KR101615392B1

KR101615392B1 - 광학 보상 필름

Info

Publication number: KR101615392B1
Application number: KR1020107013498A
Authority: KR
Inventors: 찰스 에프 딜; 스테판 에프 한; 웨이준 조
Original assignee: 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨
Priority date: 2007-11-20
Filing date: 2008-09-17
Publication date: 2016-04-25
Also published as: US20100290117A1; CN101918869B; CN101918869A; KR20100108343A; TW200934812A; WO2009067290A1; TWI445743B; EP2212728A1; JP2011503342A

Abstract

광학적으로 투명한 중합체 필름, 특히 수소화된 비닐 방향족 블록 공중합체로부터 제조되고, 0.001 내지 0.05의 복굴절 및 25 nm 내지 500 nm의 위상차를 가지며, 제조된 상태 그대로 또는 제조 후 배향된 상태로, 예컨대, 디스플레이용 광학 보상기로서 다층 필름 내의 층 또는 광학 보상 필름으로 기능하는 필름.

Description

광학 보상 필름{OPTICAL COMPENSATION FILM}

<앞선 출원의 상호 참조>

본 출원은 2007년 11월 20일 출원된 미국 가출원 제60/989,154호의 우선권을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 중합체 필름, 특히 비닐 방향족 단량체 및 디엔(예컨대, 1,3-부타디엔과 같은 공액 디엔)의 공중합체와 같은 블록 공중합체를 포함하는 중합체 필름에 관한 것이다. 본 발명은 구체적으로 수소화된 블록 공중합체, 바람직하게는 실질적으로 수소화된 블록 공중합체 및 더 바람직하게는 완전히 수소화된 블록 공중합체를 포함하는 중합체 필름에 관한 것이다. 본 발명은 더 구체적으로, 필름들이 비신장된 또는 비배향된 상태(예컨대, 용융 주조된 상태)에 있는지 또는 신장된(1축 또는 2축) 상태에 있는지와 무관한 그와 같은 필름들에 관한 것이다. 신장(배향) 되었든 또는 비신장(비배향) 되었든, 중합체 필름은 예컨대 액정 디스플레이(LCD) 텔레비전(TV) 세트의 시야 각 증강, 몇몇 다른 디스플레이 장치의 4분할 파장판 또는 광학 보상 요소로 유용성을 갖는다.

광학적 비등방성 필름은 세 개의 주요한 및 직각인 굴절률 nx, ny 및 nz로 기술될 수 있으며, 여기서 x 및 y는 통상적으로 각각 길이 및 폭으로 필름 평면을 한정하고 z는 통상적으로 필름 두께를 지칭한다. 광학적 비등방성은 특히, 매우 얇은 필름에 대해(예컨대, 250 μm 미만의 두께) nx가 ny를 초과 또는 ny가 nx를 초과할 때 가장 자주 일어나지만, nz가 nx 및 ny 중 하나 또는 둘 다의 미만이거나 또는 초과하는 경우에도 일어날 수 있다.

여기에 사용된 바와 같이, "복굴절"은 세 개의 주요한 및 직각인 굴절률 중 임의의 두 개 사이의 차이를 지칭한다. nx가 ny 보다 크고(>) ny가 nz와 동일한(=) 관계에서, 필름 평면에서의 복굴절 또는

n = nx-ny이고 y 및 z로 정의되는 평면에서는

n = 0이다.

광학적 비등방성은 위상차 또는 위상차 값으로 기술될 수도 있다. 필름 면 내 위상차(R₀)는 d가 필름 두께인 등식 R₀ = (nx-ny)d로 나타내질 수 있다. 필름 면 외(예컨대, 두께 방향) 위상차 또는 R_th는 등식 R_th = (nx - nz)d 또는 (((nx + ny)/2) - nz)d으로 나타내질 수 있다.

미국 특허 출원 공개(USPAP) 제2006/0257078호(카와하라(Kawahara) 등)은 노르보르넨계 수지를 함유하는 신장된 중합체 필름을 포함하는 위상차 필름을 개시한다. 카와하라 등은 신장된 필름이 "TV 방식, VA 방식, IPS 방식, FFS 방식 또는 OCB 방식의 액정 셀의 시야각을 보상하는데 적절하다"는 것을 제안한다.

본 발명의 제1 태양은 633 nm의 파장에서 0.001 내지 0.05 범위의 복굴절, 25 nm 내지 500 nm 범위의 면 내 위상차(R₀) 및 비신장된 상태에서, 세 개의 상호 직각인 굴절률 nx, ny 및 nz를 가지며, 굴절률 중 하나가 다른 두 굴절률을 초과하는 크기를 가지고 지상축을 구성한다는 조건하에, 지상축이 필름 영역들 사이에서, 10 °의 표준 편차 내에서 일정한 방향을 갖는 중합체 필름, 바람직하게는 광학 보상 필름이다. 지상축 일정성은 필름의 실질적으로 겔-부재인 영역을 사용 또는 참조함으로써 측정한다.

본 발명의 제2 태양은 전체 중합체의 0.5 중량% 내지 20 중량% 미만 범위 내의 결정성을 갖는 중합체를 포함하고, 633 nm의 파장에서 0.001 내지 0.05 범위의 복굴절 및 25 nm 내지 500 nm 범위의 면 내 위상차(R₀)를 갖는 신장된 중합체 필름이다.

본 발명의 제1 및 제2 태양의 필름들은 다양한 최종 사용 응용, 특히 광학적 응용에 유용성을 갖는다. 통상적인 광학적 응용은 보상 필름과 편광기 필름, 방현성 필름, 4분할 파장판, 반사 방지 필름 및 선명도 증가 필름을 포함한다.

제목 [Fundamentals of Liquid Crystal Devices(John Wiley & Sons, Ltd. (2006))]의 전공 논문에서, 뎅-케 양 및 신-쑨위는 광학적으로 복굴절인 필름의 분류법을 논의한다. 그들은 1축 필름을 "주요 광학축"으로도 알려진 단 하나의 광학축을 갖는 비등방성 복굴절 필름으로 분류한다. 주요 광학축은 1축 필름이 주요 광학축과 수직인 방향을 따른 실질적으로 균일한 굴절률과 상이한 굴절률을 이를 따라 갖는 축과 동일하다. 1축 필름은 통상적으로 두 개의 부류, 명칭적으로 "a-플레이트" 및 "c-플레이트" 중 하나에 해당한다. a-플레이트의 주요 광학축은 필름의 표면과 평행한 반면(즉, ny=nz이나 ny및 nz는 nx와 상이함), c-플레이트의 주요 광학축은 필름 표면과 수직이다(즉, nx=ny이나 nx및 ny는 nz와 상이함). a-플레이트 및 c-플레이트 둘 다 비정상 굴절률 "ne" 및 정상 굴절률 "no"의 상대값에 따라 양성 또는 음성 필름으로 추가로 나눠 질 수 있다. 양성 a-플레이트 및 c-플레이트 필름은 상기한 세 개의 상호 직각인 굴절률 중 가장 큰 것에 해당하는, 달리 "지상축"으로 알려진 광학축을 갖는다. 음성 a-플레이트 및 c-플레이트 필름은 상기한 세 개의 상호 직각인 굴절률 중 가장 작은 것에 해당하는, 달리 "진상축"으로 알려진 광학축을 갖는다. 1축 필름의 추가적인 부류, 명칭적으로 "O-플레이트" 필름은 필름 표면에 대해 경사진 주요 광학축을 갖는다.

2축 광학 필름 또는 플레이트는 세 개의 동일하지 않은, 상호 직각인 굴절률을 갖는 복굴절 광학 소자를 지칭한다. 즉, nx ≠ ny ≠ nz이다. 2축 광학 필름을 기술하는데 사용되는 지수는 면 내 위상차(R₀) 및 면 외 위상차(R_th)를 포함한다. R₀가 0에 접근하면서, 2축 필름 또는 플레이트는 c-플레이트와 더 유사하게 거동한다. 통상적인 2축 광학 필름 또는 플레이트는 550 nm의 파장에서 5 nm 이상의 R₀를 갖는다.

상기한 "지상축"의 정의는 1축 양성 a-플레이트, 1축 음성 a-플레이트, 2축 필름 및 1축 O-플레이트에 적용된다. 양성 c-플레이트에 대해, 지상축은 주요 광학축 방향(즉, 필름 두께 방향)과 동일하다. 음성 c-플레이트 필름에 대해, nx = ny > nz이기 때문에 사실상 지상축이 존재하지 않는다.

여기서, 2 내지 10의 범위에서와 같이 범위들이 언급될 시, 범위의 양 말단 값(예컨대, 2 및 10) 및 각 숫자 값이 달리 특별히 제외되지 않은 한, 그러한 값이 유리수이든 또는 무리수이든, 범위 내에 포함된다.

여기의 원소 주기율표의 참조는 CRC 프레스 인크.(CRC Press, Inc.,)가 2003년 출판하고 저작권을 가진 원소 주기율표를 가리킬 것이다. 또한, 족 또는 족들에 대한 임의의 참조는 이 원소 주기율표에 반영된 족 또는 족들에 대한 것일 것이며 족들의 번호를 메기는데 IUPAC 시스템을 사용한다.

달리 언급되거나, 문맥에서 함축되거나 또는 해당 분야에서 관습적이지 않는한, 모든 부 및 백분율들은 중량에 기초한다. 미국 특허법의 목적에 따라, 여기서 인용된 임의의 특허, 특허 출원 또는 공보의 내용은, 특히 합성 기법, (여기에 제공된 임의의 정의와 불일치하지 않는 범위에서) 정의 및 해당 분야의 통상적인 지식의 개시내용에 대해, 전체로써 본원에 참조문헌으로 도입되었다(또는 그들의 대응 미국 버전이 참조문헌으로 도입되었다).

용어 "포함하는" 및 그의 파생어는 동일한 것이 여기에 개시되었든 아니든, 임의의 추가적인 요소, 단계 또는 공정의 존재를 배제하지 않는다. 어떠한 의심도 피하기 위해, 용어 "포함하는"의 사용을 통해 여기서 주장된 모든 조성물들은 달리 언급되지 않은 한, 중합체이든 아니든 임의의 추가적인 첨가제, 보강제 또는 화합물을 포함할 수 있다. 반면, 용어 "필수적으로 구성된"은 임의의 뒤따르는 상술의 범위로부터 작업성에 필수적이지 않은 것들을 제외하고는 임의의 다른 요소, 단계 또는 공정을 배제한다. 용어 "구성된"은 특별히 묘사 또는 나열되지 않은 임의의 요소, 단계 또는 공정을 배제한다. 용어 "또는"은, 달리 언급되지 않은 한, 나열된 구성요소들을 개별적으로 및 임의의 조합으로서 지칭한다.

온도의 표현은 화씨(℉)와 함께 ℃로의 그것의 상응 값 또는 더 통상적으로는, 단순히 ℃로 나타낼 수 있다.

본 발명의 필름은 특히 광학 보상 필름이며, 바람직하게 블록 공중합체, 더 바람직하게 비닐 방향족 블록 및 부타디엔 블록 둘 다가 실질적으로 완전히 수소화된, 수소화된 비닐 방향족/부타디엔 블록 공중합체, 또 더 바람직하게는 비닐 방향족 블록 및 부타디엔 블록이 실질적으로 완전히 수소화된, 수소화된 스티렌/부타디엔 블록 공중합체를 포함한다. 예시적인 바람직한 스티렌/부타디엔 블록 공중합체는 스티렌/부타디엔/스티렌(SBS) 트리블록 공중합체 및 스티렌/부타디엔/스티렌/부타디엔/스티렌(SBSBS) 펜타블록 공중합체를 포함하며, 각 경우에 스티렌 및 부타디엔 블록들은 실질적으로 완전히 수소화된다.

여기서 사용된 바와 같이, "실질적으로 완전히 수소화된"은 수소화 전 비닐 방향족 블록 내에 존재하는 이중 결합의 90 % 이상이 수소화 또는 포화되고 수소화 전 디엔 블록 내에 존재하는 이중 결합의 95 % 이상이 수소화 또는 포화된 것을 의미한다.

관련 기술이 여기에 참조로 도입된 미국 특허(USP) 제6,632,890호(배트스(Bates) 등)는 비닐 방향족 블록 및 거기에 중합된 공액 디엔 중합체 블록을 갖는 블록 공중합체에 기초한 수소화된 블록 공중합체와 그와 같은 수소화된 블록 공중합체의 제조를 개시한다. 그와 같은 수소화된 블록 공중합체는 2 블록 이상의 수소화된, 중합된 비닐 방향족 단량체 및 1 블록 이상의 수소화된, 중합된 디엔 단량체를 포함한다. 수소화된 트리블록 공중합체는 2 블록의 수소화된, 중합된 비닐 방향족 단량체, 1 블록의 수소화된, 중합된 디엔 단량체 및 30,000 내지 120,000의 전체 수 평균 분자량을 갖는다. 수소화된 펜타블록 공중합체는 3 블록의 수소화된, 중합된 비닐 방향족 단량체, 2 블록의 수소화된, 중합된 디엔 단량체 및 30,000 내지 200,000의 전체 수 평균 분자량을 갖는다. 각각의 수소화된 비닐 방향족 중합체 블록은 90 % 초과의 수소화 수준을 갖고 각각의 수소화된 공액 디엔 중합체 블록은 90 % 이상의 수소화 수준을 갖는다. 실리카-지지된 수소화 촉매에 초첨을 둔 방향족 중합체의 수소화에 대해 또한 USP 제5,612,422호(후쿨(Hucul) 등)를 참조하라.

USP 제6,350,820호(한펠드(Hahnfeld) 등)는 30,000 내지 150,000의 전체 수 평균 분자량(M_n)을 갖는 유사한 수소화된 중합체 및 120 단량체 단위 이하의 길이의 수소화된 디엔 블록을 위한 요건을 개시한다. 한펠드 등은 놀랄 만큼 적은 복굴절을 갖는 것으로 수소화된 중합체들을 특징짓는다.

수소화 전, 바람직하게는 수소화 및 필름으로의 형성 전 블록 공중합체는 50 중량%(wt%) 내지 80 wt% 미만 범위 내의 스티렌 함량 및 50 wt% 내지 20 wt% 이상의 범위 내의 부타디엔 함량(각각의 백분율은 전체 블록 공중합체 중량을 기준으로 한 것이고, 합쳤을 때 100 wt%가 됨)을 갖는 스티렌/부타디엔 블록 공중합체이다. 스티렌 함량이 50 wt% 미만으로 떨어지면서, 특히 40 wt% 이하로 떨어지면서, 그와 같은 중합체로부터 제조된 필름의 치수 안정성이 감소하기 시작한다. 스티렌 함량 범위는 더 바람직하게는 55 wt% 내지 80 wt% 미만 및 또 더 바람직하게는 60 wt% 내지 80 wt% 미만이다. 역으로, 부타디엔 함량 범위는 더 바람직하게는 45 wt% 내지 20 wt% 이상 및 또 더 바람직하게는 40 wt% 내지 20 wt% 이상이다. 블록 공중합체는 바람직하게는 40,000 내지 150,000 범위 내의 M_n을 갖는다. M_n 범위는 더 바람직하게는 40,000 내지 120,000, 또 더 바람직하게는 40,000 내지 100,000 및 더 바람직하게는 50,000 내지 90,000이다. 40,000 미만의 Mn을 갖는 중합체로부터 제조된 필름은 통상적으로 바람직한 것 미만의, 일부는 "나쁜"이라고 할, 물리적 또는 기계적 성질을 보인다. 150,000을 초과하는 Mn을 갖는 중합체로부터 필름 또는 성형된 물품을 제조하는 것은 40,000 내지 150,000 범위 내의 Mn을 갖는 중합체로부터 그러한 필름 또는 성형된 물품을 제조하는 것보다 더 어려운 경향이 있다. 블록 공중합체는 바람직하게는 트리블록 공중합체 또는 펜타블록 공중합체이며, 펜타블록 공중합체를 사용하면 특히 우수한 결과가 뒤따른다. 예시의 방법으로, 비닐 방향족 단량체가 스티렌("S"로 나타냄)이고 디엔 단량체가 부타디엔("B"로 나타냄)인 경우, 트리블록 공중합체는 SBS로 나타내질 수 있고 펜타블록 공중합체는 SBSBS로 나타내질 수 있다. 즉, 블록 공중합체는 수소화 전 중합체의 각 말단에 중합된 비닐 방향족 단량체(예컨대 폴리스티렌) 블록을 갖는다. 필요시, 2 종 이상의 블록 공중합체(예컨대, 2 종 이상의 트리블록 공중합체, 2 종 이상의 펜타블록 공중합체 또는 1 종 이상의 트리블록 공중합체 및 1 종 이상의 펜타블록 공중합체)의 블렌드를 사용할 수 있다.

제1 및 제2 태양의 필름들이 추가로 일정량의 비블록 공중합체를 포함하도록 비블록 중합체 또는 공중합체를 블록 공중합체(들)와 블렌딩 할 수도 있다. 예시적인 비블록 중합체 및 공중합체는 수소화된 비닐 방향족 단독중합체, 폴리올레핀, 시클로 올레핀 중합체, 시클로 올레핀 공중합체, 아크릴 중합체, 아크릴 공중합체 및 그들의 혼합물을 포함하나 여기에 제한되지 않는다. 블록 공중합체와 블렌딩될 시, 비블록 중합체 또는 공중합체는 블록 공중합체의 1 이상의 상과 혼화성이며, 그 안에 고립된다. 비블록 중합체의 양은 블록 공중합체와 비블록 공중합체를 합친 중량을 기준으로 바람직하게는 0.5 wt% 내지 50 wt% 범위 내에 들어간다. 그 범위는 더 바람직하게는 1 wt% 내지 40 wt% 및 또 더 바람직하게는 5 wt% 내지 30 wt%이다.

추가의 예시적인 비블록 공중합체는 비닐 방향족 단독중합체 및 비닐 방향족 단량체 및 공액 디엔의 수소화된 랜덤 공중합체로 구성된 군에서 선택된 중합체(예컨대, 단독중합체, 랜덤 공중합체 또는 혼성중합체)를 포함한다.

여기서 사용된 바와 같이, "단독중합체"는 그 안에 중합된 단독의 단량체(예컨대, 폴리스티렌 단독중합체 내의 스티렌 단량체)를 갖는 중합체를 지칭한다. 유사하게, "공중합체"는 그 안에 중합된 2 개의 상이한 단량체들(예컨대, 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체 내의 스티렌 단량체 및 아크릴로니트릴 단량체)을 갖는 중합체를 지칭하며 "혼성중합체"는 그 안에 중합된 3 개 이상의 상이한 단량체들(예컨대, 에틸렌/프로필렌/디엔 단량체(EPDM) 혼성중합체 내의 에틸렌 단량체, 프로필렌 단량체 및 디엔 단량체)을 갖는 중합체를 지칭한다.

부타디엔 함량의 일부는 1,2-부타디엔을 포함한다. 그 부분은 바람직하게는 40 wt% 미만, 더 바람직하게는 30 wt% 이하, 또 더 바람직하게는 20 wt% 이하, 더 바람직하게는 15 wt% 이하, 또 더 바람직하게는 10 wt% 이하이며 각 경우는 전체 부타디엔 함량을 기준으로 한다. 40 wt%를 초과하는 1,2-부타디엔 함량을 갖는 경우, 수소화된 비닐 방향족/디엔 블록 공중합체, 특히 수소화된 스티렌/부타디엔 블록 공중합체 및 더 구체적으로 수소화된 스티렌/부타디엔 펜타블록(SBSBS) 공중합체는 광학 보상 필름 응용에 그러한 중합체를 사용하게 하기에 너무 낮은 % 결정성을 갖는다. 결정성이 결여되거나 매우 낮은 결정성을 갖는(예컨대, 시차 주사 열량계(DSC) 분석에 기초해 <0.5 wt% 결정성) 수소화된 스티렌/디엔 블록 공중합체는 용융 주조에 의하는지 또는 필름 배향을 유발하는 공정에 의해 필름을 제조하는지와 관계없이, 보상 필름에 대한 공업 표준을 만족시킬 만큼 높은 위상차를 갖는 필름을 생성하지 않는다.

본 발명의 중합체 필름은 바람직하게는 광학 보상 필름으로 사용하기에 적절한 필름이다. 필름은 바람직하게는 블록 공중합체, 더 바람직하게는 수소화된 블록 공중합체, 또 더 바람직하게는 실질적으로 완전히 수소화된 블록 공중합체, 더 바람직하게는 완전히 수소화된 블록 공중합체를 포함한다. 수소화된 블록 공중합체는 바람직하게는 수소화 전 비닐 방향족 블록 내에 존재하는 이중 결합의 90 % 이상이 수소화 또는 포화되고 수소화 전 디엔 블록 내에 존재하는 이중 결합의 95 % 이상이 수소화 또는 포화된 수소화 백분율을 갖는다.

본 발명의 중합체 필름은 특정한 물리적 성질 및 물리적 지수를 갖는다. 예컨대, 필름은 분광광도계 및 380 nm 내지 780 nm 범위의 파장을 사용해 ASTM법 E-1348에 따라 측정했을 때 80 % 이상의 평균 분광 투과율 %를 갖는다. 평균 분광 투과율 %는 바람직하게는 85 % 이상, 더 바람직하게는 88 % 이상이다. 평균 분광 투과율 %가 80 % 미만인 경우, 그와 같은 필름을 보상 필름으로 포함하는 디스플레이는 80 % 이상의 평균 분광 투과율 %로 도달할 수 있는 것보다 낮은 밝기를 갖는 경향을 보인다.

본 발명의 중합체 필름은 또한 60 ℃ 및 90 % 상대 습도(높은 습도 조건) 또는 80 ℃ 및 5 % 상대 습도(높은 온도 조건)에서 24 시간의 기간 동안 내구성 시험에 따라 측정했을 때, 필름 길이 및 필름 폭들 중 적어도 하나에서 치수 변화를 1 %(백분율) 미만, 더 바람직하게는 0.5 % 이하로 제한하기에 충분한 치수 안정성을 갖는다. 필름은 추가로 15 nm 이하, 바람직하게는 12 nm 이하, 더 바람직하게는 10 nm 이하, 또 더 바람직하게는 5 nm 이하인 표준 편차의 면에서, R₀에 대한 위상차 균일성을 갖는다. R₀ 또는 면 내 위상차에 대한 표준 편차가 너무 높으면, 예컨대 15 nm를 초과하면, 그와 같은 필름을 보상 필름으로 포함하는 장치의 시야 각 성능이 받아들일 수 없는 수준으로 감소하는 경향을 보인다.

단층 필름 또는 다층 필름의 1 이상의 층일 수 있는 본 발명의 필름은 바람직하게는 10 μm 내지 300 μm 범위 내에 들어가는 두께를 갖는다. 그 범위는 더 바람직하게는 25 μm 내지 250 μm 및 또 더 바람직하게는 30 μm 내지 150 μm이다. 10 μm 미만의 두께를 갖는 필름은 취급 및 후처리, 특히 적층에서 문제를 야기하며, 이는 그것을 바람직하지 않게 한다. 300 μm를 초과하는 두께를 갖는 필름은 10 μm 내지 300 μm의 두께를 갖는 필름에 비해 비용을 증가시키고, 또한 보상 필름으로 사용하기에 너무 높은 위상차를 가질 수 있다.

본 발명의 필름은 더 바람직하게, 종종 선호되어, 추가로 일정량의 위상차 증강제를 포함한다. 여기서 사용된 바와 같이, "위상차 증강제"는 위상차 증강제를 사용하지 않은 동일한 광학 중합체 필름과 비교해 광학 중합체 필름의 면 내 위상차 R₀ 또는 면 외 위상차 R_th를 20 nm 이상 변화시킬 수 있는 첨가제를 의미한다. 그 양은 바람직하게는 0.01 wt% 내지 30 wt%, 더 바람직하게는 0.1 wt% 내지 15 wt% 및 또 더 바람직하게는 0.5 wt% 내지 10 wt% 범위 내이며, 각각 경우는 중합체(블록 공중합체 및, 만약 존재시, 비블록 중합체) 및 위상차 증강제의 전체 중량을 기준으로 한다.

예시적인 위상차 증강제는 로드 모양 또는 판 모양을 갖는 화합물들을 포함한다. 이들 제제들은 통상적으로 2 이상의 방향족 고리를 갖는다. 로드 모양 화합물은 바람직하게는 선형 분자 구조를 갖는다. 로드 모양 화합물은 또한 바람직하게는, 특히 가열시 액정 성질을 보인다(즉, 굴열성 액정). 액정 성질은, 예컨대 액정 상, 바람직하게는 네마틱 상 또는 스멕틱 상에서 나타난다. 많은 참고문헌들이 로드 모양 화합물을 논한다. 예컨대, 문헌 [Journal of the American Chemical Society (J. Amer. Chem. Soc), volume (vol.) 118, page 5346 (1996)]; 문헌 [J. Amer. Chem. Soc, vol. 92, page 1582 (1970)]; 문헌[Molecular Crystals Liquid Crystals (Mol. Cryst. Liq. Cryst.), vol. 53, page 229 (1979)]; 문헌 [Mol. Cryst. Liq. Cryst., vol. 89, page 93 (1982)]; 문헌 [Mol. Cryst. Liq. Cryst., vol. 145, page 111 (1987)]; 문헌 [Mol. Cryst. Liq. Cryst., vol. 170, page 43 (1989)]; 및 문헌 [Quarterly Review of Chemistry by The Chemical Society of Japan, No 22, 1994]을 참조하라.

판 모양 위상차 화합물은 바람직하게는 방향족 탄화수소 고리 외에 방향족 헤테로시클릭기를 포함한다. 적절한 위상차 증강제의 예는 다음을 포함한다: 문헌 [C. Destrade, et al. Molecular Crystallography (Mol. Cryst.), vol. 71, page 1 11 (1981)]에서 개시된 벤젠 유도체; 문헌 [C. Destrade, et al. Mol. Cryst., vol. 122, page 141 (1985)]에서 개시된 트룩센 유도체; 문헌 [B. Kohne, et al. Angew. Chem., vol. 96, page 70 (1984)]에서 개시된 시클로헥산 유도체; 및 문헌 [J. Zhang et al. J. Am. Chem. Soc, vol. 116, page 2655 (1994)]에서 개시된 아자크라운계 및 페닐아세틸렌계 거대고리.

본 발명의 제1 태양의 필름은 그의 비신장된 상태에서 기계 방향 굴절률(nx), 횡방향 굴절률(ny) 및 두께 방향 굴절률(nz)의 세 개의 굴절률을 갖는다. 굴절률 nx, ny 및 nz 중 하나는 반드시 다른 두 굴절률을 초과하는 크기를 가져야 하며, 지상축을 구성한다. 하나의 굴절률이 다른 두 개의 굴절률을 초과하는 크기는 바람직하게는 8 x 10^-5이상("최소 양"으로도 알려져 있음), 더 바람직하게는 0.0001 이상, 또 더 바람직하게는 0.001 이상, 더 바람직하게는 0.002 이상이다. 0.0001 미만의 최소 양(예컨대 8 x 10^-5)은 250 μm의 두께를 갖는 필름에 대한 25 nm의 최대 위상차와 동일하다. 보상 필름에 대한 현재의 규격은 25 nm를 초과하는 위상차를 요구한다.

본 발명의 제2 태양의 신장된 필름은 전체 필름 중량을 기준으로 0.5 중량%(wt%) 내지 20 wt% 미만의 결정성을 갖는다. 결정성은 바람직하게는 1 wt% 이상이다.

제1 태양의 것이든 제2 태양의 것이든 본 발명의 필름은 633 nm의 파장에서 25 nm 내지 500 nm 범위 내의 면 내 위상차(R₀)를 갖는다. 필름은 바람직하게는 633 nm의 파장에서 15 nm 이하인 R₀의 표준 편차의 면에서, 면 내 위상차(R₀) 균일성을 갖는다. 필름은 그것이 비신장 또는 신장된 필름인지와 관계없이 1축 또는 2축 비등방성 복굴절성을 보일 수 있다.

본 발명의 필름은 바람직하게는 문헌 [Plastics Engineering Handbook of the Society of Plastics Industry, Inc., Fourth Edition, pages 156, 174, 180 and 183 (1976)]에 교시된 것과 같은 용융 압출 또는 용융 주조 공정으로 생성된다. 통상적인 용융 주조 공정은 용융 압출기, 예컨대 중합체 또는 중합체의 블렌드를 고체(예컨대, 입상 또는 펠렛) 상태에서 용융 상태 또는 용융된 중합체로 전환시키기에 충분한 설정 온도, 압출기 스크류 속도, 압출기 다이 갭 설정 및 압출기 배압으로 작동하는 킬리온 익스트루더스 인크.(Killion Extruders, Inc.)에서 제조된 소형-주조 필름 라인의 사용을 포함한다. 종래의 필름 형성 다이, 예컨대 USP 제6,965,003호(손(Sone) 등)에 개시된 "T-다이" 또는 문헌 [Modern Plastics Handbook, Edited by Modern Plastics]; 문헌 [Charles A Harper. (McGraw-Hill, 2000), Chapter 5, Processing of Thermoplastics, page 64-66]에 개시된 "코트 헹거(coat hanger) 다이"의 사용은 여기서 상기한 물리적 성질 및 성능 지수를 만족하는 필름을 생성한다. 당업자는 단일 필름 공정 지수 중 어떤 것도 결과로 얻은 필름 특성을 결정하지 않는다는 것을 쉽게 이해한다. 오히려, 다수의 필름 공정 지수(예컨대, 용융 온도, 주조롤 온도, 다이 갭, 인취비, 냉각롤 온도 및 라인 속도)와 필름 조성(예컨대, 중합체 조성 및, 만약 존재시, 첨가제)이 충분히 상호관련되므로 바람직한 필름을 생성하기 위해 반드시 다수의 지수를 조정해야 하며, 조정은 충분히 당업자의 이해범위 내이고 과도한 실험을 만들어내지 않는다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 필름은 단층 또는 동시 압출기 다층 필름의 하나의 층일 수 있다. 바람직할 경우, 본 발명의 필름은 그것이 단층 또는 다층인지와 관계없이 추가로 다른 광학 필름에 적층되어 신장된 중합체 필름으로 쉽게 달성될 수 없는 독특한 비등방성 복굴절 성질을 갖는 필름 구조를 형성할 수 있다. 그들 보상 필름 구조의 특정예는 양성 및 음성 2축 플레이트, 양성 및 음성 C-플레이트, 음성 파장 분산 플레이트를 포함하나, 여기에 제한되지 않는다. 음성 파장 분산 필름 또는 플레이트에 대해, 위상차는 더 짧은 파장보다 더 긴 파장에서 더 크다(예컨대, 450 nm에서 R₀ < 550 nm에서 R₀ < 650 nm에서 R₀).

보상 필름으로서 기능 하기 위해 제조 후 신장될 필요가 없는 필름("주조된 상태의 필름"으로도 알려져 있음)에 대한 통상적인 용융 압출 조건은 T_ODT _-20 ℃(섭씨) 내지 T_ODT+35 ℃, 바람직하게는 T_ODT _-10 ℃ 내지 T_ODT+30 ℃, 더 바람직하게는 T_ODT _-10 ℃ 내지 T_ODT+28 ℃ 범위 내의 온도에서 수소화된 블록 공중합체 수지를 중합체 용융물로 전환하는 것을 포함한다. 신장될 필름을 제조할 시, 온도 상한선을 수소화된 블록 공중합체 수지가 열 분해되는 온도 이하로, 그러나 초과하지는 않게 증가시킬 수 있다. 여기서 사용된 바와 같이, T_ODT는 블록 공중합체가 구별된, 주기적인 형태학적 질서를 잃고 실질적으로 균일한 사슬들의 용융물로 전이하는 온도를 의미한다. 정렬된 상태에 있는 수소화된 블록 공중합체의 소각 X-선 산란(SAXS) 영상은 매우 비등방성이다. 역으로, 정렬되지 않은 상태의 수소화된 블록 공중합체의 SAXS 영상은, 개별적인 중합체 사슬들이 무작위의 코일 구조를 띄기 시작하기 때문에, 검출가능한 양의 비등방성을 보이지 않는다. 중합체 용융 온도가 중합체의 T_ODT를 초과할 시, 그와 같은 중합체 용융물로부터의 주조 필름은 매우 투명하며 매우 낮은 흐림을 갖는 경향이 있다. 중합체 용융 온도가 중합체의 T_ODT보다 훨씬 낮은(예컨대, T_ODT보다 30 ℃ 이상 낮은) 경우, 주조 필름의 광학 투명성은 가공 조건에 영향을 받을 수 있다. 일부 경우에, 그와 같은 필름은 아마도 필름 표면 위의 미소규모의 거칠기 때문에 약간 흐려보일 수 있다. 후자의 경우, 후속하는 중합체의 유리 전이 온도(T_g) 이상의 온도에서의 필름 배향/신장 단계(1축 또는 2축)가 사용되어 그와 같은 필름의 투명성을 개선 시킬 수 있다. 그와 같은 미소규모의 거칠기는 그들 필름 공정 조건에서의 높은 중합체 용융물 탄성의 결과로 나타날 수 있으며, 블록 공중합체의 매크로상 분리에 의한 것으로 보이지는 않는다.

이안 헴리(Ian Hamley)는 그 기술이 여기서 법에 의해 허용되는 최대한으로 도입된 문헌 [The Physics of Block Copolymers, pages 29-32, Oxford University Press, 1998]에서 T_ODT 측정을 논의한다. 간단히 말해, 유동학적 기술에 의해 또는 소각 X-선 산란에 의해 정렬-비정렬 전이를 식별할 수 있다. 동적 유동학 특성화는 가열하면서 끌어올리는 도중의 저주파 탄성 모듈러스의 불연속성을 찾을 수 있게 한다. 비정렬화 과정은 비정질 중합체 용융물에서 관찰되기 때문에, 이 현상은 용융 또는 유리 전이와는 확연히 구별될 수 있다. 대안으로서, 예상된 T_ODT 근처의 온도에서 주파수 쓸기를 수행하고 전단 저장 모듈러스(G') 및 전단 손실 모듈러스(G'')를 주파수에 대해 플롯팅 할 수 있다. 주파수에 대한 G' 및 G''의 기울기는 T_ODT에서 각각 2 및 1에서 합쳐진다. 정렬-비정렬 전이는 소각 x-선 피크의 피크 강도 및 피크 폭 둘 다의 상당한 변화로도 나타난다. 상당한 변화가 시작되는 온도가 T_ODT와 같다. 당업자는 유동학적 및 소각 x-선 산란의 두 기술들 사이에 T_ODT의 작은 변동이 나타날 수 있음을 인식하며, 이는 T_ODT 측정이 진행되면서 중합체 내에서 일어나는 변화를 분석하는데 사용된 물리적 방법을 달리하기 때문일 가능성이 높다. 하나의 계열 또는 군의 모든 중합체들에 대해 동일한 기술을 사용하는 한, 중합체들을 그들의 T_ODT를 기준으로 구별할 수 있다.

"비신장된"(또는 "비배향된") 필름은 압출 주조(또는 캘린더링)로 만들어지고 그대로 사용되는 필름을 의미한다. 그와 같은 필름의 제조는 가열 하에서(예컨대, 필름을 제조하는데 사용된 중합체의 유리 전이 온도 이상의 온도에서) 신장시킴으로써 필름을 배향시키는 별도의 공정 단계를 포함하지 않는다. 당업자는 필름 주조 그 자체 및 추가의 공정을 위해 주조 필름을 롤로 권취하는 것 중 하나 또는 둘 다 중에서 주조 필름 내에 어느 정도의 배향이 불가피하게 발생한다는 것을 인식한다. 본 발명은 그것의 "배향" 또는 "배향된"의 정의로부터 이와 같은 불가피한 정도의 배향을 배제한다.

역으로, "신장된"(또는 "배향된)" 필름의 제조는 압출 주조(또는 캘린더링)로 만들어진 필름의 제조 후 별도의 공정 단계를 포함한다. 별도의 공정 단계는 필름을 제조하는데 사용된 중합체의 유리 전이 온도 이상의 온도에서 1축 또는 2축으로 필름을 배향 또는 신장시키는 것을 포함한다. 필름 배향 또는 필름 신장의 주지된 방법에 대한 추가의 정보를 위해, 예컨대 존 에이치. 브리스턴(John H. Briston)의 제목 [Plastic Films(Longman Scientific & Technical (1988))]의 전공 논문 8 장 87-89 페이지를 참조하라.

용융 압출이 본 발명의 필름을 제조하는데 선호되는 수단 또는 공정을 대표하지만, 바람직할 경우, 다른, 덜 선호되는 기술을 사용할 수 있다. 예컨대, 용매 주조를 사용할 수 있고, 용매 취급 및 용매 제거가 환경적 문제를 포함하여 추가의 문제를 야기한다는 것을 인식할 수 있다. 압착 필름 내의 적어도 어느 정도의 비-균일한 광학적 특성을 수용한다면, 필름을 압착 필름 공정으로 제조할 수도 있다. 여기서 사용된 바와 같이, "비 균일한 광학적 특성"은 15 nm를 초과하는 광학 위상차 크기의 표준 편차 또는 10 °를 초과하는 필름 영역들 사이의 지상축 방향의 변동을 의미한다.

본 발명의 필름이 바람직하게는 그들의 비신장된(비배향된으로도 알려져 있음) 상태에서 사용되나, 이와 같은 필름을 필름 기계 방향 또는 필름 횡 방향 중 적어도 하나로 신장시킬 수 있다. 당업자는 통상적으로 기계 방향 배향을 압출 방향의 배향으로 지칭하고 횡방향 배향을 압출 방향과 수직인 배향으로 지칭한다. 단일 방향(예컨대 기계방향)으로의 배향은 1축으로 배향된 필름을 생성한다. 유사하게, 2 방향(예컨대 기계 방향 및 횡 방향)으로의 배향은 동시에 행하든 또는 두 개의 별도의 단계로 행하든, 2축으로 배향된 필름을 생성한다. 당업자는 배향 공정 및 배향된 및 비배향된 필름의 취급 과정을 쉽게 이해한다.

본 발명의 필름은 당업자가 쉽게 이해하는 바와 같이, 두 개의 떨어진 및 실질적으로 평행인 주요 표면들을 갖는다. 편평한 필름에 대해, 표면들은 둘 다 실질적으로 평행이며 편평하다. 본 발명의 일 실시예에서, 그와 같은 주요 표면 중 하나 또는 둘 다는 그 위에 부착된 코팅을 갖는다. 그와 같은 코팅은 예컨대, 위상차 증강제, 편광-변형제 및 염료 분자로 구성된 군에서 선택된 1 이상의 첨가제를 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 본 발명의 필름은 그 안에 1 이상의 상기 첨가제를 도입했다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 본 발명의 코팅된 필름의 필름 또한 코팅 전에 필름 안에 도입된 1 이상의 상기 첨가제를 갖는다. 상기한 첨가제들 외에, 항산화제, 자외선(UV) 안정제, 가소제, 이형제 또는 중합체 필름 제조에 사용되는 임의의 다른 종래의 첨가제와 같은 1 이상의 종래의 첨가제를 필름 내로 및 일부 경우에 필름 코팅 내로 도입할 수도 있다.

본 발명의 필름은, 단층 필름이든 또는 다층 필름의 1 이상의 층이든, 다양한 최종 사용 응용에 유용성을 가지며, 그 중 하나는 상기한 바와 같은 필름 광학 선명성 및 다른 물리적 성질 및 성능 특성의 바람직한 사용이 되는 응용인, 액정 디스플레이이다. 액정 디스플레이로 사용될 시, 디스플레이는 VA 방식 디스플레이 또는 IPS 방식 디스플레이이다.

<실시예>

아래의 실시예들은 본 발명을 도시하나, 제한하지 않는다. 달리 언급되지 않은 한, 모든 부 및 백분율들은 중량을 기준으로 한다. 모든 온도들은 ℃ 단위 이다. 본 발명의 실시예(Ex)들은 아라비아 숫자로 명시되고 비교예(비교 Ex 또는 CEx)들은 대문자 알파벳 글자로 명시되었다. 달리 언급하지 않은 한, "실온" 및 "대기 온도"는 공칭 25 ℃이다.

230 ℃의 온도에서, 분취량의 공중합체를 25 mm의 지름 및 1.5 mm의 두께를 갖는 원형, 판-모양의 표본으로 첫째로 압착 성형함으로써 수소화된 스티렌계 블록 공중합체의 T_ODT를 측정한다. 표본을 동적 유동학 특성화하여 1 %의 변형 진폭 및 0.1 rad/초의 진동 주파수에서 작동하는 평행판 유변계(ARES 유변계, 티에이 인스트루먼츠(TA Instruments, New Castle, DE))를 사용하여 160 ℃ 내지 300 ℃의 온도 범위에 걸쳐 0.5 ℃/분의 속도로 가열하면서 끌어올리는 도중 저주파 탄성 모듈러스의 불연속성을 찾는다. 이 방식으로 행한 T_ODT 측정은 ±5 ℃의 정확성을 갖는다. 만약 이 시험이 160 ℃ 내지 300 ℃의 온도 범위에 걸쳐 저주파 탄성 모듈러스의 불연속성을 보이지 않는 경우, 이는 중합체가 T_ODT를 갖지 않는다는 것보다는 이 온도 범위 밖의 T_ODT를 갖는다는 것을 의미한다.

엑시코르(EXICOR)™ 150 ATS(힌즈 인스트루먼트(Hinds Instrument)) 기구 및 633 nm의 파장을 사용하여, 필름 샘플 표면의 가운데 섹션에 위치한 필름의 정사각형 섹션(6 cm × 6 cm)을 선택하고 복굴절 및 광학 위상차의 100 회 이상의 독립적인 광학 위상차 측정을 시행함으로써 필름 샘플의 광학 위상차를 측정한다. 면 내 위상차(R₀) 및 지상축의 방향의 평균을 기록하고 필름의 그 섹션에서 행한 모든 독립적인 측정에 기초해 R₀의 표준 편차를 계산한다.

DSC 분석 및 모델 Q1000 시차 주사 열량계(티에이 인스트루먼츠 인크.(TA Instruments, Inc.))를 사용하여 수소화된 스티렌계 블록 공중합체 또는 필름 샘플의 전체 중량에 대해 결정성의 wt%(X%)를 측정한다. DSC 측정의 일반 사항 및 반-결정형 중합체를 연구하는데에 DSC의 응용은 표준 교재(예컨대, 문헌 [E. A. Turi, ed. Thermal Characterization of Polymeric Materials, Academic Press, 1981])에 기술된다.

인듐의 용융열(H_f) 및 용융 개시 온도가 각각 규정된 표준(28.71 J/g 및 156.6 ℃)의 0.5 J/g 및 0.5 ℃ 내가 되고 물의 용융 개시 온도가 0 ℃의 0.5 ℃ 내가 되는 것을 보장하도록 Q1000에 대해 추천되는 표준 절차에 따라 첫째로 인듐으로 그 후 물로 모델 Q1000 시차 주사 열량계를 검량한다.

230 ℃의 온도에서 중합체 샘플을 얇은 필름으로 압착한다. 5 mg 내지 8 mg의 중량을 가진 얇은 필름의 단편을 시차 주사 열량계의 샘플 팬 내에 위치시킨다. 밀폐된 대기를 보장하기 위해 팬 위에 뚜껑을 크림핑시킨다.

샘플 팬을 시차 주사 열량계의 셀에 위치시키고 약 100 ℃/분의 속도로 230 ℃의 온도로 팬의 내용물을 가열한다. 팬의 내용물을 그 온도에서 대략 3 분 동안 유지하고, 그 후 10 ℃/분의 속도로 -60 ℃의 온도로 팬 내용물을 냉각한다. 팬 내용물을 -60 ℃에서 등온으로 3 분 동안 유지하고 그 후 내용물을 "제2 가열"로 명시된 단계에서 10 ℃/분의 속도로 230 ℃까지 가열한다.

피크 용융물 온도, 개시 및 피크 결정화 온도 및 H_f(용융열로도 알려져 있음)에 대해 상기한 바와 같이 중합체 필름 샘플의 제2 가열로부터 얻은 엔탈피 곡선들을 분석한다. 선형 기준선을 사용하여 용융의 시작부터 용융의 종결까지 용융 흡열 곡선 아래의 면적을 적분함으로써 J/g 단위로 H_f를 측정한다.

100 % 결정형 폴리에틸렌은 292 J/g의 업계-인정된 H_f를 갖는다. 아래의 등식을 사용하여 수소화된 스티렌 블록 공중합체 또는 필름 샘플의 전체 중량에 대한 결정성의 wt%(X%)를 계산한다:

X%=(H_f/292)×100%

핵 자기 공명(NMR) 분광법 및 정량적 적분을 위해 완전한 양자 이완을 보장하는 10 초의 펄스 지연 및 중수소화된 클로로포름(CDCl₃) 용매 1 ml 내의 대략 40 mg의 중합체의 샘플로 작동하는 바리안 이노바(INOVA)™ 300 NMR 분광기를 사용해 수소화 전 수소화된 스티렌계 블록 공중합체의 1,2-부타디엔(1,2-비닐로도 알려져 있음)의 함량을 측정한다. 1,4-이중 결합 영역에 대한 화학적 이동이 5.2 내지 6.0 ppm 사이이고 1,2-이중 결합 영역에 대한 화학적 이동이 4.8 ppm 내지 5.1 ppm 사이인 테트라메틸실란(TMS) 표준에 대한 화학적 이동을 기록한다. 1,2-이중 결합 영역 내의 피크들을 적분해 값을 구하고, 그 값을 둘로 나누고 그것을 "A"로 지정한다. 1,4-이중 결합 영역에 대한 피크들을 적분하여 두 번째 값을 구하고 두 번째 값과 A 사이의 차이를 구한 후 그 차이를 둘로 나누고 그것을 "B"로 지정한다. 아래의 공식에 따라 백분율 1,2-비닐 또는 백분율 1,2-부타디엔 함량을 계산한다:

% 1,2 = (A/(A+B)) x 100%

아래의 표 1은 뒤따르는 Ex 및 비교 Ex에서 사용된 수소화된 스티렌계 블록 공중합체 물질을 요약한다. 표 1에 도시된 물질들 외에, H로 명시된 물질은 상품명칭 제오노르(ZEONOR)™ 1060R하에 니폰 제온(Nippon Zeon)으로부터 상업적으로 입수가능한 시클릭 올레핀 중합체이다. 표 1에서, 수소화 전 중합체 내에 존재하는 전체 부타디엔 함량에 대해 1,2-비닐 함량(1,2-부타디엔 함량으로도 알려져 있음)을 백분율로 도시한다.

Ex 1

아래 표 2에 제시된 바와 같은 압출기 작동 조건 및 용융 주조 지표를 사용해, 물질 A를 역시 표 2에 도시된 바와 같이 50 μm 또는 2 밀(0.002 인치)의 목적 두께를 갖는 비신장된 단층 중합체 필름으로 전환시킨다. 또한, 표 2는 R₀(nm 단위), R₀ 표준 편차(nm 단위), 델타(n)(×10^-3), 지상광학축(θ)(°단위) 및 θ의 표준 편차(°단위이며, 필름 압출 방향에 대해 측정됨) 자료를 제시한다. 델타(n)(×10^-3)=R₀/d이며, 여기서 d는μm 단위의 필름 두께이다. 델타(n)는 필름 평면 내의 복굴절의 크기를 나타낸다.

Ex 2-23 및 CEx A-E

아래 표 2에 도시된 바와 같은 수정과 함께 Ex 1을 모사하라.

표 2에 나타낸 자료는 적절한 조성(즉, M_n, % 스티렌 함량) 및 미세구조(예컨대, % 1,2-비닐 함량)를 갖는 스티렌계 블록 공중합체를 선택함으로써, 추가적인 배향 또는 신장 단계의 사용 없이 25 nm 내지 약 250 nm(예컨대, 35.5 nm(Ex 14) 내지 240 nm(Ex 6)) 범위 내에 들어가는 R₀ 값을 갖는 용융 주조 필름을 제조할 수 있음을 보여준다. 또한, 필름 위상차(R₀) 값은 실질적으로 획일적이다(R₀의 표준 편차는 2.9 nm(Ex 4) 내지 13.5(Ex 7)이며, 14 개의 실시예 중 11 개가 10 nm 미만의 R₀ 표준편차를 보인다). 추가로, 지상축(면 내)(θ)는 전체 필름 면적에 걸쳐 필름 압출 조건(즉, 기계 방향)과 거의 동일선 상이다. Ex 1-Ex 23의 필름들은 액정 디스플레이의 시야 각 증강을 위한 보상 필름으로 또는 다른 디스플레이 기기를 위한 광학 보상기로 사용하기에 적절하다.

Ex 1-23과 달리, 수소화된 스티렌계 블록 공중합체 내 스티렌의 백분율이 80 wt% 초과인 경우(비교 Ex C) 또는 수소화된 스티렌 블록 공중합체 내의 1,2-비닐 함량의 백분율이 40 wt% 미만이 아닌 경우(비교 Ex D), 결과로 얻은 필름은 너무 낮은(각각 1.6 nm 및 0.7 nm) 광학 위상차 값을 갖고 무작위 또는 실질적으로 비-균일한 지상축 방향을 보인다. 이와 같은 필름들은 배향과 같은 추가의 공정 없이 보상 필름으로서 그들의 사용을 제안하기에 충분한 성질을 갖지 않는다.

시클릭 올레핀 중합체 수지(비교 Ex E) 역시 보상 필름 응용에서 주형으로서의 그들의 사용을 허용하기에 충분한 성질, 특히 R₀ 및 θ를 갖는 용융 주조 필름을 생성하지 못한다. 정보 및 인식에 기초해, 그와 같은 시클릭 올레핀 중합체 필름은 그들을 보상 필름 응용에 사용하기 적절하게 하기 위해 추가의 공정 단계, 주로 신장 또는 배향을 필요로 한다. 여기서 사용된 바와 같이, "시클릭 올레핀 중합체"는 1 이상의 단량체 단위를 함유하는 중합체(예컨대 단독중합체 또는 공중합체)를 지칭한다. 예컨대, 문헌 [Masahiro Yamazaki, Industrialization and Application Development of Cyclo Olefin Polymer, Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, Volume 213, pages 81-87 (2004)]를 참조하라.

표 2의 자료는 또한 용융 공정 조건이 수소화된 스티렌계 블록 공중합체 필름이 필름을 보상 필름으로 사용하기에 적절하게 만드는 광학 위상차를 갖는지 여부를 결정하는 것을 돕는다. 모두가 동일한 수지를 사용하는 Ex 2 내지 Ex 4에 대한 비교 Ex A-B에서 도시되듯이, T_ODT(비교 Ex A에 대해 +36 ℃ 및 비교 Ex B에 대해 +45 ℃)에 대해 너무 높은 용융 또는 압출 온도에서 필름을 용융 주조하는 것은 보상 필름 응용에 유용하기에 너무 낮은 비신장된 필름 위상차(R₀)를 야기하는 반면 더 낮은 온도(Ex 2에 대해 +11 ℃, Ex 3에 대해 +20 ℃ 및 Ex 4에 대해 +28 ℃)에서 용융 주조하는 것은 보상 필름 응용에 유용한 비신장 R₀를 제공한다. 당업자는 비교 Ex A 및 비교 Ex B의 필름의 배향 또는 신장은 R₀ 값을 그들을 보상 필름 응용에 유용하도록 만들기에 충분하게 증가시킬 수 있음을 인식한다. 당업자는 또한 배향 또는 신장은 제조의 비용을 증가시킴을 인식한다.

Ex 24-33 및 CEx F

50 ℃의 주조 롤 온도, 272 ℃의 압출 온도(T_ODT-23 ℃)를 사용하여 아래 표 3에 도시된 변화를 적용해 Ex 1을 모사하여 수지 E로부터 일련의 신장된 필름(Ex 24-33)을 제조한다. 각 필름은 신장 전 100 μm의 두께를 갖는다. 비교 Ex F는 100 μm의 두께를 갖는 비신장된 필름을 제조하는데 동일한 수지, 압출 온도 및 주조 롤 온도를 사용한다. 표 3에서, 신장은 기계방향(M), 횡방향(T) 또는 2축(B)으로 지정된다. Ex 24-33에 대해, M은 직각 축 X를 나타내며 굴절률 nx에 상응하고, T는 직각 축 Y를 나타내며 굴절률 ny에 상응한다.

표 3에 나타낸 자료는 네 개의 관찰 결과를 뒷받침한다. 첫째, 배향 또는 신장은, 만약 그렇지 않으면 무작위의 광학적 비등방성을 가지는(비교 Ex F) 필름에 균일한(비-무작위) 광학적 비등방성을 부과할 수 있다(Ex 24-Ex 33). CEx F의 비-균일 광학적 비등방성은 수지 E의 T_ODT보다 20 ℃ 초과로 낮은 온도에서의 압출로 야기되는 것으로 보인다. 당업자는 광학적 비등방성의 균일한 방향이 보상 필름 응용에 중요한 요건임을 이해한다. 둘째, 배향은 R₀ 값을 증가시킨다. 셋째, Ex 24에 대해 Ex 26 및 Ex 24에 도시된 바와 같이 단순히 연신비 크기를 변화시킴으로써 상이한 면 내 광학적 비등방성을 생성할 수 있다. 정보 및 인식에 기초해, 연신비 크기를 변화시킴으로써 면 내 광학적 비등방성을 수정할 수 있는 이 능력은 수소화된 비닐 방향족 블록 공중합체에 특이한 것으로 보인다. 넷째, Ex 27 및 Ex 28은 놀랍게도 2축 비등방성이 Ex 29에서 사용된 2축 배향으로부터 뿐 아니라 1축 배향 또는 신장으로부터 뒤따른다는 것을 보여준다.

Claims

633 nm의 파장에서 0.001 내지 0.05 범위의 복굴절, 25 nm 내지 500 nm 범위의 면 내 위상차(R₀) 및 세 개의 상호 직각인 굴절률 nx, ny 및 nz를 가지며, 단, 굴절률 중 하나가 다른 두 굴절률을 초과하는 크기를 가지고 지상축을 구성하고, 지상축이 필름 영역 사이에서, 10 °의 표준 편차 내에서 일정한 방향을 갖고,
블록 공중합체를 포함하며,
상기 블록 공중합체가 비닐 방향족 블록 및 부타디엔 블록 둘 다가 실질적으로 완전히 수소화된, 수소화된 비닐 방향족/부타디엔 블록 공중합체이고,
상기 비닐 방향족/부타디엔 블록 공중합체가 수소화 전 50 중량% 내지 80 중량% 미만의 범위 내의 스티렌 함량 및 50 중량% 내지 20 중량% 범위 내의 부타디엔 함량(각각의 백분율은 전체 블록 공중합체 중량을 기준으로 한 것이고, 합쳤을 때 100 중량%가 됨)을 갖는 스티렌/부타디엔 블록 공중합체인, 비신장된 중합체 필름.
전체 필름 중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 20 중량% 미만의 결정성을 갖는 수소화된 블록 공중합체를 포함하고, 633 nm의 파장에서 0.001 내지 0.05 범위의 복굴절 및 633 nm의 파장에서 25 nm 내지 500 nm 범위의 면 내 위상차(R₀)를 갖고,
상기 블록 공중합체가 비닐 방향족 블록 및 부타디엔 블록 둘 다가 실질적으로 완전히 수소화된, 수소화된 비닐 방향족/부타디엔 블록 공중합체이고,
상기 비닐 방향족/부타디엔 블록 공중합체가 수소화 전 50 중량% 내지 80 중량% 미만의 범위 내의 스티렌 함량 및 50 중량% 내지 20 중량% 범위 내의 부타디엔 함량(각각의 백분율은 전체 블록 공중합체 중량을 기준으로 한 것이고, 합쳤을 때 100 중량%가 됨)을 갖는 스티렌/부타디엔 블록 공중합체인, 신장된 중합체 필름.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필름이 633 nm의 파장에서 면 내 위상차(R₀)의 표준 편차가 15 nm 이하인, 면 내 위상차(R₀) 균일성을 갖는 필름.
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제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 필름이 단층 필름 또는 다층 필름의 1 이상의 층인 필름.
제1항에 있어서, 상기 필름이 추가로 수소화된 비닐 방향족 단독중합체, 폴리올레핀, 시클로 올레핀 중합체, 시클로 올레핀 공중합체, 아크릴 중합체, 아크릴 공중합체 및 그들의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 일정량의 비블록 공중합체를 포함하고, 그 양이 블록 공중합체 및 비블록 공중합체를 합친 중량을 기준으로 0.5 중량% 내지 50 중량% 범위 내인 필름.
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제1항 또는 제2항에 있어서, 추가로 위상차 증강제, 편광-변형제 및 염료 분자로 구성된 군에서 선택된 일정량의 첨가제를 포함하는 필름.
제1항 또는 제2항에 있어서, 추가로 필름의 1 이상의 주요 평면 표면 위에 코팅을 포함하는 필름.
제22항에 있어서, 상기 코팅이 위상차 증강제, 편광-변형제 및 염료 분자로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 포함하는 필름.
제1항 또는 제2항의 필름을 포함하는 액정 디스플레이.
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제1항 내지 제3항, 제15항, 제16항 및 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항의 필름을 포함하는 영상 디스플레이 장치.
제1항 내지 제3항, 제15항, 제16항 및 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항의 필름을 포함하는 편광기 조립체.