KR101626154B1 - 광학 필름, 편광판 및 액정 표시 장치 - Google Patents

광학 필름, 편광판 및 액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적어도 2 개의 광학 이방성 층을 포함하는 광학 필름을 제공하고, 일방의 광학 이방성 층은 이하의 식 (1) 을 만족하고, 타방의 광학 이방성 층은 이하의 식 (2) 을 만족하며, 일방의 광학 이방성 층의 지상축이 타방의 광학 이방성 층의 지상축에 평행하고,
0≤Re(450)/Re(550)≤0.5 식(1)
0.95≤Re(450)/Re(550)≤1.05 식(2)
여기서, Re(λ) 는 파장 λ(㎚) 에서 측정되는 대응 광학 이방성 층의 평면내 지연값 (단위: ㎚) 을 나타낸다.
광학 필름, 편광판, 액정 표시 장치

Description

광학 필름, 편광판 및 액정 표시 장치 {OPTICAL FILM, POLARIZING PLATE, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 광학 필름, 이 광학 필름을 사용하는 편광판, 및 이 광학 필름을 구비하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
봉 형상의 액정 분자를 포함하는 액정 셀과 이 액정 셀을 내부에서 사이에 끼우는 한쌍의 편광판을 구비하는 액정 표시 장치가 공지되어 있다. 이러한 유형의 액정 표시 장치의 편광판 각각에는 액정 셀을 통과하는 광의 위상차를 조절하기 위한, 즉 광학 보상을 위한 광학 필름이 설치된다.
광학 필름으로서, 예를 들어 디스코틱 (discotic) 화합물 등의 액정 화합물을 포함하는 광학 이방성 층이 트리아세틸셀룰로오스 (triacetylcellulose) 등과 같이 광학 투과성 및 광학 등방성이 우수한 지지체에 적층되는 광학 필름이 공지되어 있다.
이러한 종류의 광학 필름은 투과 광의 파장별로 상이한 위상차를 가지고 또한 파장 분산성 (wavelength dispersibility) 을 가진다.
이 광학 필름의 파장 분산성은 액정 표시 장치의 표시 특성, 예를 들어 색도 (color tint) 에 영향을 준다. 그리하여, 액정 표시 장치의 표시 특성을 향상시킬 수 있는 광학 필름을 개발하려는 시도가 있었다.
예를 들어, 일본특허출원공개 제 2006-208604 호에는, 시클로올레핀계 폴리머 등의 폴리머 필름으로 형성되는 광학 이방성 층에 복굴절성 필름이 적층되는 광학 필름이 기재되어 있다.
이 복굴절성 필름은 평면내 지연값 (Re(λ)) 과 파장 (λ(㎚)) 간의 관계, 즉 Re(450)/Re(550)>1.08 를 갖는다고 한다.
또한, 광학 필름은 광학 이방성 층의 지상축 (slow axis) 이 복굴절성 필름의 지상축에 실질적으로 직교하도록 형성된다.
일본특허출원공개 제 2007-298960 호에는, 0.97 이상 1.03 미만 (0.97<Re(450㎚)/Re(550㎚)<1.03) 의 평면 위상차 값을 가진 투명 보호층을 가진 광학 필름이 기재되어 있다.
일본특허출원공개 제 2007-298960 호에는, 파장이 길어지면 위상차도 커지는 소위 역파장 분산성을 나타내는 수지 필름을 광학 필름으로 사용하는 것이 기재되어 있다.
하지만, 일본특허출원공개 제 2006-208604 호 및 제 2007-298960 호에는, 액정 화합물을 포함하는 광학 이방성 층과는 다른 광학 이방성 층 중에서, 이하의 식 (1) 을 만족하는 파장 분산성을 나타내는 광학 이방성 층과 이하의 식 (2) 을 만족하는 파장 분산성을 나타내는 광학 이방성 층이 그 지상축이 서로 평행하도록 적층되는 광학 필름을 사용하여, 액정 표시 장치의 콘트라스트, 색도 및 양방향 대칭성 전부를 향상시킬 수 있다는 것이 개시 또는 암시되어 있지 않다.
0≤Re(450)/Re(550)≤0.5 식(1)
0.95≤Re(450)/Re(550)≤1.05 식(2)
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하고 또한 다음의 목적을 달성하는 것을 목적으로 한다.
자세하게는, 본 발명의 목적은 액정 표시 장치의 콘트라스트, 색도 및 양방향 대칭성 전부를 향상시킬 수 있는 광학 필름, 이 광학 필름을 사용하는 편광판 및 이 편광판이 설치되는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명자들은 집중적인 연구 및 실험을 수행하였고, 액정 표시 장치의 콘트라스트, 색도 및 양방향 대칭성 전부는 적어도 2 개의 광학 이방성 층을 가진 광학 필름을 사용함으로써 향상될 수 있음을 알게 되었고, 일방의 광학 이방성 층은 이하의 식 (1) 을 만족하고, 타방의 광학 이방성 층은 이하의 식 (2) 을 만족하며, 일방의 광학 이방성 층의 지상축이 타방의 광학 이방성 층의 지상축에 평행하다.
특히, 본 발명자들은 이러한 광학 필름을 사용하여 TN 모드 액정 표시 장치의 콘트라스트, 색도 및 양방향 대칭성 전부를 향상시킬 수 있음을 알게 되었다.
0≤Re(450)/Re(550)≤0.5 식(1)
0.95≤Re(450)/Re(550)≤1.05 식(2)
본 발명은 본 발명자들의 이러한 발견을 기초로 한다. 전술한 과제를 해결하기 위한 수단은 다음과 같다.
(1) 적어도 2 개의 광학 이방성 층을 포함하는 광학 필름으로서,
일방의 광학 이방성 층은 이하의 식 (1) 을 만족하고, 타방의 광학 이방성 층은 이하의 식 (2) 을 만족하며, 일방의 광학 이방성 층의 지상축이 타방의 광학 이방성 층의 지상축에 평행하고,
0≤Re(450)/Re(550)≤0.5 식(1)
0.95≤Re(450)/Re(550)≤1.05 식(2)
여기서, Re(λ) 는 파장 λ(㎚) 에서 측정되는 대응 광학 이방성 층의 평면내 지연값 (단위: ㎚) 을 나타낸다.
상기 (1) 에 따른 적어도 2 개의 광학 이방성 층을 포함하는 광학 필름에서, 일방의 광학 이방성 층은 상기 식 (1) 을 만족하고, 타방의 광학 이방성 층은 상기 식 (2) 을 만족하며, 일방의 광학 이방성 층의 지상축이 타방의 광학 이방성 층의 지상축에 평행하며, 그리하여 얻어지는 액정 표시 장치의 콘트라스트, 색도 및 양방향 대칭성 전부를 향상시킬 수 있다.
(2) 상기 (1) 에 있어서, 광학 필름은 제 1 광학 이방성 층과 제 2 광학 이방성 층으로 이루어진 2 층 적층체이고,
상기 2 층 적층체는 이하의 식 (3) 을 만족하며,
0.75≤Re(450)/Re(550)<0.95 식(3)
여기서, Re(λ) 는 파장 λ(㎚) 에서 측정되는 적층체의 평면내 지연값 (단위: ㎚) 을 나타낸다.
(3) 상기 (1) 또는 (2) 에 있어서, 광학 필름은 액정 화합물을 포함하는 액정 광학 이방성 층을 더 포함한다.
(4) 상기 (3) 에 있어서, 상기 액정 화합물은 디스코틱 액정 화합물을 포함한다.
(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서, 식 (1) 을 만족하는 일방의 광학 이방성 층은 셀룰로오스 아세테이트를 포함하고, 식 (2) 를 만족하는 타방의 광학 이방성 층은 고리형 올레핀 호모폴리머 및 고리형 올레핀 코폴리머 중 적어도 하나를 포함한다.
(6) 편광판은 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 따른 광학 필름과 편광자를 적어도 포함한다.
(7) 액정 표지 장치는 액정 셀과 상기 (6) 에 따른 편광판을 적어도 포함한다.
(8) 상기 (7) 에 있어서, 상기 액정 셀은 TN 모드 액정 셀 또는 OCB 모드 액정 셀이다.
본 발명은 액정 표시 장치의 콘트라스트, 색도 및 양방향 대칭성 전부를 향상시킬 수 있는 광학 필름, 이 광학 필름을 사용하는 편광판 및 이 편광판이 설치되는 액정 표시 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 광학 필름에 의하여, 액정 표시 장치의 콘트라스트, 색도 및 양방향 대칭성 전부를 향상시킬 수 있다.
본 발명에서, Re(λ) 는 파장 λ(㎚) 에서 필름 형상의 측정 대상물, 예를 들어 광학 이방성 층, 필름 및 적층체의 평면내 지연값 (단위: ㎚) 을 나타내고, Rth(λ) 는 파장 λ(㎚) 에서 필름 형상의 측정 대상물의 두께 방향으로의 지연값 (단위: ㎚) 을 나타낸다.
본 발명에서, Re(λ) 는 파장 λ 에서 평면내 지연값을 나타내고, Rth(λ) 는 파장 λ 에서 두께 방향에서의 지연값을 나타낸다.
Re(λ) 값은 KOBRA 21 ADH 또는 WR (오지 케이소쿠 키키(주)에 의해 제조) 을 사용하여 측정되고, 그리하여 λ㎚ 의 파장을 가진 광선빔이 필름 형상의 측정 대상물에 법선 방향으로 입사된다.
측정 파장을 변경하는 방법으로서, 이하의 방법, 즉 파장 선택 필터를 새로운 필터로 수동 교체하는 방법, 프로그램을 사용하여 측정값을 변환하는 방법이 있다.
측정될 필름 형상의 대상물을 단축 또는 양축 인덱스 타원체 (index ellipsoid) 로 나타낼 때, Rth(λ) 는 이하의 방법으로 산출된다.
법선 방향으로부터 측정 대상물의 일측에서 50°까지 10°씩 증가하는 총 6 개 지점의 Re(λ) 값을 측정하기 위해, λ㎚ 의 파장을 갖는 광선빔이 경사각의 경사 방향에서부터 필름 형상의 측정 대상물에 이 측정 대상물의 법선 방향으로 입사되고, 평면내 지상축 (KOBRA 21 ADH 또는 WR 에 의해 결정됨) 을 경사축 (회전축) 으로 한다. 그 후, Rth(λ) 값은 측정된 지연 (Re) 값, 평균 굴절률의 가정값, 및 입력된 필름 두께값을 기초로 하여 KOBRA 21 ADH 또는 WR 에 의해 산출된다. 필름 형상의 측정 대상물이 지상축을 가지지 않으면, 측정 대상물의 평면내 임의 방향을 "회전축" 으로 한다.
전술한 측정에 있어서, 필름 형상의 측정 대상물이 이 필름 형상의 측정 대상물의 법선 방향에서부터 경사진 어떠한 각 (어떠한 경사각) 에서 지연값이 O 인 방향을 따라서 회전축으로서 평면내 지상축을 가지는 경우에, 어떠한 경사각보다 큰 경사각에서 측정된 지연값이 부호가 반대로 (값이 음으로) 되고, Rth(λ) 값이 KOBRA 21 ADH 또는 WR 에 의해 결정된다.
측정 대상물의 지상축을 경사축 (회전축) 으로 해서 임의로 선택되는 2 개의 방향에서부터 지연값이 측정되고, Rth 값은 측정된 지연값, 굴절률의 가정값, 및 입력된 필름 두께값을 기초로 하여 이하의 식 (A) 및 (B) 로부터 산출될 수 있다. 필름 형상의 측정 대상물이 지상축을 가지지 않으면, 측정 대상물의 평면내 임의 방향을 "회전축" 으로 한다.
Figure 112009016968339-pat00001
식 (A)
식 (A) 에서, Re(Θ) 는 법선 방향에서부터 각 (Θ) 으로 경사진 방향으로의 지연값을 나타내고, nx 는 평면내 지상축 방향으로의 굴절률을 나타내며, ny 는 nx 에 수직인 방향으로의 굴절률을 나타내고, nz 는 nx 와 ny 에 직교하는 방향으로의 굴절률을 나타낸다.
Rth = ((nx + ny)/2 - nz) × d 식(B)
측정될 필름 형상의 대상물을 단축 또는 양축 인덱스 타원체로 나타낼 수 없 는 것, 즉 소위 광학축을 갖지 않는 필름 형상의 측정 대상물일 때, Rth (λ) 값은 이하의 방법으로 산출된다.
법선 방향에서부터 -50°에서부터 50°까지 10°씩 증가하는 총 11 개의 지점의 Re(λ) 값을 측정하기 위해, λ㎚ 의 파장을 갖는 광선빔이 경사각의 경사 방향에서부터 필름 형상의 측정 대상물에 이 측정 대상물의 법선 방향으로 입사되고, 평면내 지상축 (KOBRA 21 ADH 또는 WR 에 의해 결정됨) 을 경사축 (회전축) 으로 한다. 그 후, Rth(λ) 값은 측정된 지연값, 평균 굴절률의 가정값, 및 입력된 필름 두께값을 기초로 하여 KOBRA 21 ADH 또는 WR 에 의해 산출된다.
상기 측정에 있어서, 평균 굴절률의 가정값으로서는 "폴리머 핸드북" (JOHN WILEY & SONS, INC) 및 다양한 광학 필름의 카탈로그에 기재된 값을 사용할 수 있다. 공지되지 않은 평균 굴절률 값은 Abbe 굴절계로 측정될 수 있다. 메인 광학 필름의 평균 굴절률 값은 예를 들어 다음과 같다:
셀룰로오스아크릴레이트 (1.48), 시클로올레핀 폴리머 (1.52), 폴리카보네이트 (1.59), 폴리메틸메타크릴레이트 (1.49), 및 폴리스티렌 (1.59).
KOBRA 21 ADH 또는 WR 은 평균 굴절률의 가정값 및 필름 두께를 입력함으로써 nx, ny 및 nz 값을 산출한다. nx, ny 및 nz 의 산출된 값을 기초로 하여, 식 Nz = (nx - nz)/(nx -ny) 에 의해 Nz 값을 더 산출한다.
본 발명에서, 광학 이방성 층, 필름 및 적층체 등의 필름 형상의 측정 대상물의 "지상축" 은 굴절률이 최대가 되는 방향을 나타낸다. 측정 대상물의 지상축의 측정시, 예를 들어 KOBRA 21 ADH (오지 케이소쿠 키키(주)에 의해 제조) 를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에서, "45°" 의 각, "직교" 및 "평행" 이라는 용어는 엄밀한 각의 ±5°범위의 값보다 작은 값을 의미한다. 엄밀한 각에 대한 오차 여유는 바람직하게는 4°보다 작고, 보다 바람직하게는 3°보다 작다.
[광학 필름]
본 발명의 광학 필름은 적어도 2 개의 광학 이방성 층을 구비한다. 2 개의 광학 이방성 층에서, 일방의 광학 이방성 층은 이하의 식 (1) 을 만족하고, 타방의 광학 이방성 층은 이하의 식 (2) 을 만족한다.
2 개의 광학 이방성 층에서, 일방의 광학 이방성 층을 "제 1 광학 이방성 층" 이라고 하고, 타방의 광학 이방성 층을 "제 2 광학 이방성 층" 이라고 한다.
0≤Re(450)/Re(550)≤0.5 식(1)
0.95≤Re(450)/Re(550)≤1.05 식(2)
제 1 광학 이방성 층 및 제 2 광학 이방성 층은 이 제 1 광학 이방성 층의 지상축과 제 2 광학 이방성 층의 지상축이 서로 평행하도록 배치된다.
식 (1) 을 만족하는 제 1 광학 이방성 층 및 식 (2) 를 만족하는 제 2 광학 이방성 층이 적층되는 광학 필름은 파장 분산성에 있어서의 높은 설계 자유도를 가진다.
또한, 광학 필름에서, 제 1 광학 이방성 층과 제 2 광학 이방성 층으로 형성되는 적층체는 이하의 식 (3) 을 만족한다.
0.75≤Re(450)/Re(550)<0.95 식(3)
전술한 광학 필름은 제 2 광학 이방성 층의 Re (550) 값이 제 1 광학 이방성 층의 Re (550) 값보다 크도록 구성되고, 제 1 광학 이방성 층과 제 2 광학 이방성 층으로 이루어진 2 층 적층체는 상기 식 (3) 을 만족하며, 그리하여 최종 액정 표시 장치의 콘트라스트 및 색도를 향상시킬 수 있다.
또한, Re(450)/Re(550) 값이 0.75 보다 작으면, 최종 액정 표시 장치의 색도가 저하될 수 있다. 이 값이 0.95 이상이면, 최종 액정 표시 장치의 콘트라스트 시야각이 저하될 수 있다.
제 2 광학 이방성 층의 Re(550) 값이 제 1 광학 이방성 층의 Re(550) 값보다 크면, 2 층 적층체는 상기 식 (3) 을 용이하게 만족할 수 있다.
이하, 광학 필름을 구성하는 제 1 광학 이방성 층과 제 2 광학 이방성 층을 설명한다.
(제 1 광학 이방성 층)
전술한 바와 같이, 제 1 광학 이방성 층은 이하의 식 (1) 을 만족한다.
0≤Re(450)/Re(550)≤0.5 식(1)
제 1 광학 이방성 층의 Re(450) 값은 바람직하게는 0 ㎚ 내지 25 ㎚ 이고, 보다 바람직하게는 1 ㎚ 내지 15 ㎚ 이며, 보다 더 바람직하게는 2 ㎚ 내지 10 ㎚ 이다.
제 1 광학 이방성 층의 Re(550) 값은 바람직하게는 0 ㎚ 내지 50 ㎚ 이고, 보다 바람직하게는 2 ㎚ 내지 30 ㎚ 이며, 보다 더 바람직하게는 4 ㎚ 내지 20 ㎚ 이다.
제 1 광학 이방성 층의 Re(450)/Re(550) 값이 0.5 보다 크면, 제 1 광학 이방성 층과 제 2 광학 이방성 층이 적층될 때 파장 분산성의 제어성이 저하될 수 있다.
제 1 광학 이방성 층의 두께는 특별히 한정되지 않지만 사용 용도에 따라서 적절하게 조절될 수 있다. 하지만, 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 인 것이 바람직하다.
제 1 광학 이방성 층은 투명 폴리머 필름인 것이 바람직하다. 제 1 광학 이방성 층의 광투과율은 80% 이상인 것이 바람직하다.
폴리머 필름을 구성하는 폴리머로서, 예를 들어 셀룰로오스 에스테르 (셀룰로오스 아세테이트와 셀룰로오스 디아세테이트 등) 를 들 수 있다.
셀룰로오스 에스테르 중에서, 셀룰로오스 저지방산 에스테르가 보다 바람직하다. "저지방산" 이라는 용어는 6 개 이하의 탄소 원자를 가진 지방산을 의미한다.
특히, 2 개의 탄소 원자를 가진 셀룰로오스 아세테이트, 3 개의 탄소 원자를 가진 셀룰로오스 프로피오네이트, 또는 4 개의 탄소 원자를 가진 셀룰로오스 부틸레이트가 바람직하다. 이들 중에서, 2 개의 탄소 원자를 가진 셀룰로오스 아세테이트가 특히 바람직하다.
셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 등의 혼합 지방산 에스테르도 또한 사용할 수 있다.
폴리머 필름의 지연값을 바람직한 범위내로 조절하기 위해서, 연신 (stretching) 등의 외부력을 가하는 방법을 사용하는 것이 일반적이다. 게다 가, 광학 이방성을 제어하기 위해서 폴리머 필름에 지연 증가제를 첨가할 수 있다.
지연 증가제는 특별히 제한되지 않지만 사용 용도에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 하지만, 적어도 방향족 고리를 가지는 방향족 화합물이 바람직하다. 방향족 화합물을 100 질량부의 폴리머당 0.01 질량부 내지 20 질량부의 첨가량으로 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 지연 증가제로서 2 종 이상의 방향족 화합물의 혼합물을 사용할 수 있다. 이러한 방향족 화합물의 방향족 고리가 방향족 탄화수소 고리 이외에도 방향족 이종 고리를 포함한다.
지연 증가제는, 예를 들어 유럽특허출원공개공보 제 0911656 호, 일본특허출원공개공보 제 2000-111914 호 및 제 2000-275434 호에 기재되어 있다.
제 1 광학 이방성 층의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만 사용 용도에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 제 1 광학 이방성 층이 폴리아세테이트 필름으로 형성되면, 적절한 지연 증가제를 선택하고, 이 지연 증가제의 첨가량을 조절하며 뿐만 아니라 원하는 지연값을 얻도록 그 형태의 연신 방향을 적절하게 제어하면서, 종래에 공지된 폴리아세테이트 필름의 제조 방법에 따라 제 1 광학 이방성 층을 제조할 수 있다.
(제 2 광학 이방성 층)
전술한 바와 같이, 제 2 광학 이방성 층은 이하의 식 (2) 을 만족한다.
0.95≤Re(450)/Re(550)≤1.05 식(2)
제 2 광학 이방성 층의 Re(450) 값은 바람직하게는 30 ㎚ ~ 90 ㎚, 보다 바람직하게는 40 ㎚ ~ 80 ㎚, 보다 더 바람직하게는 50 ㎚ ~ 70 ㎚ 이다.
제 2 광학 이방성 층의 Re(550) 값은 바람직하게는 30 ㎚ ~ 90 ㎚, 보다 바람직하게는 40 ㎚ ~ 80 ㎚, 보다 더 바람직하게는 50 ㎚ ~ 70 ㎚ 이다.
제 2 광학 이방성 층의 Re(450)/Re(550) 값이 0.95 보다 작을 때, 최종 액정 표시 장치의 표시 특성이 저하될 수 있다. 이 값이 1.05 보다 크면, 제 1 광학 이방성 층과 제 2 광학 이방성 층이 적층될 때 파장 분산성의 제어성이 저하될 수 있다.
제 2 광학 이방성 층의 두께는 특별히 한정되지 않지만 사용 용도에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 하지만, 10㎛ 내지 100 ㎛ 인 것이 바람직하다.
제 2 광학 이방성 층은 투명 폴리머 필름인 것이 바람직하다. 제 2 광학 이방성 층의 광투과율은 80% 이상인 것이 바람직하다.
폴리머 필름을 구성하는 폴리머로서, 예를 들어 고리형 올레핀계 호모폴리머 및 고리형 올레핀계 코폴리머를 들 수 있다.
고리형 올레핀계 호모폴리머는 노르보넨 등의 고리형 올레핀만으로 구성되는 모노머를 중합함으로써 얻을 수 있다.
고리형 올레핀계 코폴리머는 노르보넨 등의 고리형 올레핀으로 구성되는 모노머를, 비닐기를 가진 모노머, 예를 들어 프로필렌 등의 비고리형 폴리올레핀계 모노머 및 메틸 메타크릴레이트와 메틸 아크릴레이트 등의 아크릴계 모노머와 공중합함으로써 얻을 수 있다.
제 1 광학 이방성 층과 유사하게, 제 2 광학 이방성 층의 폴리머 필름의 지연값을 바람직한 범위내로 조절하기 위해서, 제 2 광학 이방성 층이 연신될 수 있 거나 또는 지연 증가제가 첨가될 수 있다.
국제특허출원 제 WO 00/26705 호에 기재된 바와 같이, 종래에 알려진 폴리카보네이트 또는 폴리술폰 등의 복굴절성을 나타내는 폴리머 일지라도, 그 분자를 변형함으로써 이 복굴절성을 제어할 수 있고, 그리하여 폴리머가 제 1 광학 이방성 층의 기능 또는 제 2 광학 이방성 층의 기능을 가지고 있는 한 이 제 1 광학 이방성 층 또는 제 2 광학 이방성 층에 상기 폴리머를 사용할 수 있다.
제 1 광학 이방성 층과 제 2 광학 이방성 층은, 제 1 광학 이방성 층의 지상축과 제 2 광학 이방성 층의 지상축이 서로 평행하도록 적층된다.
제 1 광학 이방성 층과 제 2 광학 이방성 층은 접착제를 사용하여 서로 부착된다. 접착제의 예로서는 아크릴계, 비닐-알코올계, 실리콘계, 폴리에스테르계, 폴리우레탄계, 폴리에테르계 폴리머 접착제, 이소시아네이트계 접착제 및 고무계 접착제를 포함한다.
본 발명에서, 제 1 광학 이방성 층과 제 2 광학 이방성 층이 형성되고 또한 액정 화합물을 포함하는 광학 이방성 층 (이하 설명됨) 을 갖지 않는 광학 필름을 지지체라고 할 수 있다.
(액정 화합물을 포함하는 광학 이방성 층)
광학 필름에는 액정 화합물을 포함하는 광학 이방성 층이 더 제공될 수 있고, 이 광학 이방성 층을 "액정 광학 이방성 층" 이라고도 한다.
액정 광학 이방성 층은 액정 표시 장치에 의한 흑색 표시시 액정 셀내의 액정 화합물을 보상하도록 구성되는 것이 바람직하다. 흑색 표시시 액정 셀내의 액정 화합물의 정렬 상태는 액정 표시 장치의 모드에 따라 변한다. 액정 셀내의 액정 화합물의 정렬 상태는 IDW'00, FMC7-2 의 411 내지 414 페이지에 기재되어 있다.
액정 광학 이방성 층은 지지체인 광학 필름상에 직접 형성될 수 있거나 정렬 필름을 통하여 지지체 위에 형성될 수 있다.
액정 광학 이방성 층은 액정 화합물 등을 포함하는 조성물로 이루어진다.
정렬 필름은 특별히 한정되지 않지만 사용 용도에 따라서 적절하게 선택될 수 있다. 이 정렬 필름에 마찰 처리 (rubbing treatment) 를 가할 때, 액정 광학 이방성 층의 액정 화합물의 정렬 방향은 마찰 처리 방향을 적절하게 설정하여 결정될 수 있다.
정렬 층이 형성되면, 광학 필름의 제 1 광학 이방성 층 또는 제 2 광학 이방성 층에 비누화 처리 (saponification treatment) 가 적절하게 가해질 수 있다.
정렬 필름의 두께는 특별히 한정되지 않지만 사용 용도에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 하지만 10 ㎛ 이하가 바람직하다.
액정 광학 이방성 층내에 포함되는 액정 화합물은 특별히 한정되지 않지만 사용 용도에 따라 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 봉 형상의 액정 화합물 및 디스코틱 액정 화합물이 바람직하게 사용된다.
(봉 형상의 액정 화합물)
봉 형상의 액정 화합물의 예로서는 아조메틴, 아족시, 시아노비페닐, 시아노페닐 에스테르, 벤조익 에스테르, 시클로헥산-카르복실레이트의 페닐 에스테르, 시 아노페닐시클로헥산, 시아노-치환형 페닐피리미딘, 알콕시-치환형 페닐피리미딘, 페닐디옥산, 톨레인, 및 알케닐시클로헥실벤조니트릴을 포함한다.
봉 형상 액정 화합물에 금속 복합물도 포함된다. 또한, 반복 유닛이 봉 형상 액정 성분을 포함하는 액정 폴리머를 봉 형상 액정 화합물로 사용할 수 있다. 즉, 봉 형상 액정 화합물은 (액정) 폴리머와 결합될 수 있다.
봉 형상 액정 화합물의 설명에 대해서는 일본 화학학회가 발행한 "액정 화학" (제 22 권 (1994), 제 4, 7, 11 장); 및 "액정 장치 핸드북" (일본 학술진흥회, 위원회 142 에 따름) 제 3 장에서 알 수 있다.
봉 형상의 액정 화합물의 복굴절율은 0.001 내지 0.7 범위내인 것이 바람직하다.
봉 형상의 액정 화합물은 정렬 상태를 고정시키기 위해서 중합성 기 (group) 를 가지는 것이 바람직하다. 중합성 기에 대해서, 불포화 중합성 기 또는 에폭시 기가 바람직하다. 불포화 중합성 기가 보다 바람직하다. 에틸렌성 불포화 중합성 기가 특히 바람직하다.
(디스코틱 액정 화합물)
디스코틱 액정 화합물의 구체적인 예로서는 C. Destrade 등에 의한 연구 보고서 (Mol. Cryst. 제 71 권, 111 페이지 (1981)) 에 기재된 벤젠 유도체; C. Destrade 등에 의한 연구 보고서 (Mol. Cryst. 제 122 권, 141 페이지 (1985) 및 Physics lett, A 제 78 권, 82 페이지 (1990)) 에 기재된 토르센 (torxene) 유도체; B. Kohne 등 (Angew. Chem. 제 96 권, 70 페이지 (1984)) 에 기재된 시클로헥 산 유도체; 및 J. M. Lehn 등에 의한 연구 보고서 (J.C.S. Chem. Commun. 1794 페이지 (1985)) 및 J. Zhand 등에 의한 연구 보고서 (J. Am. Chem. Soc. 제 116 권, 2655 페이지 (1994)) 에 기재된 아자크라운계 또는 페닐아세틸렌계 매크로사이클 (macrocycles) 을 포함한다.
디스코틱 액정 화합물의 예로서는, 직쇄 알킬기 또는 알콕시기, 치환형 벤조일옥시기 등이 분자의 중심 모핵 (중심부) 의 측쇄로서 반경방향으로 치환되도록 하는 구조를 가진 화합물을 더 포함한다. 분자 또는 분자의 집합체가 회전 대칭이고 또한 일정한 정렬을 제공해줄 수 있는 화합물인 것이 바람직하다.
디스코틱 액정 화합물로 형성되는 광학 이방성 층에 있어서, 광학 이방성 층에 최종 포함되는 화합물은 디스코틱 액정 화합물일 필요는 없다. 예를 들어,이 화합물은 열 또는 빛에 의해 반응할 수 있는 기를 가지는 저분자량 디스코틱 액정 분자를 가진 화합물을 포함하고, 이 화합물은 열 또는 빛을 가할 시 반응에 의해 중합화되거나 가교화되고 또한 고중합화되고, 그 결과 액체 결정화도 (liquid crystallinity) 의 손실이 발생한다. 디스코틱 액정 화합물의 바람직한 예는 일본특허출원공개공보 제 8-50206 호에 기재되어 있다. 디스코틱 액정 화합물의 중합화에 대한 설명은 일본특허출원공개공보 제 8-27284 호에 기재되어 있다.
디스코틱 액정 화합물을 중합으로 고정시키기 위해서, 치환기로서 중합성 기를 디스코틱 액정 화합물의 디스코틱 코어에 결합할 필요가 있다. 하지만, 중합성 기가 디스코틱 코어에 직접 결합되면, 중합 반응시 정렬 상태를 유지하기가 어려워진다. 그리하여, 디스코틱 코어와 중합성 기 사이에 연결기가 삽입된다. 그에 따라서, 중합성 기를 가진 디스코틱 액정 화합물은 이하의 일반식 (1) 으로 표현되는 화합물인 것이 바람직하다.
Figure 112009016968339-pat00002
일반식 (1)
상기 일반식 (1) 에서, D 는 디스코틱 코어를 나타내고, L 은 2 가의 연결기를 나타내며, Q 는 중합성 기를 나타내고, n 은 4 내지 12 의 정수를 나타낸다.
이하는 디스코틱 코어 (D) 의 예 (D1) 내지 예 (D15) 이다. 이하의 예에서, LQ (또는 QL) 는 2 가의 연결기 (L) 와 중합성 기 (Q) 를 조합한 것이다.
Figure 112009016968339-pat00003
Figure 112009016968339-pat00004
Figure 112009016968339-pat00005
상기 일반식 (1) 에서, 2 가의 연결기 (L) 는 알킬렌기, 알케닐렌기, 아릴렌기, -CO-, -NH-, -O-, -S- 및 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택되는 2 가의 연결기인 것이 바람직하다.
2 가의 연결기 (L) 는 알킬렌기, 아릴렌기, -CO-, -NH-, -O- 및 -S- 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 2 종의 2 가의 기로 조합되는 2 가의 연결기인 것이 보다 바람직하다.
2 가의 연결기 (L) 는 알킬렌기, 아릴렌기, -CO- 및 -O- 로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 2 종의 2 가의 기로 조합되는 2 가의 연결기인 것이 특히 바람직하다.
알킬렌기의 탄소 원자의 개수는 1 내지 12 개인 것이 바람직하다. 알케닐렌기의 탄소 원자의 개수는 2 내지 12 개인 것이 바람직하다. 아릴렌기의 탄소 원자의 개수는 6 내지 10 인 것이 바람직하다.
이하는 2 가의 연결기 (L) 의 예 (L1 내지 L25) 이다. 2 가의 연결기의 좌측은 디스코틱 코어 (D) 에 연결되고, 그의 우측은 중합성 기 (Q) 에 연결된다. AL 은 알킬렌기 또는 알케닐렌기를 나타내고, AR 은 아릴렌기를 나타낸다. 알킬렌기, 알케닐렌기 및 아릴렌기는 치환기 (예를 들어, 알킬기) 를 가질 수 있다.
Figure 112009016968339-pat00006
상기 일반식 (1) 에서, 중합성 기 (Q) 는 중합 반응의 유형에 의해 결정된다. 중합성 기 (Q) 의 예는 이하에 나타나 있다.
Figure 112009016968339-pat00007
중합성 기 (Q) 는 바람직하게는 불포화 중합성 기 (Q1, Q2, Q3, Q7, Q8, Q15, Q16 또는 Q17) 또는 에폭시기 (Q6 또는 Q18) 이고, 보다 바람직하게는 불포화 중합성 기이며, 특히 바람직하게는 에틸렌성 불포화 중합성 기 (Q1, Q7, Q8, Q15, Q16 또는 Q17) 이다.
상기 일반식 (1) 에서, "n" 은 4 내지 12 의 정수이다. "n" 의 특정값은 디스코틱 코어 (D) 의 유형에 의해 결정된다. 다수의 Ls (2 가의 연결기) 와 다수의 Qs (중합성 기) 의 조합에 있어서, 선택되는 2 가의 연결기의 유형은 서로 상이할 수 있지만 서로 동일한 것이 바람직하고, 또한 중합성 기의 유형도 서로 상이할 수 있지만 서로 동일한 것이 바람직하다.
하이브리드 정렬에 있어서, 디스코틱 액정 분자의 장축 (디스크 면) 과 지지체 (광학 필름) 의 면 사이의 각은 광학 이방성 층의 깊이 방향으로, 즉 지지체 (광학 필름) 에 실질적으로 수직한 방향으로 편광 필름의 면으로부터의 거리가 증가함에 따라 증가하거나 감소한다. 바람직하게는, 이 각은 거리가 증가하면 감소한다. 가능한 각 변화는 연속적인 증가, 연속적인 감소, 단속적인 증가, 단속적인 감소, 연속적인 증가와 연속적인 감소 둘 다를 포함하는 변화, 및 증가와 감소를 포함하는 단속적인 변화를 포함한다. 단속적인 변화는 경사각이 변하지 않는 두께 중간 영역을 포함한다. 변화가 경사각이 변하지 않는 영역을 포함하더라도, 이 경사각이 전체적으로 증가하거나 감소되는 한 문제되지 않는다. 바람직하게는, 이 경사각은 연속적으로 변한다.
디스코틱 액정 화합물의 장축 (디스크 면) 의 평균 방향 (분자의 평균 장축 방향) 은, 일반적으로 디스코틱 액정 화합물 또는 정렬 필름용 재료를 선택함으로써 또는 마찰 처리 방법을 선택함으로써 제어될 수 있다.
디스코택 액정 화합물의 표면측 (공기 접촉측) 상의 장축 (디스크 면) 의 방향은, 일반적으로 디스코틱 액정 화합물의 유형 또는 디스코틱 액정 화합물과 함께 사용될 첨가제의 유형을 선택함으로써 제어될 수 있다.
디스코틱 액정 화합물과 함께 사용될 첨가제의 예는 가소제, 계면활성제, 중합성 모노머 및 코폴리머를 포함한다. 상기와 유사하게, 장축의 정렬 방향으로의 변화도는 또한 액정 분자 및 첨가제를 선택함으로써 제어될 수 있다.
바람직하게는, 디스코틱 액정 화합물과 조합하여 사용되는 가소제, 계면활성제 및 중합성 모노머는 디스코틱 액정 화합물과 양립가능한 것이 바람직하며 또한 디스코틱 액정 화합물의 경사각을 변경시킬 수 있거나 또는 정렬을 방해하지 않는 다. 중합성 모노머용으로서, 비닐기, 비닐옥시기, 아크릴로일기 및 메타크릴로일기를 가진 화합물이 바람직하다.
또한, 일반적으로 전술한 화합물의 첨가량은 액정 화합물의 양에 대하여 바람직하게는 1 질량% 내지 50 질량%, 보다 바람직하게는 5 질량% 내지 30 질량% 이다. 혼합에 의해 4 개 이상의 중합-반응성 관능기를 가진 중합성 모노머를 사용하여 정렬 및 광학 이방성 층간의 접착을 개선시킬 수 있다.
액정 광학 이방성 층은 디스코틱 액정 화학물 이외에 폴리머를 포함할 수 있다. 디스코틱 액정 화합물과 양립가능한 어떠한 정도를 가지며 또한 디스코틱 액정 화합물에 대한 경사각을 변경할 수 있는 폴리머를 사용하는 것이 바람직하다.
폴리머의 예로서는 셀룰로오스 에스테르를 포함한다.
셀룰로오스 에스테르의 바람직한 예는 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 하이드록시프로필 셀룰로오스 및 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트를 포함한다.
셀룰로오스 에스테르, 특히 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트의 첨가량이 많으면, 도메인 형성이 촉진된다. 그리하여, 디스코틱 액정 화합물의 정렬을 방해하지 않기 위해서, 전술한 폴리머의 첨가량은 디스코틱 액정 화합물에 대하여 바람직하게는 0.1 질량% 내지 2.0 질량%, 보다 바람직하게는 0.1 질량% 내지 1.5 질량%, 보다 더 바람직하게는 0.1 질량% 내지 1.0 질량% 이다.
디스코틱 액정 화합물의 디스코틱 네마틱 액정상에서 고상으로의 상 전이 온도는 바람직하게는 70℃ 내지 300℃, 보다 바람직하게는 70℃ 내지 170℃ 이다.
전술한 폴리머로서, 플루오린계 폴리머 등이 적절량 첨가될 수 있다.
(액정 분자의 정렬 상태의 고정)
정렬된 액정 분자는 그 정렬 상태를 유지하여 고정될 수 있다. 이러한 고정은 중합 반응으로 실시되는 것이 바람직하다. 중합 반응은 열중합 개시제를 사용하는 열중합 반응 및 광중합 개시제를 사용하는 광중합 반응을 포함한다. 이들 중에서, 광중합 반응이 바람직하다.
광중합 개시제의 예는 α-카르보닐 화합물 (미국특허 제 2367661 호 및 제 2367670 호에 기재), 아실로인 에테르 (미국특허 제 2448828 호), α-하이드로카본-치환형 방향족 아실로인 화합물 (미국특허 제 2722512 호), 다핵 퀴논 화합물 (미국특허 제 3046127 호 및 제 2951758 호), 트리아릴이미다졸 다이머 및 p-아미노페닐 케톤의 조합물 (미국특허 제 3549367 호), 아크리딘과 페나진 화합물 (일본특허출원공개공보 제 60-105667 호 및 미국특허 제 4239850 호), 및 옥사디아졸 화합물 (미국특허 제 4212970 호) 을 포함한다.
사용되는 광중합 개시제의 양은 코팅 액체의 고형물 함량에 대하여 바람직하게는 0.01 질량% 내지 20 질량%, 보다 바람직하게는 0.5 질량% 내지 5 질량% 이다.
액정 분자의 중합용 광 조사시, 자외선을 사용하는 것이 바람직하다.
조사 에너지는 바람직하게는 20 mJ/㎠ 내지 50 J/㎠ 의 범위, 보다 바람직하게는 20 mJ/㎠ 내지 5,000 mJ/㎠ 의 범위, 보다 더 바람직하게는 100 mJ/㎠ 내지 800 mJ/㎠ 의 범위이다. 광중합 반응을 촉진시키기 위해서, 열을 가한 상태에서 광 조사를 실시할 수 있다.
(다른 층)
제 1 광학 이방성 층, 제 2 광학 이방성 층 및 액정 광학 이방성 층 이외에, 다른 광학 이방성 층, 보호층이 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한 광학 필름에 수직하게 적층될 수 있다.
[편광판]
본 발명의 편광판에는 적어도 전술한 광학 필름 및 편광자가 형성되며 또한 보호층 (보호 필름) 이 추가로 제공될 수 있다.
편광판에는, 적어도 제 1 광학 이방성 층 및 제 2 광학 이방성 층이 형성되고, 액정 광학 이방성 층을 구비하지 않은 광학 필름이 제공될 수 있으며, 또는 제 1 광학 이방성 층 및 제 2 광학 이방성 층에 액정 광학 이방성 층이 추가로 적층되는 광학 필름 (다층으로 된 광학 필름) 이 제공될 수 있다.
(편광자)
편광자는 편광 필름으로 형성된다.
편광자로서, 옵티바(주) 에 의해 제조되는 편광 필름이 대표적인 코팅형 편광 필름 또는 바인더 및 요오드 또는 이색성 염료로 이루어지는 편광자가 바람직하다.
편광 필름에서, 요오드 및 이색성 염료는 바인더에 정렬되어 그 편광 성능을 나타낸다. 요오드 및 이색성 염료는 바인더 분자를 따라 단방향으로 배향되거나 이색성 염료는 액정과 같이 자가 조직화 (self-organization) 에 의해 단방향으로 배향되는 것이 바람직하다.
일반 용도의 편광자는, 예를 들어 바인더내에 요오드를 포화시키거나 바인더내에 이색성 염료를 포화시키도록 요오드 또는 이색성 염료의 용액에 연신된 폴리머를 욕에 침지시킴으로써 제조될 수 있다.
일반 용도의 편광 필름에서, 요오드 또는 이색성 염료는 폴리머 표면으로부터 약 4 ㎛ (양측에서 전부 약 8 ㎛) 의 깊이에 분포된다. 충분한 편광 성능을 얻기 위해서, 적어도 10 ㎛ 의 두께로 된 편광 필름을 형성할 필요가 있다. 요오드 또는 이색성 염료의 침투 정도는 요오드 용액 또는 이색성 염료 용액의 농도, 욕의 온도, 및 침지 시간에 의해 제어될 수 있다.
전술한 바와 같이, 바인더의 최소 두께는 10 ㎛ 인 것이 바람직하다. 바인더의 최대 두께는 특별히 한정되지 않는다. 편광판이 액정 표시 장치에 사용될 때 광 누출 현상이 일어나는 것과 관련하여, 편광판이 얇을수록 더 좋다. 현재, 일반 용도의 편광판의 두께는 통상적으로 약 30 ㎛ 이하이고, 보다 바람직하게는 25 ㎛ 이하, 보다 더 바람직하게는 20 ㎛ 이하이다. 편광판의 두께가 20 ㎛ 이하이면, 17 인치 액정 표시 장치에서 광 누출 현상이 관찰되지 않을 것이다.
편광 필름에 사용되는 바인더는 가교결합될 수 있다. 편광 필름용 바인더로서 자가 가교결합가능한 폴리머를 사용할 수 있다. 관능기를 가진 폴리머 또는 관능기를 폴리머에 도입시킴으로써 얻을 수 있는 바인더를 바인더 분자 사이에서 빛, 열 또는 pH 변경으로 반응시킴으로써, 편광 필름이 형성될 수 있다.
또한, 가교결합제를 사용하여 가교결합 구조를 폴리머에 도입시킬 수 있다. 또한, 가교결합제로부터 유도되는 조합기가 바인더 분자를 가교결합하도록 고반 응성 화합물인 가교결합제를 사용하여 바인더 분자 사이에 도입되고, 그리하여 편광 필름이 형성될 수 있다.
일반적으로, 가교결합을 위한 처리는 폴리머 또는 폴리머 및 가교결합제의 혼합물을 포함하는 코팅 액체를 투명 지지체에 도포하고 이 도포된 코팅 액체를 가열함으로써 실시될 수 있다. 단지 최종 생성물의 내구성을 보장할 필요만 있으며, 그리하여 가교결합을 위한 처리는 최종 편광판이 얻어질 때까지 어떠한 단계에서도 실시될 수 있다.
편광 필름에 사용되는 바인더로서, 자가 가교결합가능한 폴리머 및 가교결합제에 의해 가교결합되는 폴리머 둘 다를 사용할 수 있다. 이러한 폴리머의 예로서는 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리스티렌, 젤라틴, 폴리비닐 알코올, 개질된 폴리비닐 알코올, 폴리(N-메틸올 아크릴아미드), 폴리비닐 톨루엔, 염화술폰화 폴리에틸렌, 니트로셀룰로오스, 염소화 폴리올레핀 (예를 들어, 폴리비닐 클로라이드), 폴리에스테르, 폴리이미드, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에틸렌, 카르복시메틸세룰로오스, 폴리프로필렌 및 폴리카보네이트 또는 이의 코폴리머 (예를 들어, 아크릴산/메타크릴산 폴리머, 스티렌/말레익 이미드 폴리머, 스티렌/비닐 톨루엔 폴리머, 비닐 아세테이트/비닐 클로라이드 폴리머, 에틸렌/비닐 아세테이트 폴리머) 를 포함한다. 이러한 폴리머 중에서, 수용성 폴리머 (예를 들어, 폴리(N-메틸올 아크릴아미드), 카르복시메틸셀룰로오스, 젤라틴, 폴리비닐 알코올, 및 개질된 폴리비닐 알코올) 가 바람직하고, 젤라틴, 폴리비닐 알코올, 및 개질된 폴리비닐 알코올이 보다 더 바람직하며, 폴리비닐 알코올 및 개 질된 폴리비닐 알코올이 특히 바람직하다.
폴리비닐 알코올 또는 개질된 폴리비닐 알코올의 비누화 정도는 바람직하게는 70% 내지 100% 이고, 보다 더 바람직하게는 80% 내지 100% 이며, 특히 바람직하게는 95% 내지 100% 이다. 폴리비닐 알코올의 중합도는 바람직하게는 100 내지 5,000 이다. 코폴리머 개질, 사슬 전이 (chain transfer) 개질, 또는 블럭 중합 개질에 의해 개질기를 폴리비닐 알코올에 도입시킴으로써 개질된 폴리비닐 알코올을 얻을 수 있다.
코폴리머 개질시, 개질기로서, -COONa, -Si(OH)3, N(CH3)3·Cl, C9H19COO-, -SO3Na 및 -C12H25 를 폴리비닐 알코올에 도입시킬 수 있다.
사슬 전이 개질시, 개질기로서, -COONa, -SH 및 -SC12H25 를 폴리비닐 알코올에 도입시킬 수 있다.
개질된 폴리비닐 알코올의 중합도는 바람직하게는 100 내지 3,000 이다. 개질된 폴리비닐 알코올에 대한 설명은 일본특허출원공개공보 제 8-338913 호, 제 9-152509 호 및 제 9-316127 호에서 기재되어 있다.
편광 필름용 바인더로서, 85% 내지 95% 의 비누화 정도를 각각 가지는 비개질 폴리비닐 알코올 및 알킬티오-개질 폴리비닐 알코올이 특히 바람직하다.
2 개 이상의 폴리비닐 알코올 및 개질된 폴리비닐 알코올을 조합하여 사용할 수 있다.
바인더에 가교결합제를 대량 첨가함으로써, 편광 필름의 내습열성 (resistance to moist heat) 을 개선시킬 수 있다. 하지만, 바인더에 가교결합제를 50 질량% 이상 첨가하면, 요오드 또는 이색성 염료의 배향성을 저하시킨다. 바인더에 첨가되는 가교결합제의 양은 바람직하게는 0.1 질량% 내지 20 질량%, 보다 더 바람직하게는 0.5 질량% 내지 15 질량% 이다.
가교결합 반응을 완료한 후에라도, 바인더는 소정양의 미반응 가교결합제를 포함한다. 바인더에 남아 있는 미반응 가교결합제의 양은 바람직하게는 1.0 질량% 이하, 보다 더 바람직하게는 0.5 질량% 이하이다. 형성된 바인더 층에 미반응 가교결합제가 1.0 질량% 초과하여 포함되면, 최종 편광 필름의 내구성은 종종 저하될 수 있다. 즉, 대량의 잔류 가교결합제를 포함하는 편광 필름이 액정 표시 장치에 포함되고 또한 액정 표시 장치가 장기간 사용되거나 고온/고습 대기 조건에서 장기간 그대로 방치되면, 편광도가 저하될 수 있다.
가교결합제에 대한 설명은 미국특허 제 23297 호에 기재되어 있다. 붕산 화합물 (예를 들어, 붕소 및 붕사) 이 또한 가교결합제로서 사용될 수 있다.
이색성 염료로서, 아조 염료, 스틸벤 염료, 피라졸론 염료, 트리페닐메탄 염료, 퀴놀린 염료, 옥사진 염료, 티아진 염료 또는 안트라퀴논 염료를 사용한다. 바람직하게는, 이색성 염료는 수용성이고 또한 친수성기 (예를 들어, 술포기, 아미노기 및 하이드록실기) 를 가진다.
이색성 염료의 예는, C.I. Direct 황색 12, C.I. Direct 적황색 39, C.I. Direct 적황색 72, C.I. Direct 적색 39, C.I. Direct 적색 79, C.I. Direct 적색81, C.I. Direct 적색 83, C.I. Direct 적색 89, C.I. Direct 자색 48, C.I. Direct 청색 67, C.I. Direct 청색 90, C.I. Direct 녹색 59 및 C.I. Acid 적색 37 을 포함한다.
이색성 염료에 대한 설명은 일본특허출원공개공보 제 1-161202 호, 제 1-172906 호, 제 1-172907 호, 제 1-183602 호, 제 1-248105 호, 제 1-265205 호 및 제 7-261024 호에 기재되어 있다. 이색성 염료는 유리산 (free acid), 알칼리 금속염, 암모늄염, 또는 아민염으로서 사용된다. 2 종 이상의 이색성 염료의 조합물을 사용함으로써, 다양한 색조 (hues) 를 가진 편광판을 제조할 수 있다.
편광 축들이 서로 직교하게 되면, 흑색을 형성하는 화합물 (염료) 을 사용하는 편광 필름, 또는 흑색을 형성하도록 다양한 이색성 염료의 조합물을 사용함으로써 얻어지는 편광 필름이나 편광판이 단일판 투과성 및 편광도 둘 다에 있어서 우수하기 때문에 바람직하다.
액정 표시 장치의 콘트라스트 비를 증가시키기 위해서, 편광판은 더 높은 투과율 뿐만 아니라 더 높은 중합도를 나타내는 것이 바람직하다.
550 ㎚ 의 파장을 가진 광에 대한 편광판의 투과율은 바람직하게는 30% 내지 50% 의 범위, 보다 더 바람직하게는 35% 내지 50% 의 범위, 특히 바람직하게는 40% 내지 50% 의 범위이고, 즉 이 편광판은 50% 의 최대 단일판 투과율을 나타낸다.
550 ㎚ 의 파장을 가진 광에 대한 편광판의 편광도는 바람직하게는 90% 내지 100% 의 범위, 보다 더 바람직하게는 95% 내지 100% 의 범위, 특히 바람직하게는 99% 내지 100% 의 범위이다.
또한, 접착제를 개재하여 편광 필름과 광학 이방성 층 또는 편광 필름과 정 렬 필름을 배치할 수 있다. 접착제로서, 폴리비닐 알코올 수지 (아세토아세틸기, 술폰산기, 카르복실기 및/또는 옥시알킬렌기를 사용한 개질을 통하여 얻어지는 개질된 폴리비닐 알코올을 포함) 및 붕소 화합물을 포함하는 수용액이 사용될 수 있다. 물론, 폴리비닐 알코올 수지가 바람직하다. 접착제 층은 건조 후에 그 두께가 바람직하게는 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛ 의 범위, 보다 바람직하게는 0.05 ㎛ 내지 5 ㎛ 범위이다.
(편광자의 제조)
편광 필름 생성의 관점에서, 바인더는 편광 필름의 길이 방향 (MD 방향) 에 대하여 10 도 내지 80 도의 각으로 경사져서 연신되거나 (연신 방법) 또는 마찰 처리를 받은 후 요오드나 이색성 염료로 염색되는 것이 바람직하다. 바인더는, LCD 를 구성하는 액정 셀의 양 표면에 적층된 2 개의 편광판의 투과 축과 액정 셀의 길이 방향이나 측 방향 사이에 형성되는 각에 근접하게 경사각을 설정하도록 연신되는 것이 바람직하다.
일반적으로 경사각은 45 도이다. 하지만, 최근 경사각이 45 도로 설정될 필요가 없는 편광 필름을 구비한 투과형, 반사형 및 반투과형의 액정 장치 (LCDs) 가 개발되었고, 연신 방향은 LCD 의 설계에 따라 임의로 제어되는 것이 바람직하다.
연신 방법을 사용하면, 인발비는 바람직하게는 2.5 배 내지 30.0 배, 보다 바람직하게는 3.0 배 내지 10.0 배이다. 편광 필름은 공기 중에서 건식 연신될 수 있다. 바인더는 또한 물에 침지된 상태에서 습식 연신될 수 있다. 건식 연신시 인발비는 바람직하게는 2.5 배 내지 5.0 배이고, 습식 연신시 인발비는 바람직하게는 3.0 배 내지 10.0 배이다.
연신 처리는 경사 연신을 포함해서 몇 번 실시될 수 있다. 바인더에 연신 처리를 몇 번 반복적으로 가함으로써, 최종 바인더 필름은 높은 인발비에서도 보다 균일하게 연신될 수 있다. 미연신된 바인더 필름 (바인더) 은 경사 연신 전에 횡방향으로 또는 길이방향으로 (최종 바인더 필름의 폭 방향 수축을 방지하는 정도로) 약간 연신될 수 있다.
미연신된 바인더 필름 (바인더) 은 이 미연신된 바인더 필름의 우측 및 좌측간의 상이한 단계에서 양축 텐터 (tenter) 연신에 의해 연신될 수 있다. 이러한 양축 텐터 연신은 일반적인 필름 형성시에 사용되는 것과 유사한 방식으로 실시된다.
양축 연신시 바인더가 좌측 및 우측간의 상이한 속도로 연신되기 때문에, 미연신된 바인더 필름은 이 미연신된 바인더 필름의 우측 및 좌측간에 상이한 두께를 가질 필요가 있다. 유동 주조 (flow casting) 필름 형성시, 다이에 테이퍼를 제공함으로써 우측 및 좌측간의 바인더 용액의 유량을 변동시킬 수 있다.
전술한 방식에 따라서, 편광 필름의 MD 방향에 대하여 10 도 내지 80 도의 각으로 경사져서 연신되는 바인더 필름이 제조될 수 있다.
마찰 처리에 대해서, LCD 의 액정 정렬 처리로서 광범위하게 사용되는 마찰 처리가 적합할 수 있다. 보다 자세하게는, 바인더 필름의 표면을 종이, 거즈, 펠트, 고무, 나일론 섬유 또는 폴리에스테르 섬유로 고정된 방향으로 마찰시켜서 정렬을 얻을 수 있다.
일반적으로, 바인더는 길이와 두께가 일정한 섬유를 균일하게 심으로써 형성되는 직물을 사용하여 여러 번 마찰을 받게 된다. 이러한 경우에, 롤 자체의 원형도, 원통도 및 편심도 전부가 30 ㎛ 이하인 마찰 롤로 바인더를 마찰하는 것이 바람직하다. 마찰 롤에 대한 필름의 랩 (wrap) 각은 바람직하게는 0.1 도 내지 90 도이다. 하지만, 일본특허출원 제 8-160430 호에 기재된 바와 같이, 안정적인 마찰 처리는 또한 필름을 360 도 이상의 각으로 권취함으로써 달성될 수 있다.
긴 필름을 마찰하는 경우에, 필름은 일정한 인장하에서 1 m/min 내지 100 m/min 의 속도로 이송 장치에 의해 이송되는 것이 바람직하다. 마찰 롤은 필름-이송 방향에 대하여 수평 방향으로 회전가능하게 설치되는 것이 바람직하며, 그리하여 임의의 마찰 각이 선택될 수 있다. 적절한 마찰 각은 0 도 내지 60 도의 범위에서 선택되는 것이 바람직하다. 최종 편광자를 액정 표시 장치에 사용하면, 마찰 각은 바람직하게는 40 도 내지 50 도, 특히 바람직하게는 45 도이다.
편광 필름의 광학 이방성 층의 반대편 표면에는 폴리머 필름이 배치되는 것이 바람직하다 (광학 이방성 층/편광 필름/폴리머 필름의 배열 형태).
[액정 표시 장치]
본 발명의 광학 필름 및 편광판은 액정 표시 장치의 다양한 모드에 사용될 수 있다. 특히, 광학 필름 및 편광판은, 광학 필름을 부착하지 않고서는 흑색 표시를 하기가 어려운 TN 모드 액정 표시 장치에 사용되는 것이 바람직하다.
액정 표시 장치에는 적어도 액정 셀 및 이 액정 셀의 양측에 배치되는 2 개 의 시트의 편광판이 장착된다. 액정 셀은 2 개의 전극 기재 사이에서 액정을 지닌다.
액정 표시 장치로서는, TN 모드 액정 표시 장치 이외에, OCB 모드 액정 표시 장치, VA 모드 액정 표시 장치, ECB 모드 액정 표시 장치 및 STN 모드 액정 표시 장치를 포함한다.
이하, 특정 실시예를 참조하여 본 발명을 보다 자세히 설명하지만, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되지 않는다. 반대로, 본 발명은 다양한 변경을 포함하며, 이하 기재되는 등가의 물질 구성, 이 물질의 사용량, 조성비, 처리, 처리 과정 등은 첨부된 청구항의 정신 및 관점내에 포함된다.
[실시예 1]
(셀룰로오스 아세테이트의 제조)
이하의 조성물을 혼합 탱크안에 충전하고, 이 구성성분을 용해시키도록 가열하면서 교반하여, 셀룰로오스 아세테이트 용액을 형성한다.
● 60.7% 내지 61.1% 의 아세틸화도를 가진 셀룰로오스 아세테이트
100 질량부
● 트리페닐 포스페이트 (가소제) 7.8 질량부
● 비페닐디페닐 포스페이트 (가소제) 3.9 질량부
● 메틸렌 클로라이드 (제 1 용매) 336 질량부
● 메탄올 (제 2 용매) 29 질량부
● 1-부탄올 (제 3 용매) 11 질량부
다른 혼합 탱크에, 이하의 구조식으로 나타나는 16 질량부의 지연 증가제, 92 질량부의 메틸렌 클로라이드, 및 8 질량부의 메탄올을 충전하고, 이 구성성분을 가열하면서 교반하여 지연 증가제 용액을 형성한다. 이렇게 얻어진 10 질량부의 지연 증가제 용액은 487.7 질량부의 셀룰로오스 아세테이트 용액과 혼합되어 충분히 교반되어 도프 (dope) 를 형성한다.
Figure 112009016968339-pat00008
지연 증가제
이렇게 얻어진 도프를 밴드 연신기에서 유동 주조한다. 필름의 표면 온도가 40℃ 임을 확인한 후, 이 필름은 70℃ 의 고온 공기에 의해 1 분간 건조된다. 이 필름은, 밴드로부터 분리되고, 140℃ 의 건조 공기에 의해 10 분간 건조되며, 텐터 클립에 의해 추가로 고정시킨 후 측방향으로 연신되어, 0.3 질량% 의 잔류 용매를 포함하는 셀룰로오스 아세테이트 필름 (두께 : 60 ㎛, 제 1 광학 이방성 층) 을 형성한다. 형성한 셀룰로오스 아세테이트 필름의 550 ㎚ 파장에서의 Re 지연값 및 Rth 지연값은 KOBRA 21 ADH (오지 케이소쿠 키키(주)에 의해 제조) 를 사용하여 측정된다. 이송 방향에 직교하는 지상축, 20 ㎚ 의 Re(550) 값, 및 30 ㎚ 의 Rth(550) 값을 가진 셀룰로오스 아세테이트 필름이 얻어진다. 또한, 셀룰로오스 아세테이트 필름은 450 ㎚ 의 파장에서 측정될 때 8 ㎚ 의 Re(450) 값 을 갖는 것으로 나타났다. 값 Re(450)/Re(550) 은 0.4 이었다.
(개환 중합 고리형 폴리올레핀의 도프 형성)
이하의 조성물을 혼합 탱크안에 충전하고, 이 구성성분을 용해시키도록 교반한 후, 34 ㎛ 의 평균 기공 직경을 가진 여과 종이 및 10 ㎛ 의 평균 기공 직경을 가진 소결된 금속 필터를 통하여 여과시킨다.
고리형 폴리올레핀 용액 A
● ARTON G (JSR(주)에 의해 제조) 150 질량부
● 메틸렌 클로라이드 550 질량부
● 에탄올 50 질량부
다음에, 전술한 방법으로 형성한 개환 중합 고리형 폴리올레핀 용액을 포함하는 이하의 조성물을 분산기에 충전한 후 소광제 (matting agent) 분산액을 형성한다.
소광제 분산액
● 16 ㎚ 의 평균 입자 직경을 가진 실리카 입자 (일본 에어로실(주)에 의해 제조된 AEROSIL R972) 2 질량부
● 메틸렌 클로라이드 75 질량부
● 에탄올 5 질량부
● 고리형 폴리올레핀 용액 A 10 질량부
100 질량부의 고리형 폴리올레핀 용액을 1.1 질량부의 소광제 분산액과 혼합하여 필름 형성 도프를 형성한다.
(고리형 폴리올레핀 필름의 제조)
전술한 도프를 밴드 유동 주조기에 의해 유동 주조한다. 형성된 필름은 잔류 용액의 양이 대략 22 질량% 일 때 밴드로부터 분리된다. 그 뒤에, 이 필름은 텐터 클립에 의해 유지된 후 이송 영역 (conveyance zone) 에서 횡방향으로 연신되고, 그 후 130℃ 에서 건조되며 권취된다. 형성된 고리형 폴리올레핀 필름은 48 ㎛ 의 두께를 갖는 것으로 나타났다. 그 후, 이 필름은 (아르곤 가스 분위기하에서) 상부 및 하부 황동제 전극 사이에서 글로 (glow) 방전 처리를 받게 된다. 글로 방전 처리시, 상부 및 하부 황동제 전극에 3,000 Hz 및 4,200 V 의 고주파수 전압이 가해지고, 필름은 20 초 동안 글로 방전되어 개환 중합 고리형 폴리올레핀 필름을 형성한다. 순수 물에 대한 필름 표면의 접촉각은 38°내지 42°범위이다. 이 접촉각은 접촉각 측정기 (쿄와 인터페이스 사이언스(주)에 의해 제조되는 모델 CA-X) 에 의해 측정된다. 고리형 폴리올레핀 필름의 지상축은 KOBRA 21 ADH (오지 케이소쿠 키키(주)에 의해 제조) 에 의해 측정되고 이송 방향에 직교하게 됨을 알게 되었다. 개환 중합 고리형 폴리올레핀 필름은 60 ㎚ 의 Re(550) 값과 30 ㎚ 의 Rth(550) 값을 가짐을 알게 되었다. 또한, 필름은 450 ㎚ 의 파장에서 측정될 때 61.8 ㎚ 의 Re(450) 값을 갖는 것으로 나타났다. 따라서, 값 Re(450)/Re(550) 은 1.03 이다.
(비누화 처리)
형성된 셀룰로오스 아세테이트 필름을 25℃ 의 2.0N 수산화칼륨 용액에 2 분간 침지시킨 후 황산으로 중화하고, 순수 물로 세척한 뒤 건조시킨다. 이 필름 의 표면 에너지는 접촉각 방법으로 측정되고 62 mN/m 인 것으로 나타났다.
(정렬 필름의 제조)
셀룰로오스 아세테이트 필름 위에, 이하의 조성을 갖는 코팅액을 와이어 바 코터 (wire bar coater) #14 에 의해 24 mL/㎡ 양으로 도포하고, 100℃ 의 고온 공기로 120 초간 건조한다. 그 뒤에, 형성된 필름은 (길이 방향에 대하여 0 도의 각에서) 셀룰로오스 아세테이트 필름의 길이 방향으로 마찰 처리를 받게 된다.
(정렬 필름의 코팅액 조성)
● 이하의 구조식으로 나타나는 개질된 폴리비닐 알코올 40 질량부
● 물 728 질량부
● 메탄올 228 질량부
● 글루타알데히드 (가교결합제) 2 질량부
● 시트르산 에스테르 (AS3, 산쿄 화학산업에 의해 제조) 0.69 질량부
Figure 112009016968339-pat00009
(액정 화합물 층 (액정 광학 이방성 층) 의 제조)
#3.0 와이어 바 코터를 필름 이송 방향과 동일한 방향으로 1,093 rpm 으로 회전시키면서 이하의 조성을 가진 코팅액이 28 m/min 의 속도로 이송되는 롤 필름의 정렬 필름의 표면 위에 연속 도포된다. 도포된 코팅액을 실온에서 100℃ 로 연속 가열하는 단계에서, 용매는 건조되고, 필름은 125℃ 의 건조 영역에서 약 120 초 동안 가열되어, 액정 화합물을 배향 (정렬) 시킨다. 그 후에, 정렬된 액정 화합물 필름은, 자외선 조사 장비 (자외선 램프 : 조사 출력 160 W/cm, 방출광 길이 : 1.6 m) 의 95℃ 의 건조 영역으로 이송되어, 가교결합 반응을 진행하도록 600 mW 조도의 자외선으로 4 초 동안 조사되어, 액정 화합물의 정렬을 고정시킨다. 그 후에, 정렬된 생성물은 실온으로 냉각되도록 방치되고 원통형으로 권취되어, 롤 형태의 광학 필름을 얻을 수 있다.
(액정 화합물 층의 코팅액의 조성)
● 이하의 구조식으로 나타나는 디스코틱 액정 화합물 41.01 질량부
● 산화에틸렌 개질된 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 (V#360, 오사카 유기화학 산업(주)에 의해 제조) 4.06 질량부
● 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 (CAB531-1, 이스트먼 화학(주)에 의해 제조) 0.35 질량부
● 광중합 개시제 (IRGACURE 907, 시바 게이지(주)에 의해 제조)
1.35 질량부
● 감광제 (KAYACURE DETX, 일본 카야쿠(주)에 의해 제조)
0.45 질량부
● 플루오로 방향족 함유 코폴리머 (MEGAFAC F780, 다이니폰 잉크산업(주)에 의해 제조) 0.10 질량부
● 메틸에틸케톤 102.00 질량부
Figure 112009016968339-pat00010
(광학 필름의 적층)
표면에 액정 화합물 층이 형성되는 셀룰로오스 아세테이트 필름이 접착제 SK-1478 (소켄 화학 & 엔지니어링(주)에 의해 제조) 을 통하여 고리형 폴리올레핀 필름에 수직하게 적층되어, 셀룰로오스 아세테이트 필름 표면측이 고리형 폴리올레핀 필름에 대향하게 되어, 액정 화합물 층, 셀룰로오스 아세테이트 필름 및 고리형 폴리올레핀 필름이 순서대로 놓여지는 다층 광학 필름을 얻게 된다.
(다층 광학 필름의 특성)
전술한 바와는 별개로, 액정 화합물 층이 형성되지 않는 셀룰로오스 아세테이트 필름이 접착제 SK-1478 (소켄 화학 & 엔지니어링(주)에 의해 제조) 을 통하여 고리형 폴리올레핀 필름에 수직하게 적층되어, 이들 필름의 지상축은 서로 평행하게 된다. 광학 필름의 Re(550) 값과 Re(450) 값은 KOBRA 21 ADH (오지 케이소쿠 키키(주)에 의해 제조) 을 사용하여 측정된다. 광학 필름은 80 ㎚ 의 Re(550) 값과 69.8 ㎚ 의 Re(450) 값을 갖는 것으로 나타났다. 그리하여, 값 Re(450)/Re(550) 은 0.87 이다.
(편광판의 제조)
80 ㎛ 두께로 된 폴리비닐 알코올 (PVA) 막을 염색되도록 0.05 질량% 의 요오드 농도를 가진 요오드 수용액에 30℃ 에서 60 초 동안 침지시킨 후, 이 필름을 처음 길이의 5 배로 길이방향으로 연신되도록 4 질량% 의 붕소 농도를 가진 붕소 수용액에 60 초 동안 침지시키고, 그 후에 50℃ 에서 4 분동안 건조시켜, 20 ㎛ 두께의 편광 필름을 얻었다.
상업적으로 이용가능한 셀룰로오스 아세테이트 필름을 55℃ 의 수산화나트륨 수용액 1.5 mol/L 에 침지시킨 후, 수산화나트륨을 세척하기 위해서 이 필름을 물로 충분히 세척하였다. 그 후에, 이 필름을 35℃ 의 희석된 황산 수용액 0.005 mol/L 에 1 분 동안 침지시킨 후, 희석된 황산 수용액을 충분히 세척하도록 물에 침지시키고, 그 후에 이렇게 얻어진 샘플을 120℃ 에서 충분히 건조시킨다.
전술한 바와 같이 제조된 다층 광학 필름과 비누화 처리를 받은 상업적으로 이용가능한 셀룰로오스 아세테이트 필름 (보호층) 은 전술한 편광 필름을 그 사이에 끼워서 폴리비닐 알코올 접착제를 사용하여 서로 접착되어, 편광판을 얻게 된다. 이러한 경우에, 다층 광학 필름의 액정 화합물 층은 편광판의 외부면을 구성하도록 배치된다. 상업적으로 이용가능한 셀룰로오스 아세테이트 필름으로서 FUJITACK TF80UL (후지필름(주)에 의해 제조) 을 사용한다. 편광 필름, 이 편광 필름의 외부면을 구성하도록 배치되는 보호 필름 및 다층 광학 필름이 적층되어 롤 형상으로 말리고, 이 롤 필름은 롤 필름의 각각의 길이 방향이 서로 평행한 상태에서 서로 연속적으로 접착된다. 따라서, 다층 광학 필름 롤 (셀룰로오스 아세테이트 필름의 유동 주조 방향) 의 길이방향은 편광자의 흡수축에 평행하다.
(TN 모드 액정 셀의 제조)
TN 모드 액정 셀 (AL2216W, 에이서(주)에 의해 제조) 을 사용하는 액정 표시 장치에 제공된 한쌍의 편광판을 박리시킨다. 편광판 대신에, 한쌍의 전술한 편광판을 접착제를 통하여 액정 표시 장치의 시청측 및 백라이트측에 차례로 부착시켜서, 광학 필름을 액정 셀에 대향하도록 한다. 이 경우에, 한쌍의 편광판은 시청측 편광판의 투과축이 백라이트측 편광판의 투과축에 직교하도록 배치된다.
도 1 은 전술한 액정 표시 장치를 개략적으로 도시한 설명도이다. 도 1 에서, 도면 부호 4 는 액정 표시 장치를 나타내고, 도면 부호 1 은 광학 필름을 나타내며, 도면 부호 2 는 광학 필름 (다층 광학 필름) 을 나타내고, 도면 부호 3 은 편광판을 나타내며, 도면 부호 10 은 제 1 광학 이방성 층을 나타내고, 도면 부호 12 는 제 2 광학 이방성 층을 나타내며, 도면 부호 20 은 액정 광학 이방성 층을 나타내고, 도면 부호 30 은 편광자 (편광 필름) 를 나타내며, 도면 부호 40 은 보호층을 나타내고, 그리고 도면 부호 50 은 액정 셀을 나타낸다.
도 2 는 광학 필름 (1) 에 놓인 2 개의 광학 이방성 층의 지상축간의 위치 관계를 도시한 설명도이다. 도 2 에 도시한 바와 같이, 2 개의 광학 이방성 층 (10, 12) 의 지상축 (60, 62) 은 서로 평행하다.
제조된 액정 표시 장치에서, 흑색 디스플레이의 휘도 (흑색 휘도) 및 백색 디스플레이의 휘도 (백색 휘도) 는 휘도 측정기 (BM-5, 탑콤(주)에 의해 제조) 를 사용하여 스크린의 우측 및 좌측에서 60 도의 각에서 측정된다. 흑색 휘도 및 백색 휘도간의 최종비에 기초로 하여, 스크린의 우측 및 좌측의 평균 콘트라스트 (CR) 를 산출한다. 또한, 흑색 상태에서 전방면에서의 색도 뿐만 아니라 스크린의 우측 및 좌측에서 60 도의 각에서의 색도 (색조) 를 측정하기 위해서 휘도 분석기 (SR-3, 탑콤(주)에 의해 제조) 를 사용한다. 표 1 에서는, 스크린의 전방면의 색도 및 이 전방면에 대하여 스크린의 우측에서 60 도의 각에서 본 스크린의 우측면의 색도간의 색조차 (△u'v') 의 결과를 나타내고, 또한 전방면에 대하여 스크린의 좌측에서 60 도의 각에서 본 스크린의 좌측면의 색도 및 스크린의 우측의 색도간의 색조차 (△u'v') 인 양방향 대칭성 (양방향 △u'v') 의 결과를 나타낸다.
액정 표시 장치 각각의 우측 및 좌측에서의 평균 CR (콘트라스트) 의 평가 기준은 다음과 같다.
A : 50 이상
B : 40 이상 50 미만
C : 40 미만
전방면과 우측간의 색조차의 평가 기준은 다음과 같다.
A : 전방면 △u'v' < 0.05
B : 0.05≤ 전방면 △u'v' <0.08
C : 0.08≤ 전방면 △u'v'
양방향 대칭성의 평가 기준은 다음과 같다.
A : 양방향 △u'v' ≤ 0.05
B : 양방향 △u'v' > 0.05
[실시예 2]
(고리형 폴리올레핀 필름의 제조)
상업적으로 이용가능한 고리형 폴리올레핀 수지, ZEONOA#1600 (일본 제온(주)에 의해 제조) 는 T-다이에 형성되는 단축 용융물 압출기를 사용하여 230℃ 의 용융 온도에서 압출성형되어 80 ㎛ 두께의 고리형 폴리올레핀 필름을 얻게 된다.
그 후에, 이렇게 얻어진 고리형 폴리올레핀 필름은 텐터 연신기의 텐터 클립으로 유지되고 150℃ 에서 가열되며 내부의 이송 영역에서 연신된 후 130℃ 에서 건조되고 권취된다. 형성된 고리형 폴리올레핀 필름은 50㎛ 두께인 것으로 나타났다. 그 후, 이 필름은 (아르곤 가스 분위기 하에서) 상부 및 하부 황동제 전극사이에서 글로 방전 처리를 받게 된다. 글로 방전 처리시, 상부 및 하부 황동제 전극에는 3,000 Hz 및 4,200 V 의 고주파수 전압이 인가되고, 이 필름은 20 초 동안 글로 방전되어 개환 중합 고리형 폴리올레핀 필름을 제조하게 된다. 순수 물에 대한 필름 표면의 접촉각은 37°내지 41°의 범위이다. 이 접촉각은 접촉각 측정기 (쿄와 인터페이스 사이언스(주)에 의해 제조되는 모델 CA-X) 에 의해 측정된다. 고리형 폴리올레핀 필름의 지상축은 KOBRA 21 ADH (오지 케이소쿠 키키(주)에 의해 제조) 에 의해 측정되며 이송 방향에 직교하는 것으로 나타났다. 또한, 개환 중합 고리형 폴리올레핀 필름은 58 ㎚ 의 Re(550) 값 및 29 ㎚ 의 Rth(550) 값을 갖는 것으로 나타났다. 또한, 이 필름은 450 ㎚ 파장에서 측정될 때 57.4 ㎚ 의 Re(450) 값을 갖는 것으로 나타났다. 그리하여, 값 Re(450)/Re(550) 은 0.99 이다.
(광학 필름의 적층)
표면에 액정 화합물 층이 형성되는 실시예 1 에서 제조된 셀룰로오스 아세테이트 필름은, 접착제 SK-1478 (소켄 화학 & 엔지니어링(주)에 의해 제조) 을 통하여 실시예 2 에서 제조된 고리형 폴리올레핀 필름에 수직하게 적층되어, 셀룰로오스 아세테이트 필름 표면측은 고리형 폴리올레핀 필름에 대향하게 되며, 그로 인해 액정 화합물 층, 셀룰로오스 아세테이트 필름 및 고리형 폴리올레핀 필름이 순서대로 놓여지는 다층 광학 필름이 얻어진다.
(다층 광학 필름의 특성)
전술한 바와는 별개로, 액정 화합물 층이 아직 형성되지 않은 실시예 1 에서 제조된 셀룰로오스 아세테이트 필름은, 접착제 SK-1478 (소켄 화학 & 엔지니어링(주)에 의해 제조) 을 통하여 실시예 2 에서 제조된 고리형 폴리올레핀 필름에 수직하게 적층되어, 이들 필름의 지상축이 서로 평행하게 된다. 광학 필름의 Re(550) 값 및 Re(450) 값은 KOBRA 21 ADH (오지 케이소쿠 키키(주)에 의해 제조) 를 사용하여 측정된다. 광학 필름은 78 ㎚ 의 Re(550) 값 및 65.4 ㎚ 의 Re(450) 값을 갖는 것으로 나타났다. 그리하여, 값 Re(450)/Re(550) 은 0.84 이다.
또한, 실시예 1 에서와 같이 동일한 방식에 따라, 광학 필름을 사용하여 한쌍의 편광판을 제조하고, 이렇게 얻어진 편광판은 TN 모드 액정 표시 장치에 장착된 후, TN 모드 액정 표시 장치의 콘트라스트, 색도 및 양방향 대칭성을 평가한다. 표 1 에서는 평가 결과를 나타낸다.
[실시예 3]
(셀룰로오스 아세테이트 필름의 제조)
실시예 1 에서 형성되는 7 질량부의 지연 증가제 용액은 실시예 1 에서 형성되는 474 질량부의 셀룰로오스 아세테이트 용액에 혼합되고, 이 구성성분은 충분히 교반되어 도프를 형성한다.
이렇게 얻어진 도프는 밴드 연신기에서 유동 주조된다. 필름 표면 온도가 40℃ 가 되는 것을 확인한 후, 이 필름을 70℃ 의 고온 공기에 의해 1 분 동안 건조한다. 이 필름은 밴드로부터 분리되고, 140℃ 의 건조 공기에 의해 10 분 동안 건조된 후 주조 롤상에서 이송되면서 텐터 클립에 의해 횡방향으로 연신되어, 0.3 질량% 의 잔류 용매를 포함하는 셀룰로오스 아세테이트 필름 (두께 : 55 ㎛) 을 형성한다. 형성된 셀룰로오스 아세테이트 필름의 550 ㎚ 의 파장에서의 Re 지연값 및 Rth 지연값은 KOBRA 21 ADH (오지 케이소쿠 키키(주)에 의해 제조) 를 사용하여 측정된다. 셀룰로오스 아세테이트 필름은 이송 방향에 수직한 지상축, 18 ㎚ 의 Re(550) 값 및 30 ㎚ 의 Rth(550) 값을 갖는 것으로 나타났다. 또한, 셀룰로오스 아세테이트 필름은 450 ㎚ 의 파장에서 측정될 때 2 ㎚ 의 Re(450) 값을 가진다. 그리하여, 값 Re(450)/Re(550) 은 0.11 이다.
(광학 필름의 적층)
액정 화합물 층은 실시예 1 에서와 같이 동일한 방식에 따라, 실시예 3 에서 제조되는 셀룰로오스 아세테이트 필름 위에 형성되며, 실시예 1 에서 제조되는 고리형 폴리올레핀 필름은 접착제 SK-1478 (소켄 화학 & 엔지니어링(주)에 의해 제조) 을 통하여 고리형 폴리올레핀 필름에 수직하게 적층되어, 액정 화합물 층, 셀 룰로오스 아세테이트 필름 및 고리형 폴리올레핀 필름이 순서대로 놓여지는 다층 광학 필름을 얻게 되었다.
(다층 광학 필름의 특성)
전술한 바와는 별개로, 액정 화합물 층이 형성되지 않은 실시예 3 에서 제조되는 셀룰로오스 아세테이트 필름은 접착제 SK-1478 (소켄 화학 & 엔지니어링(주)에 의해 제조) 을 통하여 실시예 1 에서 제조되는 고리형 폴리올레핀 필름에 수직하게 적층되어, 이들 필름의 지상축이 서로 평행하게 된다. 광학 필름의 Re(550) 값 및 Re(450) 값은 KOBRA 21 ADH (오지 케이소쿠 키키(주)에 의해 제조) 를 사용하여 측정된다. 광학 필름은 78 ㎚ 의 Re(550) 값 및 64.8 ㎚ 의 Re(450) 값을 갖는 것으로 나타났다. 그리하여, 값 Re(450)/Re(550) 은 0.83 이다.
또한, 실시예 1 에서와 같이 동일한 방식에 따라, 편광 필름을 사용하여 한쌍의 편광판을 제조하고, 이렇게 얻어진 편광판을 TN 모드 액정 표시 장치에 장착한 후, TN 모드 액정 표시 장치의 콘트라스트, 색도 및 양방향 대칭성을 평가한다. 표 1 에서는 평가 결과를 나타낸다.
[실시예 4]
(셀룰로오스 아세테이트 필름의 제조)
이하의 구조식으로 나타내는 16 질량부의 지연 증가제, 80 질량부의 메틸렌 클로라이드, 및 20 질량부 메탄올을 혼합 탱크에 충전하고, 이 구성성분을 가열하면서 교반하여 지연 증가제 용액 2 를 형성한다.
실시예 1 에서 형성되는 487.7 질량부의 셀룰로오스 아세테이트 용액에, 이렇게 얻어진 10.3 질량부의 지연 증가제 용액 2 및 0.15 질량부의 실리카 미립자 (일본 에어로실(주)에 의해 제조된 AEROSIL R972) 를 혼합하고, 충분히 교반하여 도프를 형성한다.
이하의 지연 증가제의 첨가량은 100 질량부의 셀룰로오스 아세테이트당 1.4 질량부이다. 실리카 미립자의 첨가량은 100 질량부의 셀룰로오스 아세테이트당 0.15 질량부이다.
Figure 112009016968339-pat00011
지연 증가제
이렇게 얻어진 도프를 밴드 연신기에서 유동 주조한다. 필름의 표면 온도가 40℃ 임을 확인한 후, 이 필름은 70℃ 의 고온 공기에 의해 1 분간 건조된다. 이 필름은, 밴드로부터 분리되고, 140℃ 의 건조 공기에 의해 10 분간 건조되며, 텐터를 사용하여 횡방향으로 35% 연신된다. 그 후에, 이 필름은 135℃ 의 건조 공기에 의해 20 분간 건조되어, 0.2 질량% 의 잔류 용매를 포함하는 셀룰로오스 아세테이트 필름 (두께 : 78 ㎛) 을 형성한다. 형성한 셀룰로오스 아세테이트 필름의 550 ㎚ 파장에서의 Re 지연값 및 Rth 지연값은 KOBRA 21 ADH (오지 케이소쿠 키키(주)에 의해 제조) 를 사용하여 측정된다. 셀룰로오스 아세테이트 필 름은 이송 방향에 직교하는 지상축, 60 ㎚ 의 Re(550) 값, 및 33 ㎚ 의 Rth(550) 값을 갖는 것으로 나타났다. 또한, 셀룰로오스 아세테이트 필름은 450 ㎚ 의 파장에서 측정될 때 61.2 ㎚ 의 Re(450) 값을 갖는 것으로 나타났다. 그리하여 값 Re(450)/Re(550) 은 1.02 이다.
(광학 필름의 적층)
액정 화합물 층이 형성되는 실시예 3 에서 제조되는 셀룰로오스 아세테이트 필름은 접착제 SK-1478 (소켄 화학 & 엔지니어링(주)에 의해 제조) 을 통하여 실시예 4 에서 제조되는 셀룰로오스 아세테이트 필름에 수직하게 적층되어, 실시예 3 의 셀룰로오스 아세테이트 필름 표면 측이 실시예 4 의 셀룰로오스 아세테이트 필름에 대향하게 되어, 액정 화합물 층, 실시예 3 의 셀룰로오스 아세테이트 필름 및 실시예 4 의 셀룰로오스 아세테이트 필름이 순서대로 놓여지는 다층 광학 필름을 얻게 된다.
(다층 광학 필름의 특성)
전술한 바와는 별개로, 액정 화합물 층이 형성되지 않은 실시예 3 에서 제조되는 셀룰로오스 아세테이트 필름은 접착제 SK-1478 (소켄 화학 & 엔지니어링(주)에 의해 제조) 을 통하여 실시예 4 에서 제조되는 셀룰로오스 아세테이트 필름에 수직하게 적층되어, 이 셀룰로오스 아세테이트 필름의 지상축은 서로 평행하게 된다. 광학 필름의 Re(550) 값과 Re(450) 값은 KOBRA 21 ADH (오지 케이소쿠 키키(주)에 의해 제조) 을 사용하여 측정된다. 광학 필름은 78 ㎚ 의 Re(550) 값과 63.2 ㎚ 의 Re(450) 값을 갖는 것으로 나타났다. 그리하여, 값 Re(450)/Re(550) 은 0.81 이다.
또한, 실시예 1 에서와 같이 동일한 방식에 따라, 광학 필름을 사용하여 한쌍의 편광판을 제조하고, 이렇게 얻어진 편광판은 TN 모드 액정 표시 장치에 장착된 후, TN 모드 액정 표시 장치의 콘트라스트, 색도 및 양방향 대칭성을 평가한다. 표 1 에서는 평가 결과를 나타낸다.
[실시예 5]
정렬 필름의 형성시 이 정렬 필름이 필름의 길이방향 (0 도) 에 대하여 시계방향으로 45 도에서 마찰처리를 받는 것을 제외하고, 실시예 1 에 기재된 바와 같이 유사한 방식으로 표면에 액정 화합물 층이 형성되는 셀룰로오스 아세테이트 필름이 제조된다. 또한, 실시예 1 에서와 같이 동일한 방식에 따라, 셀룰로오스 아세테이트 필름은 고리형 폴리올레핀 필름에 수직하게 적층된다.
또한, 실시예 1 에서와 같이 동일한 방식으로 실시예 5 의 광학 필름을 사용하여 한쌍의 편광판을 제조한다.
(OCB 모드 액정 셀의 제조)
ITO 투명 전극이 형성되는 2 개의 유리 기재 위에는, 정렬 필름으로서 폴리이미드 필름이 형성되고, 이 정렬 필름은 마찰처리를 받게 된다. 그리하여 얻어진 2 개의 유리 기재는 4.1 ㎛ 의 셀 간극을 설정하도록 떨어져 위치되어, 마찰 방향이 서로 평행하게 된다. 0.1396 의 △n (550) 을 가진 액정 화합물 (ZLI 1132, 머크(주)에 의해 제조) 이 셀 간극안으로 주입되어, OCB 모드 액정 셀을 제조하게 된다.
(OCB 모드 액정 표시 장치의 제조 및 평가)
액정 셀은 전술한 바와 같이 제조된 2 장의 편광판과 조합하여 액정 표시 장치를 제조하게 된다. 이 액정 셀과 2 장의 편광판은 편광판의 액정 화합물 층 각각이 액정 셀의 기재에 대향하도록 배치되고, 액정 셀의 마찰 방향이 대응 액정 화합물 층의 마찰 방향에 평행하지 않다.
이렇게 형성된 액정 표시 장치는 백라이트 위에 배치되고, OCB 모드 액정 셀에는 55 Hz 의 구형파 전압이 가해진다. 흑색 휘도 (전방 휘도) 가 최하가 되는 전압을 측정하기 위해 전압을 제어하면서 휘도 측정기 (BM-5, 탑콘(주)에 의해 제조) 를 사용한다.
이렇게 형성된 OCB 모드 액정 표시 장치는 실시예 1 에서와 같이 동일한 방식으로 평가된다. 표 1 에서는 평가 결과를 나타낸다.
[비교예 1]
광학 필름에 고리형 폴리올레핀 필름이 형성되지 않는 점을 제외하고, 실시예 1 에 기재된 바와 같이 유사한 방식으로 광학 필름을 제조하고, 편광판을 제조하며, 및 TN 모드 액정 표시 장치에 편광판을 장착한다. 표 1 에서는 평가 결과를 나타낸다.
[비교예 2]
실시예 1 에서 제조되는 고리형 폴리올레핀 필름 위에, 실시예 1 에 기재된 바와 같이 유사한 방식으로 정렬 필름이 형성되고, 고리형 폴리올레핀 필름 위에 액정 화합물 층이 형성되어, 광학 필름을 제조한다. 또한, 실시예 1 에서와 같 이 동일한 방식에 따라, 다층 광학 필름을 사용하여 한쌍의 편광판을 제조하고, 이렇게 얻어진 편광판은 TN 모드 액정 표시 장치에 장착된 후, TN 모드 액정 표시 장치의 콘트라스트, 색도 및 양방향 대칭성을 평가한다. 표 1 에서는 평가 결과를 나타낸다.
[비교예 3]
(셀룰로오스 아세테이트 필름의 제조)
지연 증가제 용액 2 의 양이 0.5 질량부로 변경된 점을 제외하고, 실시예 4 에 기재된 바와 같이 유사한 방식으로 셀룰로오스 아세테이트 필름이 제조된다. 지연 증가제의 첨가량이 100 질량부의 셀룰로오스 아세테이트 당 0.07 질량부이다.
이렇게 얻어진 셀룰로오스 아세테이트 필름은 116 ㎛ 의 두께를 가진다. 이렇게 형성된 셀룰로오스 아세테이트 필름을 550 ㎚ 의 파장에서 Re 지연값 및 Rth 지연값을 KOBRA 21 ADH (오지 케이소쿠 키키(주)에 의해 제조) 을 사용하여 측정한다. 셀룰로오스 아세테이트 필름은 이송 방향에 직교하는 지상축, 55 ㎚ 의 Re(550) 값 및 27 ㎚ 의 Rth(550) 값을 갖는 것으로 나타났다. 또한, 셀룰로오스 아세테이트 필름은 450 ㎚ 의 파장에서 측정될 때 44 ㎚ 의 Re(450) 값을 갖는 것으로 나타났다. 그리하여, 값 Re(450)/Re(550) 은 0.80 이다.
(광학 필름의 적층)
액정 화합물 층이 형성되는 실시예 1 에서 제조되는 셀룰로오스 아세테이트 필름은 접착제 SK-1478 (소켄 화학 & 엔지니어링(주)에 의해 제조) 을 통하여 비교 예 3 에서 제조되는 셀룰로오스 아세테이트 필름에 수직하게 적층되어, 실시예 1 의 셀룰로오스 아세테이트 필름 표면측이 비교예 3 의 셀룰로오스 아세테이트 필름에 대향하게 되어, 액정 화합물 층, 실시예 1 의 셀룰로오스 아세테이트 필름 및 비교예 3 의 셀룰로오스 아세테이트 필름이 순서대로 놓여지는 다층 광학 필름을 얻게 된다.
(다층 광학 필름의 특성)
전술한 바와는 별개로, 액정 화합물 층이 형성되지 않은 실시예 1 에서 제조되는 셀룰로오스 아세테이트 필름은 접착제 SK-1478 (소켄 화학 & 엔지니어링(주)에 의해 제조) 을 통하여 비교예 3 에서 제조되는 셀룰로오스 아세테이트 필름에 수직하게 적층되어, 이들 셀룰로오스 아세테이트 필름의 지상축은 서로 평행하게 된다. 광학 필름의 Re(550) 값과 Re(450) 값은 KOBRA 21 ADH (오지 케이소쿠 키키(주)에 의해 제조) 을 사용하여 측정된다. 광학 필름은 75 ㎚ 의 Re(550) 값과 52 ㎚ 의 Re(450) 값을 갖는 것으로 나타났다. 그리하여, 값 Re(450)/Re(550) 은 0.69 이다.
또한, 실시예 1 에서와 같이 동일한 방식에 따라, 광학 필름을 사용하여 한쌍의 편광판을 제조하고, 이렇게 얻어진 편광판은 TN 모드 액정 표시 장치에 장착된 후, TN 모드 액정 표시 장치의 콘트라스트, 색도 및 양방향 대칭성을 평가한다. 표 1 에서는 평가 결과를 나타낸다.
[비교예 4]
고리형 폴리올레핀 필름상에 액정 화합물 층이 형성되는 비교예 2 에서 제조 되는 광학 필름 및 실시예 2 에서 제조되는 고리형 폴리올레핀 필름을 사용하여 고리형 폴리올레핀 필름의 지상축이 서로 평행하도록 다층으로 되어, 다층 광학 필름을 제조하게 된다.
(다층 광학 필름의 특성)
전술한 바와는 별개로, 액정 화합물 층이 형성되지 않은 비교예 2 에서 제조되는 고리형 폴리올레핀 필름은 접착제 SK-1478 (소켄 화학 & 엔지니어링(주)에 의해 제조) 을 통하여 실시예 2 에서 제조되는 고리형 폴리올레핀 필름에 수직하게 적층되어, 이들 고리형 폴리올레핀 필름의 지상축이 서로 평행하게 된다. 광학 필름의 Re(550) 값과 Re(450) 값은 KOBRA 21 ADH (오지 케이소쿠 키키(주)에 의해 제조) 을 사용하여 측정된다. 광학 필름은 118 ㎚ 의 Re(550) 값과 119.2 ㎚ 의 Re(450) 값을 갖는 것으로 나타났다. 그리하여, 값 Re(450)/Re(550) 은 1.01 이다.
또한, 실시예 1 에서와 같이 동일한 방식에 따라, 광학 필름을 사용하여 한쌍의 편광판을 제조하고, 이렇게 얻어진 편광판은 TN 모드 액정 표시 장치에 장착된 후, TN 모드 액정 표시 장치의 콘트라스트, 색도 및 양방향 대칭성을 평가한다. 표 1 에서는 평가 결과를 나타낸다.
[비교예 5]
액정 화합물 층 및 셀룰로오스 아세테이트 필름으로 형성되는 실시예 1 에서 제조되는 광학 필름은 실시예 1 에서 제조되는 고리형 폴리올레핀 필름에 적층되어, 셀룰로오스 아세테이트 필름의 지상축이 고리형 폴리올레핀 필름의 지상축에 대하여 10 도의 각으로 배치되어, 다층 광학 필름을 얻게 된다.
(다층 광학 필름의 특성)
전술한 바와는 별개로, 액정 화합물 층이 형성되지 않는 실시예 1 에서 제조되는 셀룰로오스 아세테이트 필름은 접착제 SK-1478 (소켄 화학 & 엔지니어링(주)에 의해 제조) 을 통하여 실시예 1 에서 제조되는 고리형 폴리올레핀 필름에 수직하게 적층되어, 이 셀룰로오스 아세테이트 필름의 지상축이 고리형 폴리올레핀 필름의 지상축에 대하여 10 도의 각으로 배치된다. 광학 필름의 Re(550) 값과 Re(450) 값은 KOBRA 21 ADH (오지 케이소쿠 키키(주)에 의해 제조) 을 사용하여 측정된다. 광학 필름은 79.1 ㎚ 의 Re(550) 값과 68.9 ㎚ 의 Re(450) 값을 갖는 것으로 나타났다. 그리하여, 값 Re(450)/Re(550) 은 0.87 이다.
또한, 실시예 1 에서와 같이 동일한 방식에 따라, 광학 필름을 사용하여 한쌍의 편광판을 제조하고, 이렇게 얻어진 편광판은 TN 모드 액정 표시 장치에 장착된 후, TN 모드 액정 표시 장치의 콘트라스트, 색도 및 양방향 대칭성을 평가한다. 표 1 에서는 평가 결과를 나타낸다.
[비교예 6]
액정 화합물 층 및 셀룰로오스 아세테이트 필름으로 형성되는 실시예 1 에서 제조되는 광학 필름은 실시예 1 에서 제조되는 고리형 폴리올레핀 필름에 적층되어, 셀룰로오스 아세테이트 필름의 지상축이 고리형 폴리올레핀 필름의 지상축에 대하여 80 도의 각으로 배치되어, 다층 광학 필름을 얻게 된다.
(다층 광학 필름의 특성)
전술한 바와는 별개로, 액정 화합물 층이 형성되지 않은 실시예 1 에서 제조되는 셀룰로오스 아세테이트 필름은 접착제 SK-1478 (소켄 화학 & 엔지니어링(주)에 의해 제조) 을 통하여 실시예 1 에서 제조되는 고리형 폴리올레핀 필름에 수직하게 적층되어, 이 셀룰로오스 아세테이트 필름의 지상축이 고리형 폴리올레핀 필름의 지상축에 대하여 80 도의 각으로 배치된다. 광학 필름의 Re(550) 값과 Re(450) 값은 KOBRA 21 ADH (오지 케이소쿠 키키(주)에 의해 제조) 을 사용하여 측정된다. 광학 필름은 39.1 ㎚ 의 Re(550) 값과 52.9 ㎚ 의 Re(450) 값을 갖는 것으로 나타났다. 그리하여, 값 Re(450)/Re(550) 은 1.35 이다.
또한, 실시예 1 에서와 같이 동일한 방식에 따라, 광학 필름을 사용하여 한쌍의 편광판을 제조하고, 이렇게 얻어진 편광판은 TN 모드 액정 표시 장치에 장착된 후, TN 모드 액정 표시 장치의 콘트라스트, 색도 및 양방향 대칭성을 평가한다. 표 1 에서는 평가 결과를 나타낸다.
Figure 112009016968339-pat00012
도 1 은 액정 표시 장치를 개략 나타내는 설명도,
도 2 는 광학 필름에 놓여지는 2 개의 광학 이방성 층간의 관계를 나타내는 설명도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 광학 필름 2 : 광학 필름 (다층 광학 필름)
3 : 편광판 4 : 액정 표시 장치
10 : 제 1 광학 이방성 층 12 : 제 2 광학 이방성 층
20 : 액정 광학 이방성 층 30 : 편광자 (편광 필름)
40 : 보호층 50 : 액정 셀

Claims (8)

  1. 적어도 2 개의 광학 이방성 층을 포함하는 광학 필름으로서,
    일방의 광학 이방성 층은 이하의 식 (1) 을 만족하고, 타방의 광학 이방성 층은 이하의 식 (2) 을 만족하며, 일방의 광학 이방성 층의 지상축이 타방의 광학 이방성 층의 지상축에 평행하고,
    0≤Re(450)/Re(550)≤0.5 식(1)
    0.95≤Re(450)/Re(550)≤1.05 식(2)
    여기서, Re(λ) 는 파장 λ(㎚) 에서 측정되는 광학 이방성 층의 평면내 지연값 (단위: ㎚) 을 나타내는 광학 필름.
  2. 제 1 항에 있어서, 광학 필름은 제 1 광학 이방성 층과 제 2 광학 이방성 층으로 이루어진 2 층 적층체이고,
    상기 2 층 적층체는 이하의 식 (3) 을 만족하며,
    0.75≤Re(450)/Re(550)<0.95 식(3)
    여기서, Re(λ) 는 파장 λ(㎚) 에서 측정되는 적층체의 평면내 지연값 (단위: ㎚) 을 나타내는 광학 필름.
  3. 제 1 항에 있어서, 액정 화합물을 포함하는 광학 이방성 층을 더 포함하는 광학 필름.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 액정 화합물은 디스코틱 액정 화합물을 포함하는 광학 필름.
  5. 제 1 항에 있어서, 식 (1) 을 만족하는 일방의 광학 이방성 층은 셀룰로오스 아세테이트를 포함하고, 식 (2) 를 만족하는 타방의 광학 이방성 층은 고리형 올레핀 호모폴리머 및 고리형 올레핀 코폴리머 중 적어도 하나를 포함하는 광학 필름.
  6. 광학 필름과 편광자를 포함하는 편광판으로서,
    상기 광학 필름은 적어도 2 개의 광학 이방성 층을 포함하고,
    일방의 광학 이방성 층은 이하의 식 (1) 을 만족하고, 타방의 광학 이방성 층은 이하의 식 (2) 을 만족하며, 일방의 광학 이방성 층의 지상축이 타방의 광학 이방성 층의 지상축에 평행하고,
    0≤Re(450)/Re(550)≤0.5 식(1)
    0.95≤Re(450)/Re(550)≤1.05 식(2)
    여기서, Re(λ) 는 파장 λ(㎚) 에서 측정되는 광학 이방성 층의 평면내 지연값 (단위: ㎚) 을 나타내는 편광판.
  7. 액정 셀과 편광판들을 포함하는 액정 표시 장치로서,
    상기 편광판들 각각은 적어도 광학 필름과 편광자를 포함하고,
    상기 광학 필름은 적어도 2 개의 광학 이방성 층을 포함하며,
    일방의 광학 이방성 층은 이하의 식 (1) 을 만족하고, 타방의 광학 이방성 층은 이하의 식 (2) 을 만족하며, 일방의 광학 이방성 층의 지상축이 타방의 광학 이방성 층의 지상축에 평행하고,
    0≤Re(450)/Re(550)≤0.5 식(1)
    0.95≤Re(450)/Re(550)≤1.05 식(2)
    여기서, Re(λ) 는 파장 λ(㎚) 에서 측정되는 광학 이방성 층의 평면내 지연값 (단위: ㎚) 을 나타내는 액정 표시 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 액정 셀은 TN 모드 액정 셀 또는 OCB 모드 액정 셀인 액정 표시 장치.
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