상기 및 하기 기재된 바와 같은 필름의 용도에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은 활성 매트릭스 유색 LCD에서 광학 지연 필름으로서 사용하기 위한 상이한 지연을 갖는 두 개 이상의 구역을 포함하는 패턴화된 필름에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은 상기 및 하기 기재한 바와 같은 광학 지연 필름을 포함하는 LCD에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은 스위치가능한 LC 셀의 기판 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 상기 및 하기 기재한 바와 같은 필름, 특히 LCD에서 광학 지연 필름으로서 상이한 지연을 지닌 두 개 이상의 구역 또는 구역의 패턴을 갖는 필름의 용도에 관한 것이다.
추가로, 본 발명은 두 개의 평면 평행 기판(이때, 이들 중 하나 이상은 입사광에 대해 투명함), 상기 두 개의 투명한 기판 중 하나 이상의 내부 상에 제공되고 선택적으로 정렬층과 포개진 전극 층, 및 상기 두 개의 기판 사이에 위치되고 전기장의 인가에 의해 두 개 이상의 상이한 상태 사이에서 스위치가능한 LC 매질에 의해 형성된 LC 셀을 포함하는 LCD 로서, 상기 LC 셀을 형성하는 두 개의 평면 평행 기판 사이에 위치한 상기 및 하기 기재된 중합된 LC 물질을 포함하는 하나 이상의 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는, 상기 및 하기 기재된 바와 같은 LCD에 관한 것이다.
용어의 정의
본원에서 사용된 용어 "필름"은 다소 뛰어난 기계적인 안정도 및 유연성을 보이는 자가-지지(즉, 자유-직립) 필름, 뿐만 아니라 지지된 기판 상 또는 두 개의 기판 사이의 코팅 또는 층을 포함한다.
용어 "액정 또는 메소제닉 물질" 또는 "액정 또는 메소제닉 화합물"은 하나 이상의 막대-형, 보드(board)-형 또는 디스크-형의 메소제닉 기(즉, 액정상 거동을 유도하는 능력을 지닌 기)를 포함하는 물질 또는 화합물을 의미한다. 막대-형 또는 보드-형 기를 지닌 액정 화합물은 당해 분야에 "칼라미틱(calamitic)" 액정으로서 공지되어 있다. 또한, 디스크-형 기를 지닌 액정 화합물은 당해 분야에 "디스코틱(discotic)" 액정으로서 공지되어 있다. 메소제닉 기를 포함하는 화합물 또는 물질은 반드시 액정상 그 자체를 나타내야만 하는 것은 아니다. 또한 이들은 단지 다른 화합물과의 혼합물에서, 또는 메소제닉 화합물 또는 물질, 또는 이들의 혼합물이 중합될 때 액정상 거동을 보이는 것이 가능하다.
간단하게 하기 위해, 본원에서는 용어 "액정 물질"이 액정 물질 및 메소제닉 물질 모두에서 사용된다.
또한, 한 개의 중합성 기를 지닌 중합성 화합물은 "단일반응성" 화합물로서 지칭되고, 두 개의 중합성 기를 지닌 화합물은 "이중반응성" 화합물로서 지칭되며, 세 개 이상의 중합성 기를 지닌 화합물은 "다중반응성" 화합물로서 지칭된다. 또한, 중합성 기를 지니지 않는 화합물은 "비-반응성" 화합물로서 지칭된다.
용어 "반응성 메소겐(RM)"은 중합성 메소제닉 또는 액정 화합물을 의미한다.
용어 "방향자"는 종래 분야에 공지되어 있고 액정 물질에서 메소겐의 긴 분자축(칼라미틱 화합물의 경우) 또는 짧은 분자축(디스코틱 화합물의 경우)의 바람직한 배향 방향을 의미한다.
용어 "평면 구조" 또는 "평면 배향"은 광학축이 실질적으로 필름면에 평행한 필름을 지칭한다.
용어 "호메오트로픽 구조" 또는 "호메오트로픽 배향"은 광학축이 실질적으로 필름면에 수직한, 즉 실질적으로 수직 필름에 평행한 필름을 지칭한다.
용어 "경사진 구조" 또는 "경사진 배향"은 광학축이 필름면에 대해 0 내지 90°의 각 θ으로 기울어진 필름을 지칭한다.
용어 "스플레이 구조(splayed structure)" 또는 "스플레이 배향(splayed orientation)"은 상기 정의된 바와 같은 경사진 배향을 의미하되, 부가적으로 경사각이 필름면에 수직하는 방향으로 0 내지 90°의 범위에서, 바람직하게는 최소값 내지 최대값으로 단조롭게 변화한다.
본원에서 스플레이 필름의 경사각은 달리 기재되지 않는 한, 평균 경사각 θ평균으로서 주어진다.
평균 경사각 θ평균은 하기 수학식 1에 따라 정의된다:
Figure 112012015386718-pat00001
상기 식에서, θ'(d')은 필름 내 두께 d'에서 국소적인 경사각이고, d는 필름의 총 두께이다.
균일한 배향을 지닌 단축의 파지티브 복굴절 액정 물질을 포함하는 평면, 호메오트로픽 및 경사진 광학 필름에서, 필름의 광학축이 액정 물질의 방향자에 의해 주어진다.
광학 필름과 관련하여 사용된 용어 "배향", 예컨대 용어 "스플레이 또는 경사진 배향" 또는 "호메오트로픽 배향" 또는 "평면 배향"은 필름의 광학축의 일반적인 공간 배향 방향을 기재하고자 한다. 광학축 또는 액정 분자가 필름면에 평행한 평면 내에 모두 배향되었지만 상기 평면 내에서는 상이한 구역 내에 상이한 방위각 "배향" 방향을 갖는, 평면 정렬을 갖는 패턴화된 필름과 이를 혼동해서는 안된다.
고함량의 광이성질체성 화합물을 함유한 중합성 LC 물질은 광학 지연 필름의 지연을 용이하게 조절하고 조정하기 때문에, 광이성질체화를 유도하는 방사로 처리된, 고함량의 광이성질체성 화합물을 함유하는 LC 혼합물의 배향된 층이 방사 시간의 증가에 따라 지연에서 큰 감소를 나타내는 효과가 있다. 따라서, 본원발명의 액정 물질로 제조된 필름의 지연은 광범위한 값 내에서 변경될 수 있고, 보다 정확하게, 예컨대 지연 시간을 변화시켜 조절될 수 있다.
또한, LC 물질이 장시간동안 광이성질체화를 위해 사용된 광방사 또는 보다 큰 방사 강도에 노출되는 경우, 그 본래의 평면 배향이 경사진 또는 스플레이 배향으로 변화됨을 나타낸다. 놀랍게도, 이러한 스플레이 필름은 일반적으로 저선경사 기판 상에 형성된 스플레이 LC 필름과 관련된 역경사 결함을 나타내지 않는다. 따라서, 본 발명에 따른 방법은 균일한 스플레이 지연 필름을 제조하는 훌륭한 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 방법에 의해 제조된 필름의 지연 대 방사 시간을 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 방법에 의해 제조된 필름의 지연 대 방사 시간을 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 실시예 2에 따른 화소처리된 광학 필름을 도시하고 있다.
도 4는 본 발명에 따른 광학 필름을 포함하는 활성-매트릭스 유색 LCD를 개략적으로 도시하고 있다.
도 5는 본 발명에 따른 광학 필름을 포함하는 상호 굴곡성 유색 LCD를 개략적으로 도시하고 있다.
본 발명의 한 양상은 LC 물질의 상이한 지연을 지닌 두 개 이상의 구역 및 상이한 배향을 지닌 두 개 이상의 구역을 포함하는 것을 특징으로 하고, 이때 지연 내의 상이한 상기 구역은 또한 배향 내에서 상이하거나 상이한 구역이 될 수 있는, 중합된 액정 물질을 포함하는 패턴화된 필름에 관한 것이다. 따라서, 예컨대 한 실시양태는 지연 및 배향 둘 다에서 상이한 제 1 및 제 2 구역의 패턴을 지닌 필름에 관한 것이다. 또다른 실시양태는 예컨대, 지연 및 배향 중 하나에서 상이한 제 1, 제 2 구역, 및 상기 제 1 및 제 2 구역 중 하나 이상으로부터 지연 및 배향 중 하나 이상에서 상이한 제 3 구역의 패턴을 지닌 필름에 관한 것이다. 또다른 실시양태는 예컨대, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 구역의 패턴을 지닌 필름에 관한 것으로, 이들 각각은 각각의 다른 구역과 상이한 지연을 갖고, 상기 구역 중 두 개는 동일한 배향을 갖는다. 다른 조합이 또한 가능하다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 패턴화된 필름이 중합성 LC 물질의 중합 또는 가교 결합에 의해, 바람직하게는 상기 기재한 단계 (a) 내지 (e)를 포함하는 방법에 의해 제조된다. 본 발명에서 기재한 특정 조건 및 물질과는 별도로, 단계 (a) 내지 (e)는 당해 분야의 숙련자에게 공지되고 본 문헌에서 기재된 표준 과정에 따라 수행될 수 있다.
중합성 LC 물질은 광이성질체성 화합물, 바람직하게는 광이성질체성 메소제닉 또는 LC 화합물, 매우 바람직하게는 광이성질체성이면서 또한 중합성인 화합물을 포함한다. 이성질체성 화합물은 예컨대 E-Z-이성질체화에 의해, 특정 파장의 방사(예, UV-방사)에 노출되는 경우, 그의 형태로 변화된다. 이는 LC 물질의 균일한 평면 배향을 중단시키고, 그의 복굴절을 강하시킨다. 배향된 LC 층의 광학 지연이 층 두께 d의 생성물 dΔn 및 LC 물질의 복굴절 Δn으로서 주어지기 때문에, 복굴절의 강하는 LC 물질의 방사된 부분에서 지연의 감소를 또한 야기한다. 그 후, LC 물질의 배향 및 지연은 방사된 구역 또는 전체 필름의 동일계 중합에 의해 고정된다.
LC 물질의 중합은 예컨대 열 또는 광중합에 의해 달성된다. 광중합이 사용되는 경우, LC 물질의 광이성질체화 및 광중합을 위해 사용된 방사 유형이 동일하거나 상이할 수 있다. LC 물질의 광이성질체화 및 광중합 둘 다에서 야기될 수 있는 파장의 방사, 예컨대 UV-방사를 사용하는 경우, 바람직하게는 광이성질체화 및 광중합의 단계가 상이한 조건, 특히 상이한 기체 기압하에 수행된다. 이러한 경우, 바람직하게는 광이성질체화가 예컨대, 공기 중에서와 같은 산소의 존재하에 수행되고, 광중합은 산소의 부재하에, 특히 바람직하게는 질소 또는 아르곤과 같은 영족 기체와 같은 비활성 기체 기압하에 수행된다. 이성질체화 단계가 산소의 존재하에 또는 공기 중에 수행되는 경우, 산소는 물질 중에 존재하는 광개시제로부터 생성된 자유 라디칼을 소거하여 중합이 일어나지 못하게 한다. 다음 단계에서, 산소 또는 공기가 제거되어 질소 또는 아르곤과 같은 비활성 기체로 대체되어 중합이 일어나게 한다. 이는 공정 단계를 양호하게 조절하도록 한다.
LC 물질 층에서 이성질체화 정도 및 그에 따른 복굴절 변화는 예컨대 방사량, 즉 방사의 강도, 노출 시간 및/또는 방사력을 변화시켜 조절될 수 있다. 또한, 방사 공급원 및 LC 층 사이에 광마스크를 적용함으로서 서로 상이한 지연의 특정 값을 갖는 구역 또는 화소의 패턴을 지닌 필름의 제조가 가능하다. 예를 들어, 두 개의 상이한 지연 값으로 이루어진 필름은 단일, 단색 마스크를 사용하여 생성될 수 있다. 상이한 지연의 다수의 구역을 나타내는 보다 복잡한 필름은 그레이-스케일(grey-scale) 마스크를 사용하여 생성될 수 있다. 목적하는 지연 값을 얻은 후에, LC 층은 중합된다. 이러한 방법으로, 초기 LC 층의 값 내지 0의 범위에 이르는 지연 값을 지닌 중합체 지연 필름을 생성하는 것이 가능하다. LC 물질의 초기 층을 위한 지연 값은 층 두께 및 LC 물질의 개개의 성분의 유형 및 양의 적절한 선택에 의해 조절된다.
바람직하게는, 중합성 LC 물질이 네마틱 또는 스메틱 LC 물질, 특히 네마틱물질이고, 바람직하게는 이중- 또는 다중반응성 비키랄 RM 하나 이상 및 선택적으로 단일반응성 비키랄 RM 하나 이상을 포함한다. 이중- 또는 다중반응성 RM을 사용함으로써, 구조가 영구적으로 고정되고, 높은 기계적인 안정도 및 온도 또는 용매와 같은 외부 영향에 대한 광학 성질의 높은 안정도를 나타내는 가교결합 필름이 제조된다. 따라서, 가교결합 LC 물질을 포함하는 필름이 특히 바람직하다.
본 발명을 위해 사용되는 중합성 메소제닉 단일-, 이중- 및 다중반응성 화합물은 그 자체로 공지된 방법 및 예컨대, 문헌[Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgart]와 같은 유기 화학의 표준 기술 문헌에 기재된 방법에 의해 제조될 수 있다.
중합성 LC 혼합물에서 단량체 또는 공단량체로서 사용될 수 있는 적합한 중합성 메소제닉 화합물의 예는 예컨대, 국제 특허 제 93/22397 호, 유럽 특허 제 0 261 712 호, 독일 특허 제 195 04 224 호, 국제 특허 제 95/22586 호, 국제 특허 제 97/00600 호 및 영국 특허 제 2 351 734 호에 개시되어 있다. 그러나, 이러한 문헌에 개시된 화합물은 본 발명의 범위를 제한하지 않는 예로서만 간주되어진다.
특히, 유용한 중합성 메소제닉 화합물(반응성 메소겐)의 예는 하기에 열거되어 있으며, 이는 오직 예로서만 사용하고 어떠한 방법으로든 본 발명을 제한하려는 의도는 없으며, 본 발명을 설명하기 위한 것이다:
[화학식 R1]
Figure 112012015386718-pat00002
[화학식 R2]
Figure 112012015386718-pat00003
[화학식 R3]
Figure 112012015386718-pat00004
[화학식 R4]
Figure 112012015386718-pat00005
[화학식 R5]
Figure 112012015386718-pat00006
[화학식 R6]
Figure 112012015386718-pat00007
[화학식 R7]
Figure 112012015386718-pat00008
[화학식 R8]
Figure 112012015386718-pat00009
[화학식 R9]
Figure 112012015386718-pat00010
[화학식 R10]
Figure 112012015386718-pat00011
[화학식 R11]
Figure 112012015386718-pat00012
[화학식 R18]
Figure 112012015386718-pat00013
[화학식 R19]
Figure 112012015386718-pat00014
상기 식에서, P는 중합성 기, 바람직하게는 아크릴, 메타크릴, 비닐, 비닐옥시, 프로페닐 에터, 에폭시, 옥세테인 또는 스티릴 기이고, x 및 y는 1 내지 12의 동일하거나 또는 상이한 정수이고, A는 L1에 의해 선택적으로 단일-, 이중- 또는 삼중치환된 1,4-페닐렌, 또는 1,4-사이클로헥실렌이고, u 및 v는 서로 독립적으로 0 또는 1이고, Z0은 -COO-, -OCO-, -CH2CH2-, -CH=CH-, -C≡C- 또는 단일 결합이고, R0는 극성 기 또는 비극성 기이고, L, L1 및 L2는 서로 독립적으로 H, F, Cl, CN 또는 1 내지 7개의 탄소 원자를 지닌 선택적으로 할로겐화된 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알킬카보닐옥시, 알콕시카보닐 또는 알콕시카보닐옥시 기이고, r은 0, 1, 2, 3 또는 4이다. 상기 화학식 내의 페닐 기는 선택적으로 1, 2, 3 또는 4개의 L기에 의해 치환된다.
이와 관련하여, 용어 "극성 기"는 F, Cl, CN, NO2, OH, OCH3, OCN, SCN, 4개 이하의 탄소 원자를 지닌 선택적으로 플루오르화된 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시 기, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 지닌 모노-, 올리고- 또는 폴리플루오르화된 알킬 또는 알콕시 기로부터 선택된 기를 의미한다. 용어 "비극성 기"는 상기 "극성 기"의 정의에 의해 포함되지 않는 1 이상, 바람직하게는 1 내지 12개의 탄소 원자를 지닌 선택적으로 할로겐화된 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 알킬카보닐옥시 또는 알콕시카보닐옥시 기를 의미한다.
상기 화학식 Ig의 화합물과 같은 높은 복굴절을 지닌 아세틸렌 또는 토레인 기를 포함하는 하나 이상의 중합성 화합물을 포함하는 혼합물이 특히 바람직하다. 적합한 중합성 토레인은 예컨대, 영국 특허 제 2,351,734 호에 기재되어 있다.
적합한 광이성질체성 화합물이 종래 분야에 공지되어 있다. 광이성질체성 화합물의 예는 아조벤젠, 벤즈알드옥심, 아조메틴, 스틸벤, 스피로피란, 스피로옥사딘, 펄기드, 다이아릴에텐, 신나메이트를 포함한다. 추가의 예는 유럽 특허 제 1 247 796 호에 기재된 것과 같은 2-메틸렌인데인-1-온 및 유럽 특허 제 1 247 797 호에 기재된 것과 같은 (비스-)벤질리덴사이클로알칸온이다.
특히 바람직하게는, LC 물질이 하나 이상의 신나메이트, 특히 미국 특허 제 5,770,107(P0095421) 호 및 유럽 특허 제 02008230.1 호에 기재된 것과 같은 신나메이트 반응성 메소겐(RM)을 포함한다. 매우 바람직하게는, LC 물질이 하기 화학식 III, IV 및 IV에서 선택된 하나 이상의 신나메이트 RM을 포함한다:
[화학식 III]
Figure 112012015386718-pat00015
[화학식 IV]
Figure 112012015386718-pat00016
[화학식 V]
Figure 112012015386718-pat00017
상기 식에서, P, A 및 v는 상기 주어진 정의를 갖고, L은 상기 정의된 것과 같은 L1의 정의 중 하나를 갖고, Sp는 1 내지 12개의 탄소 원자를 지닌 알킬렌 또는 알킬렌옥시와 같은 스페이서 기, 또는 단일 결합이고, R은 상기에서 정의된 바와 같은 Y 또는 R0이거나 P-Sp로 나타낸다.
상기에서 정의된 바와 같은 극성 말단기 Y를 함유한 신나메이트 RM이 특히 바람직하다. R이 Y인 화학식 III 및 화학식 IV의 신나메이트 RM이 매우 바람직하다.
LC 물질에서 광이성질체화를 야기하는데 사용되는 광방사는 광이성질체성 화합물의 유형에 좌우되고, 이는 당해 분야의 숙련자에 의해 용이하게 선택될 수 있다. 일반적으로, UV-방사에 의해 유도된 광이성질체화를 나타내는 화합물이 바람직하다. 예를 들어, 화학식 III, IV 및 V의 화합물과 같은 신나메이트 화합물에서, 전형적으로 UV-A 범위(320 내지 400nm) 내의 파장 또는 365nm 파장을 지닌 UV-방사가 사용된다.
고함량의 광이성질체성 화합물을 함유한 중합성 LC 물질은 광학 지연 필름의 지연을 용이하게 조절하고 조정하기 때문에, 본 발명의 목적에 특히 유용하다는 것을 알게 되었다. 예를 들어, 광이성질체화를 유도하는 방사로 처리된, 고함량의 광이성질체성 화합물을 함유하는 LC 혼합물의 배향된 층이 방사 시간의 증가에 따라 지연에서 큰 감소를 나타낸다. 상기 물질에서, 지연은 약간의 지연의 변화만을 나타내는 물질과 비교하여, 광범위한 값 내에서 변경될 수 있고, 보다 정확하게, 예컨대 지연 시간을 변화시켜 조절될 수 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 바람직한 실시양태에 따라, 중합성 LC 물질의 중합성 성분은 12몰% 이상의 광이성질체성 화합물, 바람직하게는 신나메이트 RM, 가장 바람직하게는 화학식 III, IV 및 V에서 선택된 화합물을 포함한다.
용어 "중합성 성분"은 전체 중합성 혼합물에서 중합성 메소제닉 및 비-메소제닉 화합물을 지칭한다(즉, 다른 비-중합성 성분 및 개시제, 계면활성제, 안정화제, 용매 등과 같은 부가제를 포함하지 않는다).
바람직하게는, LC 물질의 중합성 성분이 12 내지 100몰%, 매우 바람직하게는 40 내지 100몰%, 특히 60 내지 100몰%, 가장 바람직하게는 80 내지 100몰%의 광이성질체성 화합물, 바람직하게는 신나메이트 RM, 가장 바람직하게는 화학식 III, IV 및 V에서 선택된 화합물을 포함한다.
또다른 바람직한 실시양태에서, LC 물질의 중합성 성분은 20 내지 99몰%, 바람직하게는 40 내지 80몰%, 가장 바람직하게는 50 내지 70몰%의 광이성질체성 화합물, 바람직하게는 신나메이트 RM, 가장 바람직하게는 화학식 III, IV 및 V에서 선택된 화합물을 포함한다.
또다른 바람직한 실시양태에서, LC 물질의 중합성 성분은 100몰% 광이성질체성 RM, 바람직하게는 신나메이트 RM, 가장 바람직하게는 화학식 III, IV 및 V에서 선택된 화합물을 포함한다.
중합된 필름에서 LC 분자의 경사각 θ(방향자)는 지연 측정으로부터 측정될 수 있다. 이러한 측정은, LC 물질이 장시간동안 광이성질체화를 위해 사용된 광방사 또는 보다 큰 방사 강도에 노출되는 경우, 그 본래의 평면 배향이 경사진 또는 스플레이 배향으로 변화됨을 나타낸다. 놀랍게도, 이러한 스플레이 필름은 일반적으로 저선경사 기판 상에 형성된 스플레이 LC 필름과 관련된 역경사 결함을 나타내지 않는다. 따라서, 본 발명에 따른 방법은 균일한 스플레이 지연 필름을 제조하는 훌륭한 방법을 제공한다.
따라서, 본 발명의 제 2 바람직한 실시양태에 따라, 필름 내에 LC 물질의 배향은 LC 물질에서 이성질체화를 야기시키기 위해 사용된 광방사의 방사 시간 및/또는 강도를 변화시켜 조절된다.
또한, 이러한 제 2 바람직한 실시양태는 상기 단계 (a) 내지 (e)에서 기재한 바와 같이 평면 배향을 갖는 중합성 LC 물질의 층에서 배향을 변화시킴으로써, 스플레이 구조를 갖고, 역경사 결함의 감소된 수를 나타내거나, 또는 경사 결함을 함유하지 않는 중합된 LC 필름을 제조하는 방법에 관한 것이다.
또한, 이러한 실시양태는 바람직하게는 3㎛ 미만의 두께, 매우 바람직하게는 0.5 내지 2.5㎛의 두께를 갖는, 상기 방법에 의해 제조된 스플레이 필름에 관한 것이다.
최적 방사 시간 및 방사 강도는 사용된 LC 물질의 유형, 특히 LC 물질 내의 광이성질체성 화합물의 유형 및 양에 따라 좌우된다.
상기 언급된 바와 같이, 예컨대 신나메이트 RM을 함유한 중합성 LC 물질의 지연의 감소는 고농도의 신나메이트 RM을 지닌 혼합물에서 보다 크다. 반면에, 고함량의 UV-광선을 지닌 중합성 LC 물질의 방사는 스플레이 필름을 형성하게 한다.
따라서, LC 층에서 지연 및 배향의 변화를 조절하기 위한 또다른 방법은, 광이성질체성 화합물의 농도의 작용으로서 광이성질체화에 의해 달성된 지연의 최대 감소를 한정하고 LC 층 내에서 평면 배향을 여전히 유지함으로써 이루어진다.
본 발명에 따른 필름을 제조하는 방법에 사용하기 위한 중합성 LC 혼합물에서, 평면으로부터 스플레이로 배향 변화가 요구되지 않는 경우, 중합성 성분은 바람직하게는 40 내지 90몰%, 매우 바람직하게는 50 내지 70%의 화학식 III, IV 및/또는 V의 광이성질체성 신나메이트 화합물을 포함한다.
본 발명에 따른 필름을 제조하는 방법에 사용하기 위한 중합성 LC 혼합물에서, 평면으로부터 스플레이로 배향 변화가 바람직한 경우, 중합성 성분은 바람직하게는 100%의 화학식 III, IV 및/또는 V의 광이성질체성 신나메이트 화합물을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 필름을 제조하는 방법에 사용하기 위한 중합성 LC 혼합물은, 평면으로부터 스플레이로 배향 변화가 바람직한 경우, 바람직하게는 R이 알킬 기인 화학식 III 또는 IV의 광이성질체성 신나메이트 화합물을 포함하지 않는다.
광마스크 기법을 사용함으로서, 상기 제 2 바람직한 실시양태에 따른 방법을 사용하여 상이한 배향 및/또는 상이한 지연을 지닌 구역을 포함하는 패턴화된 필름을 제조할 수 있다.
평면 배향을 갖는 하나 이상의 구역 및 스플레이 배향을 갖는 하나 이상의 구역을 포함하는 필름이 특히 바람직하다.
지연이 0인 하나 이상의 구역을 포함하는 필름이 더욱더 바람직하다.
또한, 상기 기재한 방법을 사용하여 다중 중합된 LC 필름을 포함하고, 각각 LC 물질의 상이한 배향을 갖는 다층을, 바람직하게는 상기 기재된 단계 (A), (B) 및 (C)를 포함하는 방법에 의해 제조할 수 있다.
2 이상, 매우 바람직하게는 2, 3, 또는 4 중합된 LC 필름을 포함하는 다층이 특히 바람직하다.
예를 들어, 제 1 중합된 평면 LC 필름은 상기 기재한 바와 같이 제조된다. 이러한 필름은 기판으로서 사용되고, 연이어 동일한 LC 혼합물의 제 2 층으로 코팅된다. 또한, 제 2 층은 평면 배향으로 정렬된다. 따라서, 2개의 평면 중합된 LC 필름을 포함하는 스택이 제조될 수 있다. 예컨대, 중합되기 전에 충분한 양의 UV-광선으로 제 2 층이 방사되는 경우, 스플레이 구조를 나타낸다. 따라서, 평면 및 스플레이 중합된 LC 필름을 포함하는 스택이 제조될 수 있다.
예컨대, 중합되기 전에 충분한 양의 UV-광선으로 제 1 층 내의 LC 혼합물이 방사되는 경우, 제 1 층은 스플레이 LC 필름을 나타낸다. 중합되기 전에 동일한 LC 혼합물의 제 2 층이 상기 스플레이 필름 상으로 코팅되고 방사되는 경우, 제 2 층은 호메오트로픽하게 정렬된 층을 형성하여, 스플레이의 스택 및 호메오트로픽 필름이 제조될 수 있다.
평면 배향을 갖는 하나 이상의 층 및 스플레이 배향을 갖는 하나 이상의 층을 포함하는 다층이 특히 바람직하다.
스플레이 배향을 갖는 하나 이상의 층 및 호메오트로픽 배향을 갖는 하나 이상의 구역을 포함하는 다층이 더욱더 바람직하다.
또한, 상기 방법을 조합하여 상이한 배향을 지닌 구역 및 상이한 지연을 지닌 구역의 패턴을 갖는 필름을 제조할 수 있다.
또한, 상기 방법을 조합하여 한 층 이상이 상이한 배향 및/또는 상이한 지연을 지닌 구역의 패턴을 갖는, 두 개 이상의 층을 포함하는 다층을 제조할 수 있다.
제 3 바람직한 실시양태에서, 본 발명에 따른 필름은 디스플레이의 스위치가능한 LC 셀의 외부가 아니라 기판, 일반적으로 유리 기판 사이에서 LCD에서 광학 지연 필름으로서 사용되어 스위치가능한 LC 셀을 형성하고 스위치가능한 LC 매질을 함유한다(인셀 용도).
광학 지연기가 일반적으로 LC 셀 및 편광기 사이에 배치된 통상적인 디스플레이와 비교하여, 광학 지연 필름의 인셀 용도는 몇가지 장점을 가진다. 예를 들어, 광학 필름이 LC 셀을 형성하는 유리 기판의 외부에 부착되는 디스플레이는 일반적으로 시야각 성질을 심각하게 손상시킬 수 있는 시차 문제를 겪게 된다. 지연 필름이 LC 디스플레이 셀 내부에서 제조되는 경우, 이러한 시차 문제는 감소되거나 심지어 피할 수 있다.
바람직하게는, 상기 실시양태에 따른 LCD는 하기 (1) 내지 (4)를 포함한다:
(1) 하기 열거된 순서(11 내지 17)로 셀의 가장자리로부터 시작하여 중심쪽으로 배치된, 하기 부재를 포함하는 액정(LC) 셀;
(11) 하나 이상이 입사광에 투명한, 서로 평행한 제 1 및 제 2 기판 평면,
(12) 상기 LC 셀의 개개의 화소를 개별적으로 스위치하는데 사용될 수 있는, 상기 기판 중 하나 상의 비선형 전기 소자들의 어레이(array)(상기 소자는 바람직하게는 트랜지스터와 같은 능동 소자, 매우 바람직하게는 TFT임),
(13) 상기 기판 중 하나 상에, 바람직하게는 비선형 소자들의 어레이를 갖는 기판에 대향하는 기판 상에 제공된 유색 필터 어레이(상기 유색 필터는 선택적으로 평탄화 층으로 덮힘),
(14) 상기 제 1 기판의 내부 상에 제공된 제 1 전극 층,
(15) 선택적으로, 상기 제 2 기판의 내부 상에 제공된 제 2 전극 층,
(16) 선택적으로, 상기 제 1 및 제 2 전극 상에 제공된 제 1 및 제 2 정렬층, 및
(17) 전기장의 인가에 의해 두 개 이상의 상이한 상태 사이에서 스위치가능한 LC 매질;
(2) LC 셀의 한 측면 상의 제 1 선형 편광기,
*(3) 선택적으로, LC 셀의 제 1 선형 편광기 측면에 대향하는 측면 상의 제 2 선형 편광기, 및
(4) LC 셀의 제 1 및 제 2 기판 사이에서, 바람직하게는 유색 필터 및 액정 매질 사이에서, 매우 바람직하게는 유색 필터 및 상기 전극 층 중 하나 사이에서 또는, 평탄화 층이 존재하는 경우, 평탄화된 층 및 상기 전극 층 중 하나 사이에서 배치되는 것을 특징으로 하는, 하나 이상의 패턴화된 광학 지연 필름.
두 개의 기판(11a, 11b), TFT 어레이(12), 유색 필터 어레이(13a), 평탄화 층(13b), 전극 층(14), 및 선택적으로 전극 층(15), 선택적으로 두 개의 정렬 층(16a, 16b), LC 매질(17) 및 평탄화 층 및 LC 매질 사이에 위치하고 또다른 정렬층(16c) 상에 선택적으로 제공된 본 발명에 따른 광학 지연 필름(4)을 포함하는, 상기 바람직한 실시양태에 따른 LCD는 도 4에서 대표적으로 도시된다.
디스플레이 방식에 따라, 정렬층(16a 및/또는 16b) 및 전극 층(14 및 15) 중 하나가 또한 생략될 수 있다. 바람직하게는, 정렬층(16c)이 광학 지연 필름(4) 및 평탄화 층(13b) 사이에 존재한다.
또한, 광학 지연 필름(4)은 평탄화 층(13b)의 부재하에 유색 필터 어레이(13a) 상에 직접적으로(즉, 중간 층의 부재하에) 위치하여, 광학 지연 필름이 평탄화 층으로서 작용할 수 있다. 또한, 광학 지연 필름(4)이 유색 필터 어레이(13a) 및 평탄화 층(13b)의 사이에 위치할 수 있다. 바람직하게는, 정렬층(16c)이 광학 지연 필름(4) 및 유색 필터(13a) 사이에 존재한다.
특히 바람직하게는, 광학 지연 필름(4)이 디스플레이 셀 내부의 유색 필터(13a) 또는 평탄화 층(13b)의 상부에서 직접적으로 제조된다. 즉, 정렬층에 의해 선택적으로 도포된 유색 필터 또는 평탄화 층은 LC 필름 제조에서 기판으로서 작용한다.
유색 필터(13a)로서, 평판 디스플레이에서 사용하기 위해 종래 분야에 공지된 임의 표준 유색 필터가 사용될 수 있다. 전형적으로, 상기 유색 필터는 원색의 적색, 녹색 및 청색(R, G, B) 중 하나를 투과하는 상이한 화소의 패턴을 갖는다. 바람직하게는, 광학 지연 필름(4)이 세 개의 상이한 지연을 지닌 화소의 패턴을 나타내고, 이들 각각은 선형 편광된 광선을 원형 편광된 광선으로 전환하는 효율이 R, G 및 B 색상 중 하나에 대해 최적화되게 조정되고, 바람직하게는 유색 필터의 각 R-, G- 또는 B-화소가 이들 색상에 대해 최적화된 지연을 갖는 광학 지연 필름의 상응하는 화소에 의해 도포되도록 유색 필터 상에 위치한다.
본 발명에 따른 필름의 두께, 또는 다층의 경우 단일 층의 두께는 바람직하게는 0.5 내지 2.5μ, 매우 바람직하게는 0.6 내지 2μ, 가장 바람직하게는 0.7 내지 1.5μ이다.
본 발명에 따른 필름 또는 층의 상-축 지연(즉, 0°시야각)은 바람직하게는 60nm 내지 400nm, 특히 바람직하게는 100nm 내지 350nm이다.
LCD에서 실제 적용을 위해, 광학 지연 필름이 입사광의 파장의 대략 0.25배의 지연, 또는 4분의 1 파장 지연판 또는 필름(QWF) 또는 λ/4-판으로서 종래 분야에 공지된 지연을 나타내는 것이 특히 바람직하다. QWF로서 사용하기 위한 특히 바람직한 지연은 90 내지 200nm, 바람직하게는 100 내지 175nm이다.
하나 이상, 바람직하게는 한 개, 두 개 또는 세 개의 상이한 지연 값을 지닌 구역을 포함하는 지연 필름이 더욱더 바람직하며, 상기 값 각각은 선형 편광된 광선을 원형 편광된 광선으로 전환하는 효율이 원색의 적색, 녹색 및 청색(R, G, B) 중 하나의 광선에 대해 최적화되도록 조정된다. 특히, 지연의 상기 값은 하기에 제시된 바를 따른다.
600nm의 파장의 적색 광선에 대한 지연은 140 내지 190nm, 바람직하게는 145 내지 180nm, 매우 바람직하게는 145 내지 160nm, 가장 바람직하게는 150nm이다.
550nm의 파장의 녹색 광선에 대한 지연은 122 내지 152nm, 바람직하게는 127 내지 147nm, 매우 바람직하게는 132 내지 142nm, 가장 바람직하게는 137nm이다.
450nm의 파장의 청색 광선에 대한 지연은 85 내지 120nm, 바람직하게는 90 내지 115nm, 매우 바람직하게는 110 내지 115nm, 가장 바람직하게는 112nm이다.
또한, 본 발명에 따른 필름은 LC 물질을 위한 정렬 층으로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따라 중합된 LC 필름을 사용하여 그 위에 코팅된 중합성 LC 물질의 후속 층을 정렬하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 중합된 LC 필름의 스택이 제조될 수 있다. 제 1 중합된 LC 층의 배향은 후속 층 상의 정렬에 영향을 미치고, LC 물질에서 정렬은 광이성질체성 화합물의 방사 강도, 시간 및 양의 변화에 의해 변화될 수 있기 때문에, 평면, 호메오트로픽 및 스플레이 필름의 상이한 조합을 지닌 스택을 제조할 수 있다.
중합된 LC 필름을 제조하기 위해, 중합성 LC 혼합물이 바람직하게는 기판 상에 코팅되고, 바람직하게는 평면 배향으로 정렬되고, 예컨대 열 또는 화학 방사에 노출시켜 동일계에서 중합되어, LC 분자의 배향을 고정한다. 정렬 및 경화는 혼합물의 LC 상에서 수행된다. 이러한 기법은 당해 분야에 공지되어 있고, 예컨대 문헌[D. J. Broer, et al., Angew. Makromol. Chem. 183, (1990), 45-66]에 기재되어 있다.
예를 들어, LC 물질의 정렬은 물질이 코팅되는 기판의 처리에 의해, 코팅되는 동안 또는 그 후에 물질을 전단시킴으로서, 코팅된 물질로 자기장 또는 전기장의 인가에 의해, 또는 표면-활성 화합물을 LC 물질에 첨가함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 정렬 기법의 개관은 문헌[I. Sage in "Thermotropic Liquid Crystals", edited by G. W. Gray, John Wiley & Sons, 1987, pages 75-77] 및 문헌[T. Uchida and H. Seki in "Liquid Crystals-Applications and Uses Vol. 3", edited by B. Bahadur, World Scientific Publishing, Singapore 1992, pages 1-63]에 의해 주어진다. 정렬 물질의 개관 및 기법은 문헌[J. Cognard, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 78, Supplement 1(1981), pages 1-77]에 의해 주어진다.
바람직한 실시양태에서, 중합성 LC 물질은 기판 상에 LC 분자의 평면 정렬을 유도하거나 또는 강화하는 부가제를 포함한다. 바람직하게는, 부가제가 하나 이상의 계면활성제를 포함한다. 예를 들어, 적합한 계면활성제는 문헌[J. Cognard, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 78, Supplement 1, 1-77(1981)]에 기재되어 있다. 비-이온성 계면활성제가 특히 바람직하고, 매우 바람직하게는 예컨대 시판되는 플루오로탄소 계면활성제 플루오라드 FC-171(Fluorad FC-171, 등록상표; 3M 캄파니(3M Co.)로부터 입수가능), 또는 조닐 FSN(Zonyl FSN, 등록상표; 듀폰(Dupont)으로부터 입수가능)과 같은 플루오로탄소 계면활성제, 및 영국 특허 제 0227108.8 호에 기재된 계면활성제이다.
바람직하게는, 중합성 LC 물질이 용매, 바람직하게는 유기 용매 중에 용해되거나 분산된다. 그 후, 용액 또는 분산액은 예컨대 스핀-코팅 또는 다른 공지된 기법으로 기판 상에 코팅되고, 중합되기 전에 용매는 증발 제거된다.
중합성 LC 물질은 중합성 결합제 또는 중합성 결합제를 형성할 수 있는 하나 이상의 단량체 및/또는 하나 이상의 분산 보조제를 부가적으로 포함할 수 있다. 적합한 결합제 및 분산 보조제는 예컨대 국제 특허 제 96/02597 호에 개시되어 있다. 그러나, 결합제 또는 분산 보조제를 함유하지 않는 LC 물질이 특히 바람직하다.
예를 들어, 열 또는 화학 방사에 노출시켜 중합을 달성할 수 있다. 화학 방사는 UV 광선, IR 광선 또는 가시 광선과 같은 광선을 사용한 방사, X-선 또는 감마선을 사용한 방사, 또는 이온 또는 전자와 같은 고 에너지 입자를 사용한 방사를 의미한다. 바람직하게는, 중합이 비흡수 파장에서 UV 방사에 의해 수행된다. 화학 방사의 공급원으로서, 예컨대 단일 UV 램프 또는 UV 램프 세트를 사용할 수 있다. 높은 램프 전원을 사용하는 경우, 경화 시간이 감소될 수 있다. 화학 방사의 또다른 가능한 공급원은 UV 레이져, IR 레이져 또는 가시광선 레이져와 같은 레이져이다.
바람직하게는, 중합이 화학 방사선의 파장을 흡수하는 개시제 존재하에 수행될 수 있다. 예를 들어, UV 광선으로 중합하는 경우, UV 방사하에 분해될 수 있는 광개시제를 사용하여 중합 반응을 시작하는 자유 라디칼 또는 이온을 생성할 수 있다. 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기를 지닌 중합성 물질을 경화하는 경우, 바람직하게는 라디칼 광개시제가 사용되고, 비닐, 에폭사이드 및 옥세테인 기를 지닌 중합성 물질을 경화하는 경우, 바람직하게는 양이온성 광개시제를 사용한다. 또한 가열시 분해되는 중합 개시제를 사용하여 중합을 시작하는 자유 라디칼 또는 이온을 생성하는 것이 가능하다. 라디칼 중합을 위한 광개시제로서 예컨대, 시판되는 이르가큐어(Irgacure) 651, 이르가큐어 184, 다로큐어(Darocure) 1173, 또는 다로큐어 4205(모두 시바 게이쥐 아게(Ciba Geigy AG)에서 입수가능)를 사용할 수 있는 반면, 양이온성 광중합의 경우 시판되는 UVI 6974(유니온 카바이드(Union Carbide)를 사용할 수 있다.
중합성 LC 물질은 예컨대, 촉매, 감광제, 안정화제, 억제제, 쇄 전달제, 공-반응 단량체, 표면-활성 화합물, 윤활제, 습윤제, 분산제, 소수성제, 접착제, 흐름 증진제, 소포제, 탈기기, 희석제, 반응성 희석제, 보조제, 착색제, 염료 또는 안료와 같은 하나 이상의 다른 적합한 성분을 부가적으로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 광학 지연 필름은 통상적인 LCD에서, 특히 예컨대 ECB(전기적으로 제어된 복굴절(electrically controlled birefringence)), CSH(컬러 수퍼 호메오트로픽(colour super homeotropic)), VAN 또는 VAC(수직으로 정렬된 네마틱 또는 콜레스테릭(vertically aligned nematic or cholesteric)) 디스플레이, MVA(다중-도메인 수직으로 정렬된(multi-domain vertically aligned)) 또는 PVA(패턴화된 수직으로 정렬된(patterned vertically aligned)) 디스플레이와 같은 DAP(정렬된 상의 변형(deformation of aligned phases)) 또는 VA(수직으로 정렬된(vertically aligned)) 방식에서, OCB(광학적으로 보상된 벤드 셀 또는 광학적으로 보상된 복굴절(optically compensated bend cell or optically compensated birefringence)), R-OCB(반사 OCB), HAN(혼성 정렬된 네마틱(hybrid aligned nematic) 또는 π-셀 디스플레이와 같은 벤드 방식 또는 혼성 유형 디스플레이의 디스플레이에서, 또한 TN(비틀린 네마틱(twisted nematic)), HTN(높게 비틀린 네마틱(highly twisted nematic)) 또는 STN(크게 비틀린 네마틱(super twisted nematic)) 방식의 디스플레이에서, AMD-TN(활성 매트릭스 유도된 TN(active matrix driven TN)) 디스플레이에서, 또는 "수퍼 TFT(super TFT)" 디스플레이로서 또한 공지된 IPS(평면 내 스위칭(in plane switching)) 방식의 디스플레이에서 지연 또는 보상 필름 또는 정렬층으로서 사용될 수 있다.
TN, STN, VA 및 IPS 디스플레이, 특히 활성-매트릭스 유형의 것이 특히 바람직하다. 상호 굴곡성(transflective) 디스플레이가 더욱더 바람직하다.
상기 기재된 것 외에 다른 목적을 위한 광학 또는 전기광학 장치, 예컨대 정렬 층, 광학 필터 또는 편광 선속 분할기로서, 또는 장식 또는 보안 용도에서 본 발명에 따른 필름이 또한 사용될 수 있다.
예를 들어, 장식 또는 보안 용도에서 복굴절 마킹, 이미지 또는 패턴으로서 이들이 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 방법으로, 교차된-편광기들 사이에서 단지 관찰되는 필름에서 네가티브 이미지를 생성하는 것이 가능하다. 이들 필름의 바람직한 용도는 가격 더큐먼트(document)의 위조를 확인하고 방지하기 위한 보안용 마킹 또는 보안용 스레드(thread)로서, 또는 숨겨진 이미지, 정보 또는 패턴의 확인을 위한 것이다. 따라서, 이는 소비재 제품 또는 가정용품, 차체, 포일, 포장 물질, 의복 또는 직물에 적용될 수 있고, 플라스틱에 혼입되거나 또는 은행권, 신용 카드 또는 ID 카드, 국제 ID 더큐먼트, 라이센스 또는 스탬프, 티켓, 주식, 수표 등과 같은 통화 가격을 지닌 임의 제품과 같은 가격 더큐먼트 상에 적용될 수 있다.
복굴절 마킹으로서 사용하기 위해, 예컨대 유럽 특허 제 02019792.7 호에 기재된 금속 또는 금속화된 필름 또는 포일과 같은 반사 기판 상에서 제공되거나 또는 직접적으로 제조된 패턴화된 필름이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 방법을 사용함으로써, 일정한 두께 및 그레이디드 굴절률(graded refractive index), 즉 한쪽 가장자리에서 반대쪽 가장자리까지 필름면에 평행한 방향으로 연속적으로 감소되는 굴절률을 갖는 큰 측면 크기를 지닌 필름을 생성하는 것이 또한 가능하다.
예를 들어, 상기 필름은 후술되는 바와 같이 제조될 수 있다: 상기 및 하기 기재한 것과 같은 중합성 LC 물질은 평면 정렬을 유도하는 마찰된 폴리이미드 정렬층을 구비한 두 개의 평면-평행 기판에 의해 형성된 셀로 흐름-충전된다. 그 후 LC 물질은, 한 구역에서 UV 통과 없고, 점차적으로 모든 UV가 통과되는 구역으로 이동되도록 생성되는, 그레이-스케일 마스크를 통해 상기 기재한 바와 같이 이성질체화 된다. 이는 두께를 일정하게 유지하면서, 필름의 굴절률을 점차적으로 변화시켜 생성된다. 그 후, LC 물질 필름은, 예컨대 광중합에 의해 동일계에서 중합되고, 중합체 필름은 셀로부터 제거된다. 그 후, 이는 필름의 좁은 부분을 통과하는 광선에 대한 광학 도파관에 적합한 그레이디드 굴절률을 지닌 필름을 제공한다.
수 밀리미터의 범위의 필름 두께를 얻기 위해, 바람직하게는 중합성 LC 물질이 두 개의 기판 사이에서, 예컨대 유리 또는 석영 판과 같은 두 개의 경질 기판에 의해 형성된 셀에서 코팅, 정렬 및 중합된다. 예를 들어, 상기 필름은 광학 도파관으로서 사용될 수 있다.
예를 들어, 국제 특허 제 01/72037 호, 및 국제 특허 제 02/060187 호에는, 큰 면적의 평판 디스플레이 또는 프로젝션 디스플레이로서 사용하기 위한 광학 도파관이 개시되어 있다. 도파관은 1m 초과에 이르는 측면 크기, 및 예컨대, 시트의 한 쪽 가장자리에서 반대쪽 가장자리까지 연속적으로 감소하는 0.5 내지 2.5mm의 두께를 갖는 평평한-쐐기 형 유리 또는 플라스틱판으로 이루어진다. 레이져 광선과 같은 광선은, 광선이 쐐기를 벗어나는 임계각에 도달할 때까지, 증가하는 반사각으로 내부 표면에서 반사되면서, 보다 큰 두께를 갖는 작은 면에서 쐐기에 입사되고 쐐기의 내부로 전파된다. 광선이 쐐기로 입사하는 입사각은, 쐐기를 떠나기 전에 쐐기의 내부에서 얼마 만큼 광선이 이동하는지에 따라 조절된다. 다르게는, 쐐기형에 대해 국제 특허 제 02/060187 호에서는 표면 중 하나에 부조 세공한 회절 격자를 지닌 평판의 사용을 제시하고 있다. 그러나, 쐐기-형 판 또는 부조 세공한 회절 격자를 지닌 큰면적의 판의 제조는 예컨대, 유리 또는 아크릴과 같은 값비싼 광학 성질 물질의 복잡한 가공을 높은 정확도로 할 것을 요구한다.
이러한 결점은 일정한 두께 및 그레이디드 굴절률 그래디언트를 갖는 본 발명에 따른 필름을 사용하여 피할 수 있다. 굴절률 그래디언트 때문에, 필름은 일정한 굴절률을 갖지만 두께의 그래디언트를 갖는 쐐기와 광학적으로 유사한 방법으로 작동할 수 있으나, 쐐기형 또는 표면 격자를 얻기 위한 필름의 가공은 필요하지 않다.
또한, 본 발명에 따른 다층 또는 패턴화된 지연 필름이 미국 특허 제 6,437,915 호에 기재된 시차 장벽과 같은 광학 효과를 위해 사용될 수 있다.
하기 실시예는 본 발명의 한정없이 본 발명을 설명하고자 한다. 이 실시예에서, 달리 기재되지 않는 한, 모든 온도는 섭씨 온도로 주어지고 모든 퍼센트는 중량%로서 주어진다.
[실시예]
실시예 1
중합성 성분이 오직 이성질체성 RM으로 이루어진(즉, 중합성 성분 중 이성질체성 화합물의 총량이 100몰%), 중합성 LC 혼합물 M1을 배합하였다:
M1
화학식 1 9.0%
화학식 2 23.0%
화학식 3 14.4%
화학식 4 18.0%
화학식 5 17.0%
화학식 6 17.0%
이르가큐어 651 1.0%
플루오라드 FC 171 0.6%
Figure 112012015386718-pat00018
Figure 112012015386718-pat00019
Figure 112012015386718-pat00020
Figure 112012015386718-pat00021
Figure 112012015386718-pat00022
Figure 112012015386718-pat00023
화학식 1 내지 6의 화합물은 종래 분야에 공지되어 있다. 이르가큐어 651은 시판되는 광개시제이다(스위스, 바젤 시바 아게로부터 입수). 플루오라드 FC 171은 시판되는 비-이온성 플루오로탄소 계면활성제이다(3M으로부터 입수).
혼합물을 용해시켜 자일렌 중 50중량% 용액을 생성시켰다. 이러한 용액을 여과(0.2㎛ PTFE 막)하고 유리/마찰된 폴리이미드 슬라이드(제펜 신세틱 러버(Japan Synthetic Rubber)로부터 입수한 저선경사 폴리이미드 JSR AL 1054) 상에서 스핀 코팅시켰다. 기간을 변화하면서 공기 중에서 20mWcm-2 365 nm 방사에 필름을 노출시켰다. 이어서, N2-대기 중에 60초 동안, 20mWcm-2 UV-A 방사를 사용하여 필름을 광중합시켰다. 편광기 축에 대한 45°각도로 필름의 배향 축을 지닌 평행한 편광기 사이에서 필름의 투과를 측정하여 -60° 내지 +60°의 시야각에서의 제조된 각 샘플의 지연을 측정하였다. 420 내지 800nm의 파장에서, 광원으로서 텅스텐 램프를 사용하여 오리엘 스펙트로그래프(Oriel Spectrograph)로 광 투과를 측정하였다(문헌[O. Parri et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst., Vol 332, p273, 1999]참조). 수직 입사(0°)에서 지연 값은 방사 시간의 함수에 따라 도 1에 도시되어 있다.
*도 1로부터, 365nm 광선으로의 연속된 방사는 보다 낮은 지연 값을 지닌 필름을 야기함이 명백하다. 300초 동안 노출된 필름은 0의 지연을 갖음을 알게 되었다. KLA 텐코르 알파-스텝 500(KLA Tencor alpha-step 500)을 사용하여, 중합된 샘플의 각 두께를 연이어 측정하였고, 실험 오차 내에서, 1.1±0.1㎛에서 일정함을 알게 되었다. 필름 두께가 일정하게 유지되는 동안 필름의 지연이 감소하기 때문에, 필름의 복굴절 또한 감소한다.
또한, 필름 중 LC-분자의 경사각 θ(방향자)은 지연 측정으로부터 측정하였다. 이러한 측정은 365nm 방사에 20초 이하의 시간 동안 노출된 필름이 이들의 본래의 평면 배향을 유지하는 것으로 보여진다. 25초 또는 365nm 방사 이상에 노출된 필름은 스플레이 배향을 갖는다. 놀랍게도, 이러한 스플레이 필름은 이들이 저선경사 기판 상에 형성되는 경우, 상기 LC-필름과 일반적으로 관련된, 임의 역 경사 결함을 나타내지 않았다. 따라서, 이 방법은 균일한, 스플레이 지연 필름을 제조하는 훌륭한 방법을 제공한다.
스플레이 지연 필름 제조 뿐만 아니라, 평면 4분의 1 지연판을 제조하는 것이 또한 바람직하다. 상기 층은 청색 화소가 450nm에서 조정되고, 적색 화소가 600nm에서 조정된다면, 150nm의 초기 값으로부터, 대략 40nm의 지연 강하를 요구한다. 지연 범위의 정확한 요건은 사용된 디스플레이 유형에 좌우된다. 상기 혼합물 M1을 사용하여 생성된 필름은 지연에서 이러한 강하를 제공한다. 동시에, 이들 필름은 평면 정렬로부터 스플레이까지 또한 변화된다.
실시예 2
비-이성질체성 반응성 메소겐(화학식 7) 32중량%를 함유한, 중합성 LC 혼합물 M2를 배합하였다:
M2 :
화학식 3 14.4%
화학식 4 18.0%
화학식 5 17.0%
화학식 6 17.0%
화학식 7 32.0%(비-이성질체성)
이르가큐어 651 1.0%
플루오라드 FC 171 0.6%
Figure 112012015386718-pat00024
상기 M2에서, 중합성 성분(화학식 3 내지 7의 화합물로 구성) 중 이성질체성 화학식 3 내지 6의 화합물의 총량은 72.8몰%, 및 중합성 성분 중 비-이성질체성 화학식 7의 화합물 양은 27.2몰%이다.
이러한 혼합물의 필름을 실시예 1에서 기재한 바와 같이 제조하고 분석하였다. 도 2에서, 방사 시간의 함수로서 수직 입사에서의 지연을 플롯하였다.
지연 데이터로부터 필름 중 LC-분자의 배향을 또한 측정하였다. 20mWcm-2 365nm 광선의 75초 노출 후에, 제조된 필름은 평면에서 스플레이로 변화함을 알게 되었다. 따라서, 이러한 혼합물의 필름은 실시예 1의 필름 보다 양호한 평면 정렬을 유지하였다. 필름의 두께를 측정하였고, 이는 필름의 정렬에 관계없이 일정(1.0±0.1㎛)하다는 것을 또한 알게 되었다. 따라서, 목적하는 지연 값의 범위에 걸쳐 평면 정렬된 4분의 1 파장 필름을 생성하는 것이 가능하다.
추가로, 고함량의 비-이온성 RM을 혼합함으로서 혼합물의 변화는 본래의 평면 정렬을 유지하면서 지연 내의 보다 큰 이동을 허용하였다.
패턴화된 지연 층을 제조하는 개념을 더욱 증명하기 위해서, 스핀 코팅된 필름을 그레이-스케일(0:50:100%T) 마스크를 통해 방사시키고 상기 기재한 바와 같이 광중합하였다. 교차된 편광기 사이에서 고정된, 생성된 화소처리된 지연 필름의 사진을 도 3에 도시하였다.
실시예 3
A) 실시예 1에서 기재한 바와 같이 혼합물 M1으로부터 제조된, 제 1 중합된 평면 LC 층을 기판으로서 사용하였고, 연이어 동일한 LC 혼합물 M1의 제 2 층으로 코팅하고 중합시켰다. 제 2 층이 평면 정렬되는 것을 알게 되었다. 따라서, 두 개의 평면 중합된 LC 필름을 포함하는 스택이 제조되었다.
B) 상기 A)에서 기재한 바와 같이, 제 1 및 제 2 중합된 LC 층을 제조하였으나, 제 2 층은 중합되기 전에 충분한 양의 365nm의 UV 광선으로 방사되어 스플레이한 정렬을 나타내었다. 따라서, 평면 및 스플레이 중합된 LC 필름을 포함하는 스택이 제조되었다.
C) 실시예 1에서 기재한 바와 같이 혼합물 M1으로부터 제 1 스플레이 LC 층을 제조하여 정렬 층으로서 사용하였다. 동일한 LC 혼합물 M1의 제 2 층을 최대 경사각을 보이는, 즉 대략 호메오트로픽 배향을 갖는 제 1 스플레이 필름의 측면에 코팅하였다. 제 2 층 중의 혼합물을 중합되기 전 및 그 후에 365nm의 UV 광선을 사용하여 방사시켰다. 결과적으로, LC 물질 제 2 층은 층을 걸쳐 호메오트로픽하게 정렬하였다. 따라서, 스플레이 및 호메오트로픽한 LC 필름의 스택이 제조되었다.

Claims (29)

  1. 하나 이상의 광이성질체성 화합물을 포함하는 중합성 네마틱 또는 스메틱 액정(LC) 물질의 중합 또는 가교 결합에 의해 제조되는 필름으로서, 상기 필름이 상이한 지연의 LC 물질을 가진 두 개 이상의 구역, 상이한 배향의 LC 물질을 가진 두 개 이상의 구역, 또는 상이한 지연의 LC 물질을 가진 두 개 이상의 구역 및 상이한 배향의 LC 물질을 가진 두 개 이상의 구역을 포함하고, 상기 LC 물질의 중합성 성분이 광이성질체성 화합물을 60 내지 100 mol% 포함하며, 평면 배향을 갖는 하나 이상의 구역 및 스플레이(splayed) 배향을 갖는 하나 이상의 구역을 포함하는, 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    LC 물질의 상이한 지연을 지닌 두 개 이상의 구역을 포함하는 것을 특징으로 하는 필름.
  3. 제 1 항에 있어서,
    중합성 LC 물질이 하나 이상의 중합성 및 광이성질체성 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    LC 물질에서 광이성질체화를 야기시키기 위해 사용되는 광방사의 방사 시간, 강도, 또는 방사시간 및 강도 둘 모두를 변화시켜 LC 물질의 배향을 조절하는 것을 특징으로 하는 필름.
  5. 제 1 항에 있어서,
    중합성 LC 물질이 아조벤젠, 벤즈알드옥심, 아조메틴, 스틸벤, 스피로피란, 스피로옥사딘, 펄자이드(fulgide), 다이아릴에텐, 신나메이트, 2-메틸렌인데인-1-온 및 (비스-)벤질리덴사이클로알칸온에서 선택된 하나 이상의 광이성질체성 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 필름.
  6. 제 5 항에 있어서,
    중합성 LC 물질이 중합성 메소제닉 신나메이트에서 선택된 하나 이상의 광이성질체성 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 필름.
  7. 제 1 항에 있어서,
    중합성 LC 물질이 하기 화학식 III, IV 및 V에서 선택된 하나 이상의 광이성질체성 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 필름:
    화학식 III
    Figure 112012021293879-pat00025

    화학식 IV
    Figure 112012021293879-pat00026

    화학식 V
    Figure 112012021293879-pat00027

    상기 식에서,
    A는 1,4-페닐렌 또는 1,4-사이클로헥실렌이고,
    P는 중합성 기이고,
    Sp는 스페이서 기 또는 단일 결합이고,
    R은 15개 이하의 탄소 원자를 지닌 극성 기 또는 비극성 알킬 또는 알콕시 기이고,
    L은 각각 서로 독립적으로 H, F, Cl, CN 또는 1 내지 7개의 탄소 원자를 지닌 할로겐화되거나 비할로겐화된 알킬, 알콕시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐 또는 알콕시카보닐옥시 기이고,
    v는 0 또는 1이되, 이때 페닐렌 고리는 비치환되거나 L에 의해 단일-, 이중-, 삼중- 또는 사중치환된다.
  8. 제 1 항에 있어서,
    중합성 LC 물질의 중합성 성분이 100mol%의 광이성질체성 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 필름.
  9. 제 1 항에 있어서,
    필름이 상이한 지연의 LC 물질을 지닌 두 개 이상의 구역 및 상이한 배향의 LC 물질을 지닌 두 개 이상의 구역을 포함하는 패턴화된 필름인 것을 특징으로 하는 필름.
  10. (a) 하나 이상의 광이성질체성 화합물을 포함하되 LC 물질의 중합성 성분이 60 내지 100 mol%의 광이성질체성 화합물을 포함하는 중합성 네마틱 또는 스메틱 LC 물질의 층을 기판 상에 제공하는 단계;
    (b) LC 물질 층을 평면 배향으로 정렬하는 단계;
    (c) 상기 층 또는 이들의 선택된 구역 내에서 LC 물질을 이성질체성 화합물의 이성질체화를 야기하는 광방사에 노출시켜 스플레이 배향으로 정렬하는 단계;
    (d) LC 물질의 노출된 구역의 적어도 일부에서 LC 물질을 중합시켜 배향을 고정하는 단계; 및
    (e) 선택적으로 기판으로부터 중합된 필름을 제거하는 단계를 포함하는, 제 1 항에 따른 필름을 제조하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    광이성질체성 화합물의 양, 유형, 또는 양과 유형 모두를 변화시키거나; 광방사의 강도, 노출 시간, 또는 강도 및 노출 시간 모두를 변화시키거나; 광이성질체성 화합물의 양, 유형, 또는 양과 유형 모두를 변화시키고, 광방사의 강도, 노출 시간, 또는 강도 및 노출 시간 모두를 변화시킴에 의해 LC 물질의 지연, 배향, 또는 지연 및 배향을 조절하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 상이한 배향을 갖는 중합된 LC 물질의 두 개 이상의 층을 포함하는 다층을 제조하는 방법으로서,
    (A) 하나 이상의 광이성질체성 화합물을 포함하되 LC 물질의 중합성 성분이 60 내지 100 mol%의 광이성질체성 화합물을 포함하는 중합성 네마틱 또는 스메틱 LC 물질의 제 1 층을 기판 상에 제공하는 단계;
    (B) LC 물질의 제 1 층을 평면 배향으로 정렬하고, 상기 물질을 중합시켜 배향을 고정하는 단계; 및
    (C) 상기 (A) 및 (B) 단계에서 기재된 바와 같이 LC 물질의 제 2 층을 제공하는 단계(이때, 제 1 층은 기판으로서 작용함)를 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 층 중 하나 이상, 또는 이들의 선택된 구역에서 LC 물질은 중합되기 전에 이성질체성 화합물의 이성질체화를 야기시키는 광방사에 노출시켜 스플레이 배향으로 정렬되는 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    LC 물질이 광이성질체화 및 광중합을 야기시키는 방사에 노출되고, 산소 존재하에 광이성질체화가 수행되고, 산소 부재하에 광중합이 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 12 항에 따른 방법에 의해 제조되고, 평면 배향을 갖는 하나 이상의 층 및 스플레이 배향을 갖는 하나 이상의 층을 포함하는, 다층.
  15. 제 12 항에 있어서,
    스플레이 배향을 갖는 하나 이상의 층 및 호메오트로픽 배향을 갖는 하나 이상의 구역을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층.
  16. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 필름 또는 제 14 항 또는 제 15 항에 따른 다층을 포함하는, 정렬층, 광학 지연 필름 또는 광학 도파관으로서, 장식 또는 보안 용도를 위한, 액정 디스플레이(LCD).
  17. 제 9 항에 있어서,
    활성 매트릭스 유색 LCD에서 광학 지연 필름으로서 사용하기 위한, 패턴화된 필름.
  18. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 필름 또는 제 14 항 또는 제 15 항에 따른 다층을 광학 지연 필름으로서 포함하는 LCD.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 광학 지연 필름이 스위치가능한 LC 셀의 기판 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는, LCD.
  20. 두 개의 평면 평행 기판(이때, 이들 중 하나 이상은 입사광에 대해 투명함),
    상기 두 개의 투명한 기판 중 하나 이상의 내부 상에 제공되고 선택적으로 정렬층과 포개진 전극 층, 및
    상기 두 개의 기판 사이에 위치되고, 전기장의 인가에 의해 두 개 이상의 상이한 상태 사이에서 스위치가능한 LC 매질
    에 의해 형성된 LC 셀을 포함하는 LCD 로서,
    상기 LC 셀을 형성하는 두 개의 평면 평행 기판 사이에 위치한 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 필름 또는 제 14 항 또는 제 15 항에 따른 다층을 포함하는 것을 특징으로 하는 LCD.
  21. 하기 (1), (2) 및 (4)를 포함하는 LCD:
    (1) 하기 열거된 순서로 셀의 가장자리로부터 시작하여 중심쪽으로 배치된, 하기 부재를 포함하는 액정(LC) 셀;
    (11) 하나 이상이 입사광에 투명한, 서로 평행한 제 1 및 제 2 기판 평면,
    (12) 상기 LC 셀의 개개의 화소를 개별적으로 스위치하는데 사용될 수 있는, 상기 기판 중 하나 상의 비선형 전기 소자들의 어레이(array),
    (13) 상기 기판 중 하나 상에 제공된 유색 필터 어레이,
    (14) 상기 제 1 기판의 내부 상에 제공된 제 1 전극 층,및
    (17) 전기장의 인가에 의해 두 개 이상의 상이한 상태 사이에서 스위치가능한 LC 매질;
    (2) LC 셀의 한 측면 상의 제 1 선형 편광기, 및
    (4) 유색 필터 및 LC 매질 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 필름 또는 제 14 항 또는 제 15 항에 따른 다층을 포함하는 하나 이상의 광학 지연 필름.
  22. 제 21 항에 있어서,
    유색 필터가 원색의 적색, 녹색 및 청색(R, G, B) 중 하나를 투과하는 상이한 화소의 패턴을 갖고, 광학 지연 필름이 세 개의 상이한 지연을 지닌 화소의 패턴을 보이고 이들 각각은 선형 편광된 광선을 원형 편광된 광선으로 전환하는 효율이 R, G 및 B 색상 중 하나에 대해 최적화되게 조정되고, 광학 지연 필름이 유색 필터의 각 R-, G- 또는 B-화소가 이들 색상에 대해 최적화된 지연을 갖는 광학 지연 필름의 상응하는 화소로 덮히도록 유색 필터 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 LCD.
  23. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 필름 또는 제 14 항 또는 제 15 항에 따른 다층을 포함하는 광학 도파관.
  24. 제 23 항에 있어서,
    일정한 두께 및 도파관의 한 쪽 가장자리에서 반대쪽 가장자리까지 필름면에 평행한 방향으로 연속적으로 감소하는 굴절률 그래디언트를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 도파관.
  25. 제 21 항에 있어서,
    비선형 전기 소자가 TFT임을 특징으로 하는 LCD.
  26. 제 21 항에 있어서,
    LC 셀이 상기 제 2 기판의 내부 상에 제공된 제 2 전극 층을 추가로 포함하는 LCD.
  27. 제 21 항에 있어서,
    LC 셀이 상기 제 1 및 제 2 전극 상에 제공된 제 1 및 제 2 정렬층을 추가로 포함하는 LCD.
  28. 제 21 항에 있어서,
    LCD가 LC 셀의 제 1 선형 편광기의 측면과 대향되는 측면 상의 제 2 선형 편광기를 추가로 포함하는 LCD.
  29. 삭제
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