KR101629052B1

KR101629052B1 - 버티컬 얼라인먼트형 액정 표시 장치

Info

Publication number: KR101629052B1
Application number: KR1020117021358A
Authority: KR
Inventors: 겐따로 야노; 시게끼 오까; 아야꼬 이나가끼; 유끼 가네꼬
Original assignee: 코니카 미놀타 어드밴스드 레이어즈 인코포레이티드
Priority date: 2009-03-18
Filing date: 2010-02-12
Publication date: 2016-06-09
Also published as: TW201106059A; JP2015092262A; TWI493249B; US9081231B2; JPWO2010106855A1; JP5711112B2; KR20110133029A; WO2010106855A1; US20120002143A1

Abstract

본 발명의 목적은 광 누설에 의해 흑색 표시에 발생하는 착색을 억제하여 정면 콘트라스트, 컬러 시프트 및 시야각 특성이 우수한 버티컬 얼라인먼트형 액정 표시 장치를 제공하는 데에 있다. 본 발명의 버티컬 얼라인먼트형 액정 표시 장치는 버티컬 얼라인먼트형 액정 셀과 편광자의 사이에 배치된 제1 광학 필름, 이면측에 설치된 편광자와 상기 액정 셀의 사이에 배치된 제2 광학 필름이 광학적으로 이축성을 갖고, 상기 제1 광학 필름은 상기 제2 광학 필름에 비하여 면 내 방향의 위상차 Ro가 작고 두께 방향의 위상차 Rth가 크며, 상기 제2 광학 필름은 상기 제1 광학 필름에 비하여 면 내 방향의 위상차 Ro가 크고 두께 방향의 위상차 Rth가 작으며, 상기 제1 광학 필름의 파장 분산과 상기 제2 광학 필름의 파장 분산이 다른 것을 특징으로 한다.

Description

버티컬 얼라인먼트형 액정 표시 장치{VERTICAL ALIGNMENT TYPE LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS}

본 발명은 버티컬 얼라인먼트형(이하, VA형이라고 약칭함) 액정 표시 장치에 관한 것이며, 상세하게는 광 누설에 의해 흑색 표시에 발생하는 착색을 억제하여 정면 콘트라스트, 컬러 시프트 및 시야각 특성이 우수한 VA형 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치는 액정 텔레비전이나 퍼스널 컴퓨터의 액정 디스플레이의 용도에서 수요가 확대되고 있다. 통상, 액정 표시 장치는 투명 전극, 액정층, 컬러 필터 등을 유리판 사이에 끼워 넣은 액정 셀과, 그 양측에 설치된 2매의 편광판으로 구성되어 있고, 각각의 편광판은 편광자(편광막, 편광 필름이라고도 함)를 2매의 광학 필름(편광판 보호 필름) 사이에 끼운 구성으로 되어 있다.

또한, 액정의 표시 형식이 다른 여러 종류의 액정 표시 장치가 개발되고 있으며, 예를 들어 트위스티드 네마틱형(TN형이라고도 함), 슈퍼 트위스티드 네마틱형(STN형이라고도 함), 인플레인 스위칭형(횡전계 방식이나 IPS형이라고도 함), 버티컬 얼라인먼트형(수직 배향형, VA형이라고도 함) 등이 알려져 있다.

특히, 대형 모니터나 액정 텔레비전 등의 대형 액정 표시 장치의 액정의 표시 방식으로서는 표시 속도가 빠르고, 정면 콘트라스트가 우수한 VA형의 표시 방식이 주류로 되고 있다. VA형 액정 표시 장치와 같은 수직 배향형의 액정층을 갖는 액정 표시 장치는, 전압 무인가 시에 액정 재료의 장축이 기판면에 대하여 수직으로 배향된다. 그로 인해, 액정 표시 장치를 기판에 대하여 수직한 방향으로부터 본 경우에 거의 완전한 흑색 표시가 가능하게 되어, 고콘트라스트를 실현할 수 있다고 하는 특징을 갖는다.

그러나, 수직 배향 모드의 액정 패널은 경사 방향으로부터 본 경우에, 광 누설에 의해 흑색 표시에 착색이 발생하거나, 콘트라스트가 저하한다고 하는 문제가 있다. 이 문제는, 하나는 액정 셀에 사용되고 있는 액정층 자체가 두께 방향으로 위상차(리타데이션이라고도 함)를 갖고 있는 것에 기인한다. 또한, 액정 셀의 양면에 설치되어, 크로스니콜로(투과축이 직교하도록) 배치된 2매의 편광자는 정면으로부터 본 경우에는 투과축이 직교하지만, 비스듬하게 본 경우에 외관 상의 투과축이 90도로부터 어긋나는 것에 기인하고 있다고 생각되고 있다.

이러한 광 누설에 의해 흑색 표시에 착색이 발생한다고 하는 문제에 대하여, 두께 방향으로 위상차를 갖는 마이너스의 일축성 광학 보상 필름(C 플레이트)을 사용함으로써, 액정 셀에 사용되고 있는 액정층의 두께 방향 위상차를 보상하는 기술이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 또한, 면 내에 위상차를 갖는 플러스의 일축성 광학 보상 필름(A 플레이트)을 사용하는 기술도 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 2, 특허문헌 3 참조). 따라서, 원리상은 이들 일축성 광학 보상 필름을 조합함으로써 VA형 액정 표시 장치에서의 위상차를 보상할 수 있다고 생각된다. 그러나, 상기에 기재되어 있는 광학 보상 필름에 있어서는, 어떤 특정한 파장의 광에 대해서는 보상 가능하지만, 특정 파장 이외의 광에 있어서는 비스듬하게 입사하는 광의 보상이 충분하지 않아, 비스듬하게 본 경우의 흑색 표시가 착색되어 보이거나, 콘트라스트가 저하하는 문제가 있었다.

이 문제를 해결하기 위해서는 특정 파장뿐만 아니라, 가시광 영역 전체의 광에 대하여 동일한 광학 보상 작용을 부여할 필요가 있다. 그로 인해, 편광자의 외관 상의 축 어긋남을 보상하기 위해서는, 파장이 길어짐에 따라서 큰 면 내 방향의 위상차를 나타내는 소위 면 내의 위상차가 역파장 분산 특성을 나타내는 A 플레이트를 사용함으로써, 단파장의 광과 장파장의 광에 가능한 한 동일한 작용을 부여하면 된다. 또한, 일반적으로 VA형 액정 표시 장치의 액정 셀에 사용되는 액정층은, 두께 방향의 위상차가 파장에 의존하지 않는 특성(위상차의 파장 분산 특성이 플랫) 내지 단파장으로 될 수록 두께 방향의 위상차가 커지는 특성(위상차가 순파장 분산 특성)을 나타내기 때문에, 단파장으로 될 수록 두께 방향의 위상차가 커지는, 소위 두께 방향의 위상차가 순파장 분산을 나타내는 광학 보상 필름(C 플레이트)을 사용함으로써 액정층의 두께 방향 위상차를 보상하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 일축성 필름 2매를 사용하여 특정 파장뿐만 아니라 가시광 영역 전체를 보상하는 기술도 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 4 참조). 즉, 이 기술에서는 면 내에 위상차를 갖는 A 플레이트이고 면 내의 위상차가 역파장 분산의 일축성 광학 보상 필름과, 두께 방향으로 위상차를 갖는 C 플레이트이고 두께 방향의 위상차가 순파장 분산의 일축성 광학 보상 필름을 사용함으로써 넓은 파장 영역의 광에 대하여 광학 보상이 가능하게 된다고 생각된다. 그러나, 상술한 바와 같은 광학적으로 일축성의 광학 보상 필름은, 일반적으로 편광판 보호 필름으로서 사용되는 셀룰로오스 에스테르 등의 수지 재료로 제조하는 것은 매우 곤란하며, 수지 필름으로 일축성 필름을 제조하기 위해서는 광 탄성 계수가 큰 재료를 사용할 필요가 있다. 그로 인해 위상차 불균일이 발생하기 쉬워, 결과적으로 경사 방향의 광 누설을 억제하는 것이 곤란하게 된다. 또한, 그러한 재료로 이루어지는 일축성 필름은 일반적으로 편광자로서 사용되는 폴리비닐알코올 수지와의 접착성이 나빠 직접 접합하는 것이 곤란함과 함께, 직접 접착한 경우에는 편광자의 수축 응력에 의해 위상차 불균일이 발생하여 역시 광 누설의 원인이 되기 때문에, 일축성 필름과의 사이에 종래의 편광판 보호 필름을 설치할 필요가 있어, 액정 표시 장치의 두께나 비용의 증가를 초래하기 때문에 문제로 되고 있었다. 또한, 셀룰로오스 에스테르 수지 등의 수지 기재에 액정층을 도포하여 배향시킴으로써 광학 이방성층을 형성하는 기술도 알려져 있지만, 역시 액정 패널이 두꺼워지게 된다고 하는 문제나, 복잡한 제조 방법이 필요해지기 때문에 비용이 높아지게 되는 등의 문제를 초래하게 된다.

이에 대해, 광학 보상 필름으로서, 종래 편광판 보호 필름으로서 사용되고 있는 수지 필름에 특정한 위상차 성능을 갖게 한 이축성 수지 필름을 사용함으로써, 액정 패널을 보다 얇게, 위상차가 균일한 광학 보상 필름을 용이하게 제조할 수 있다(예를 들어, 특허문헌 5 참조). 그러나, 이축성 수지 필름 단체로 VA형 액정 표시 장치의 광학 보상을 충분히 행하는 것은 곤란하였다. 따라서, 편광판 보호 필름으로서의 기능을 겸한 셀룰로오스 에스테르 수지로 이루어지고, 특정한 위상차를 부여한 이축성 수지 필름을, 액정 셀을 사이에 끼워 2매 사용함으로써, VA형 액정 표시 장치에 필요한 광학 보상 기능을 부여함과 함께, 액정 표시 장치로서의 두께를 얇게 하여 제조 프로세스를 보다 용이하게 하는 기술이 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 6 참조). 그러나, 특허문헌 6에 기재된 기술에 따르면, 2매의 이축성 광학 보상 필름이 각각 갖는 면 내 방향의 위상차, 두께 방향의 위상차를 사용함으로써 광학 보상을 행하고 있기 때문에, 면 내 방향의 위상차, 두께 방향의 위상차의 파장 분산 특성이 동일한 경향을 나타내게 된다고 하는 문제가 있다. 즉, 편광자의 외관 상의 축 어긋남, 액정 셀의 두께 방향의 위상차를 가시광 영역 전체에서 보상하기 위해서는 각각 다른 파장 분산 특성이 필요한데, 이축성 광학 필름에서는 면 내 방향의 위상차, 두께 방향 위상차를 개별적으로 독립하여 제어하는 것이 어렵다고 하는 문제에 직면하였다. 예를 들어, 편광자의 외관 상의 축 어긋남을 넓은 파장 영역에서 보상하기 위하여 면 내 방향의 위상차를 역파장 분산 특성이 되도록 조정한 경우에는, 두께 방향의 위상차도 역파장 분산 특성을 나타내게 되어, 액정 셀에 사용되는 액정층의 위상차에 대해서는 요구되는 파장 분산 특성과 반대로 되어 버려 넓은 파장 영역에 대한 보상은 곤란하게 된다. 반대로, 두께 방향의 위상차를 플랫 혹은 순파장 분산 특성으로 한 경우에는, 면 내 방향의 위상차도 동일한 파장 분산 특성을 나타내기 때문에 편광자의 축 어긋남을 넓은 파장 영역에서 행할 수 없다. 따라서, 편광자의 외관 상의 축 어긋남, 액정 셀에서 사용되는 액정층의 두께 방향의 위상차를 가시광 영역 전체에서 효과적으로 보상하는 것이 곤란하여, 이 문제를 해결하기 위하여 창의 고안을 행하여 왔지만, 재료 등 수없이 검토하여도 역시 이축성 광학 필름의 면 내 방향의 위상차, 두께 방향의 위상차를 독립하여 제어하는 것은 곤란하여 개선이 요구되고 있었다.

일본 특허 공개 평10-312166호 공보 일본 특허 공개 평10-186354호 공보 일본 특허 공개 평11-133413호 공보 국제 공개 제2003-032060호 팜플렛 일본 특허 공개 제2000-131693호 공보 일본 특허 공개 제2003-270442호 공보

상기의 문제에 대하여, 본 발명자들은 더 예의 검토를 거듭하여 2매의 이축성 광학 필름의 각각에 대하여 다른 파장 분산 특성을 갖게 하는 것을 검토하였다. 예를 들어, 액정 셀의 한쪽의 측에 설치하는 이축성 광학 필름의 위상차에 역파장 분산 특성을 갖게 하고, 다른쪽의 이축성 광학 필름의 위상차는 플랫 혹은 순파장 분산 특성을 갖게 하는 것을 검토하였다. 그러나, 단순히 2매의 이축성 광학 필름에 각각 다른 파장 분산 특성을 갖게 한 경우에는, 2매의 이축성 광학 필름이 서로의 위상차의 파장 분산 특성을 캔슬하게 되어, 역시 경사 방향으로부터 입사하는 광의 컬러 시프트나 시야각 특성을 충분히 개선하는 것은 곤란하였다.

따라서, 본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 광 누설에 의해 흑색 표시에 발생하는 착색을 억제하여 정면 콘트라스트, 컬러 시프트 및 시야각 특성이 우수한 VA형 액정 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 상기 과제는 이하의 구성에 의해 달성된다.

본 발명의 제1 형태로서는 액정 셀과, 상기 액정 셀을 사이에 끼워 넣도록 배치한 제1 및 제2 편광자와, 상기 제1 편광자와 상기 액정 셀의 사이에 배치한 제1 광학 필름과, 상기 액정 셀과 상기 제2 편광자의 사이에 배치한 제2 광학 필름을 갖는 버티컬 얼라인먼트형 액정 표시 장치이다.

상기 제1 광학 필름 및 상기 제2 광학 필름은 각각 광학적으로 이축성을 갖는 수지 필름이며, 상기 제1 광학 필름 및 상기 제2 광학 필름은 하기 수학식 1 및 2를 만족한다.

(여기서 Ro₁, Ro₂는 각각 파장 590nm의 광을 사용하여 측정되는 제1, 제2 광학 필름의 하기 수학식 I로 표시되는 면 내 방향의 위상차 Ro(nm)를 나타내고, Rth₁, Rth₂는 각각 파장 590nm의 광을 사용하여 측정되는 제1, 제2 광학 필름의 하기 수학식 II로 표시되는 두께 방향의 위상차 Rth(nm)를 나타낸다.)

<수학식 I>

Ro=(nx-ny)×d

<수학식 II>

Rth={(nx+ny)/2-nz}×d

(단, nx는 광학 필름의 면 내 방향에 있어서 굴절률이 최대로 되는 방향 x에서의 굴절률을 나타내고, ny는 광학 필름의 면 내 방향에 있어서 상기 방향 x와 직교하는 방향 y에서의 굴절률을 나타내고, nz는 광학 필름의 두께 방향 z에서의 굴절률을 나타내고, d(nm)는 광학 필름의 두께를 나타낸다.)

또한, 상기 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름은 하기 식 (3) 및 (4)를 만족한다.

(3)

(4)

여기서 DSP_Ro1, DSP_Ro2는 제1, 제2 광학 필름의 면 내 방향의 위상차 Ro의 파장 분산 특성을 나타내고, Ro₁(450)/Ro₁(630), Ro₂(450)/Ro₂(630)으로 표시되고, DSP_Rth1, DSP_Rth2는 각각 제1, 제2 광학 필름의 두께 방향의 위상차 Rth의 파장 분산 특성을 나타내고, Rth₁(450)/Rth₁(630), Rth₂(450)/Rth₂(630)으로 표시된다.

또한, Ro(450) 및 Ro(630)은 각각 파장 450nm, 파장 630nm에서의 상기 수학식 I로 표시되는 위상차 Ro를 나타내고, Rth(450), Rth(630)은 각각 파장 450nm 및 630nm에서의 상기 수학식 II로 표시되는 광학 필름의 방향의 두께 방향 위상차 Rth를 나타낸다.

본 발명의 VA형 액정 표시 장치에 따르면, 각각이 면 내 방향의 위상차 및 두께 방향의 위상차를 갖는 2매의 광학적으로 이축성을 갖는 광학 필름을 사용함으로써, 제조 프로세스를 복잡화시키거나, 액정 표시 장치의 두께를 증가시키거나 하지 않고, VA형 액정 표시 장치에서의 편광자의 외관 상의 축 어긋남 및 액정 셀에 사용되는 액정층이 갖는 위상차를 광학 보상하기 위하여 필요한 위상차를 부여하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 상기 형태에 있어서는 이축성 필름인 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름의 면 내 방향의 위상차(Ro값) 및 두께 방향의 위상차(Rth값)를, 제1 광학 필름의 면 내 방향의 위상차가 제2 광학 필름의 면 내 방향의 위상차보다 커지도록 구성되어 있고, 또한 제2 광학 필름의 두께 방향의 위상차가 제1 광학 필름의 두께 방향의 위상차보다 커지도록 구성되어 있다. 즉, 면 내 방향의 위상차는 제1 광학 필름이 커지도록 치우치게 부여되어 있고, 두께 방향의 위상차는 제2 광학 필름의 쪽이 커지도록 치우치게 부여되어 있다. 또한, 제1 광학 필름의 면 내 방향의 위상차의 파장 분산 특성이 제2 광학 필름의 파장 분산 특성보다 작아지도록 구성되어 있고, 제2 광학 필름의 두께 방향의 위상차의 파장 분산 특성이 제1 광학 필름의 파장 분산 특성보다 커지도록 구성되어 있다. 이렇게 본 발명의 액정 표시 장치에 있어서는, 2매의 이축성 필름인 제1 광학 필름과 제2 광학 필름에, 면 내 방향의 위상차와 두께 방향의 위상차를 각각 치우치게 부여하고 있기 때문에, 면 내 방향의 위상차의 파장 분산 특성과 두께 방향의 위상차의 파장 분산 특성을 상이하게 함으로써, 광학 보상 필름 전체에서 생각해 본 경우에는, 면 내 방향의 위상차의 파장 분산 특성은 제1 광학 필름이 지배적으로 되고, 두께 방향의 위상차의 파장 분산 특성은 제2 광학 필름이 지배적으로 되기 때문에, 면 내 방향의 위상차와 두께 방향의 위상차를 보다 바람직한 파장 분산 특성으로 제어하는 것을 가능하게 된다. 즉, 편광자의 외관 상의 축 어긋남, 액정 셀의 두께 방향의 위상차를 가시광 영역 전체에서 보상하기 위하여 적합한 위상차의 파장 분산 특성을 부여하는 것이 가능하게 된다.

그로 인해, 광 누설에 의해 흑색 표시에 발생하는 착색을 억제하여 정면 콘트라스트, 경사 방향으로부터 관찰하였을 때의 컬러 시프트 및 시야각 특성이 우수한 VA형 액정 표시 장치를 제공하는 것이 가능하게 된다. 또한, 편광판 보호 필름의 기능을 겸한 이축성 광학 필름을 2매 사용함으로써, 액정 표시 장치의 두께를 증가시키지 않고, 제조 프로세스를 간략화하는 것도 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 액정 표시 장치를 측면으로부터 본 단면도이다.

이하, 본원 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 설명하지만, 본원 발명이 이하의 실시 형태에 한정되어야 하는 것은 물론 아니다.

도 1은 본원 발명의 실시 형태가 되는 VA형 액정 표시 장치를 측면으로부터 본 간략 단면도이다. 도 1에 도시하는 VA형 액정 표시 장치는 액정 셀(1)과, 액정 셀(1)의 상하에 투과축을 직교로 하여 배치된 한 쌍의 편광판(2a, 2b)을 갖는다. 편광판(2a)은 편광판 보호 필름(4a), 제1 편광자(3a) 및 제1 광학 필름(5)으로 이루어지고, 제1 광학 필름은 제1 편광자(3a)와 액정 셀의 사이에 배치되어 있다. 편광판(2b)은 편광판 보호 필름(4b), 제2 편광자(3b) 및 제2 광학 필름(6)으로 이루어지고, 제2 광학 필름은 액정 셀과 제2 편광자(3b)의 사이에 배치되어 있다.

본 발명에 있어서, 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름은 광학적으로 이축성을 갖고 있으며, 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름의 굴절률 타원체는 nx>ny>nz의 관계를 나타낸다. 여기서, nx는 광학 필름면 내의 굴절률이 가장 큰 방향(x 방향)의 굴절률, ny는 광학 필름의 면 내에서 x 방향으로 직각인 방향(y 방향)에서의 굴절률, nz는 광학 필름의 두께 방향의 굴절률을 나타낸다.

본 발명에서 사용되는 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름으로서는 광학적으로 이축성의 수지 필름이 사용된다. 그로 인해, 종래 편광판 보호 필름으로서 사용되고 있는 수지 필름의 위상차값을 조정함으로써 제조하는 것이 가능하고, 제조 프로세스를 용이하게 할 수 있다. 또한, 일축성의 광학 보상 필름을 사용하는 경우에 비하여 광 탄성 계수가 작은 재료로 제조하는 것이 가능하기 때문에, 위상차 불균일이 발현되기 어렵다. 또한, 본 발명에 있어서는 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름에 편광판 보호 필름으로서의 기능을 겸하게 하는 것이 바람직하며, 이러한 구성으로 함으로써 액정 표시 장치의 두께를 증가시키지 않고 광학 보상이 가능하게 된다.

본 발명에서 사용되는 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름은 하기 수학식 1 및 2를 만족한다.

<수학식 1>

<수학식 2>

<수학식 I>

Ro=(nx-ny)×d

<수학식 II>

Rth={(nx+ny)/2-nz}×d

또한, 제1 광학 필름의 파장 분산과 제2 광학 필름은 하기 식 (3) 및 (4)를 만족한다.

(3)

삭제

(4)

삭제

《리타데이션 Ro, Rth의 측정》

광학 필름으로부터 시료 35mm×35mm를 잘라내고, 25℃, 55%RH에서 2시간 조습하고, 자동 복굴절계(KOBRA21ADH, 오지 게이소꾸(주))에 의해 590nm(파장 분산 측정 시에는 450nm, 630nm)에서의 수직 방향으로부터 측정한 값과 필름면을 기울게 하면서 마찬가지로 측정한 리타데이션값의 외삽값으로부터 산출한다.

이와 같이 면 내 방향의 위상차 및 두께 방향의 위상차가 치우쳐 부여되면서, 면 내 방향의 위상차 및 두께 방향의 위상차의 파장 분산 특성이 상이한 복수의 이축성 광학 필름을 조합함으로써, 편광자의 외관 상의 축 어긋남, 액정 셀의 두께 방향의 위상차를 가시광 영역 전체에서 보상할 수 있어, 광 누설에 의해 흑색 표시에 착색이 발생한다고 하는 문제를 가시광 영역 전체에 있어서 저감시킬 수 있다.

본 발명에 있어서는 제1 광학 필름을 액정 셀의 시인측에 설치하고, 제2 광학 필름을 액정 셀의 백라이트측에 설치하는 것이 바람직하다. 이에 의해 액정 표시 장치의 정면 콘트라스트를 향상시키는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 사용되는 제1 광학 필름은 가시광 영역에 있어서 면 내 방향의 위상차의 파장 분산 특성 DSP_Ro1이 역파장 분산 특성을 나타내는 것이 바람직하다. 여기서, 위상차가 역파장 분산 특성을 갖는다고 하는 것은 측정 파장이 단파장으로 될 수록 위상차가 작아지는 특성을 의미한다. 즉, 본 발명에 있어서는 DSP_Ro1<1.0인 것이 바람직하고, 0.71≤DSP_Ro1≤0.90을 만족하는 것이 보다 바람직하다. 제1 광학 필름의 면 내 방향의 위상차를 역파장 분산으로 함으로써, 편광자의 축 어긋남을 넓은 파장 영역에서 보상하는 것이 가능하게 된다.

본 발명에 사용되는 제2 광학 필름은 가시광 영역에 있어서 두께 방향의 위상차의 파장 분산 특성 DSP_Rth2가 플랫이거나 또는 순파장 분산 특성을 나타내는 것이 바람직하고, 순파장 분산 특성을 나타내는 것이 보다 바람직하다. 위상차가 플랫이란, 위상차가 측정광의 파장에 의하지 않고 거의 일정한 것을 나타내며, 순파장 분산 특성이란, 측정 파장이 단파장으로 될 수록 위상차가 커지는 특성이다. 즉, 본 발명에 있어서는 DSP_Rth2≥1.0인 것이 바람직하고, DSP_Rth2>1.0인 것이 바람직하고, 1.06≤DSP_Rth2≤1.30을 만족하는 것이 특히 바람직하다. 제2 광학 필름의 두께 방향의 위상차를 플랫 또는 순파장 분산 특성으로 함으로써, 넓은 파장 영역에 있어서, 액정 셀에 사용되는 액정층의 두께 방향의 위상차를 보상하는 것이 가능하게 된다.

또한, 제1 광학 필름의 Rth에 대해서는 순파장 분산 특성이어도 되고, 역파장 분산 특성이어도 되고, 파장 의존성이 없고 동일(플랫)하여도 되지만, 일반적으로는 Ro가 역파장 분산 특성을 나타내는 광학 필름을 제작하면, Rth의 파장 의존성도 마찬가지로 역파장 분산 특성으로 된다. 또한, 제2 광학 필름의 Ro에 대해서는 순파장 분산 특성이어도 되고, 역파장 분산 특성이어도 되고, 파장 의존성이 없고 동일하여도 되지만, 일반적으로는 Rth가 순파장 분산 특성을 나타내는 광학 필름을 제작하면, Ro의 파장 의존성도 마찬가지로 순파장 분산 특성으로 된다.

또한, 본 발명에 있어서는 제1 광학 필름의 면 내 방향의 위상차의 파장 분산 특성 DSP_Ro1이 역파장 분산 특성을 나타내고, 또한 제2 광학 필름의 두께 방향의 위상차의 파장 분산 특성 DSP_Rth2가 순파장 분산 특성을 나타내고, 또한 제1 및 제2 광학 필름의 면 내 방향의 위상차 및 두께 방향의 위상차의 파장 분산 특성이 하기 수학식 5 및 6의 관계를 만족하는 것이 바람직하다.

또한, 제1 광학 필름의 면 내 방향의 위상차 Ro₁ 및 두께 방향의 위상차 Rth₁은 복잡한 제조 공정을 거치지 않고 제조 가능한 점과, 광학 보상에 필요한 위상차의 관점에서, 구체적으로는 하기 식을 만족하고 있는 것이 바람직하다.

40≤Ro₁(nm)≤100

70≤Rth₁(nm)≤120

한편, 제2 광학 필름의 면 내 방향의 위상차 Ro₂ 및 두께 방향의 위상차 Rth₂는, 제1 광학 필름과 동일한 관점에서, 구체적으로는 하기 식을 만족하고 있는 것이 바람직하다.

0≤Ro₂(nm)≤70

100≤Rth₂(nm)≤180

또한, 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름은 하기 수학식 7 및 8을 만족하고 있는 것이 바람직하다.

더욱 바람직하게는, 하기 수학식 9 및 10을 만족하고 있는 것이 바람직하다.

상술한 범위를 만족함으로써, 제1 및 제2 광학 필름에 면 내 방향의 위상차 및 두께 방향의 위상차가 상이하도록 할당함으로써, 전체의 파장 분산 특성을 제어할 수 있다.

또한, 제1 광학 필름의 광의 투과율과 제2 광학 필름의 광의 투과율은 상이한 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 제1 광학 필름의 광의 투과율이 제2 광학 필름의 광의 투과율보다 작은 것이 바람직하다. 이와 같이 광의 투과율이 다른 필름을 조합함으로써 정면 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 액정 표시 장치에 사용되는 제1 및 제2 광학 필름에 대하여 상세하게 설명한다.

[제1 광학 필름]

본 발명에 사용되는 제1 광학 필름은 광학적으로 이축성을 갖는 수지 필름이며, 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름의 면 내 방향의 위상차(Ro값) 및 두께 방향의 위상차(Rth값)를, 제1 광학 필름의 면 내 방향의 위상차가 제2 광학 필름의 면 내 방향의 위상차보다 커지도록 구성되어 있고, 또한 제2 광학 필름의 두께 방향의 위상차가 제1 광학 필름의 두께 방향의 위상차보다 커지도록 구성되어 있다.

또한, 제1 광학 필름의 면 내 방향의 위상차의 파장 분산 특성이 제2 광학 필름의 파장 분산 특성보다 작아지도록 구성되어 있고, 제2 광학 필름의 두께 방향의 위상차의 파장 분산 특성이 제1 광학 필름의 파장 분산 특성보다 커지도록 구성되어 있다.

제1 광학 필름의 제조 방법으로서는, 상기의 관계를 만족하는 한 특별히 한정되는 것은 아니지만, 이하에 제1 광학 필름의 재료의 예 및 제조 방법의 예에 대하여 상세하게 설명한다.

(제1 광학 필름의 재료)

본 발명에 사용되는 제1 광학 필름의 재료는 상술한 관계를 만족하는 한 특별히 한정되지 않지만, 셀룰로오스 에스테르를 주성분으로 한 셀룰로오스 에스테르 필름을 바람직하게 사용할 수 있다. 셀룰로오스 에스테르 필름은, 종래 편광판 보호 필름으로서 널리 사용되고 있는 것이며, 편광자로서 일반적으로 사용되는 요오드를 함침시킨 폴리비닐알코올 필름과의 접착성이 우수하기 때문에, 별도로 접착성을 높이기 위하여 보호 필름을 설치할 필요가 없어, 편광판의 두께의 증가를 방지할 수 있다.

사용되는 셀룰로오스 에스테르로서는 특별히 한정되지 않지만, 탄소수 2 내지 22 정도의 카르복실산 에스테르인 것이 바람직하고, 카르복실산 에스테르로서는 방향족 카르복실산의 에스테르이어도 된다. 셀룰로오스 에스테르로서는, 특히 탄소수가 6 이하인 저급 지방산 에스테르(이하, 셀룰로오스 아실레이트라고 칭하는 경우도 있음)인 것이 바람직하다.

셀룰로오스 에스테르의 수산기에 결합하는 아실기는 직쇄이어도 되고 분지되어 있어도 되며, 또한 환을 형성하여도 된다. 아실기에 또 다른 치환기가 치환되어 있어도 된다. 동일한 치환도인 경우, 상기 탄소수가 많으면 복굴절성이 저하하기 때문에, 탄소수로서는 탄소수 2 내지 6의 아실기 중에서 선택하는 것이 바람직하다. 상기 셀룰로오스 에스테르로서의 탄소수가 2 내지 4인 것이 바람직하고, 탄소수가 2 내지 3인 것이 보다 바람직하다.

구체적으로는 셀룰로오스 에스테르로서는 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 또는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 부티레이트와 같은 아세틸기 외에 프로피오네이트기 또는 부티레이트기가 결합한 셀룰로오스의 혼합 지방산 에스테르를 바람직하게 사용할 수 있다.

또한, 부티레이트를 형성하는 부티릴기로서는 직쇄상이어도 되고 분지되어 있어도 된다. 본 발명에 있어서 바람직하게 사용되는 셀룰로오스 에스테르로서는, 특히 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프탈레이트가 바람직하게 사용된다.

본 발명에 바람직한 셀룰로오스 아세테이트 프탈레이트 이외의 셀룰로오스 에스테르로서는, 하기 수학식 i 및 ii를 동시에 만족하는 것이 바람직하다.

<수학식 i>

2.0≤X+Y≤3.0

<수학식 ii>

0≤Y≤1.5

식 중, X는 아세틸기의 치환도, Y는 프로피오닐기 또는 부티릴기, 혹은 그의 혼합물의 치환도이다.

또한, 목적에 따른 광학 특성을 얻기 위하여 치환도가 다른 수지를 혼합하여 사용하여도 된다. 혼합비로서는 10:90 내지 90:10(질량비)이 바람직하다.

이 중에서 특히 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트가 바람직하게 사용된다. 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트에서는 1.0≤X≤2.5이고, 0.1≤Y≤1.5, 2.0≤X+Y≤3.0인 것이 바람직하다. 아실기의 치환도의 측정 방법은 ASTM-D817-96에 준하여 측정할 수 있다.

본 발명에 사용되는 셀룰로오스 에스테르의 수 평균 분자량은 60000 내지 300000의 범위가 얻어지는 필름의 기계적 강도가 강하여 바람직하다. 또한, 70000 내지 200000의 것이 바람직하게 사용된다.

셀룰로오스 에스테르의 중량 평균 분자량 Mw, 수 평균 분자량 Mn은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 사용하여 측정할 수 있다.

측정 조건의 일례는 이하와 같지만, 이것에 한정되지 않고, 동등한 측정 방법을 사용하는 것도 가능하다.

용매: 메틸렌 클로라이드

칼럼: Shodex K806, K805, K803G(쇼와 덴꼬(주)제를 3개 접속하여 사용함)

칼럼 온도: 25℃

시료 농도: 0.1질량%

검출기: RI Model 504(GL 사이언스사제)

펌프: L6000(히따찌 세이사꾸쇼(주)제)

유량: 1.0ml/min

교정 곡선: 표준 폴리스티렌 STK standard 폴리스티렌(도소(주)제) Mw=1000000 내지 500의 13샘플에 의한 교정 곡선을 사용한다. 13샘플은 거의 등간격으로 사용한다.

본 발명에 사용되는 셀룰로오스 에스테르의 원료의 셀룰로오스로서는 특별히 한정되지 않지만, 면화 린터, 목재 펄프, 케나프 등을 들 수 있다. 또한, 그것들로부터 얻어진 셀룰로오스 에스테르는 각각 임의의 비율로 혼합 사용할 수 있다.

본 발명에 사용되는 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 등의 셀룰로오스 에스테르는 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다. 구체적으로는 일본 특허 공개 평10-45804호에 기재된 방법을 참고로 하여 합성할 수 있다.

제1 광학 필름에 셀룰로오스 에스테르 필름을 사용하는 경우, 일반적으로 유연 제막한 셀룰로오스 에스테르 필름 자체가 원래 마이너스의 일축성(nx=ny>nz)이거나 약한 이축성(nx>ny>nz)을 갖고 있다. 또한, 셀룰로오스 에스테르 필름은 일반적으로 플러스의 고유 복굴절성(연신된 방향의 굴절률이 커지는 특성)을 갖고 있다. 그로 인해, 필름 유연 방향(MD 방향) 또는 유연 방향에 대하여 수직인 방향(TD 방향) 중 어느 일축 방향으로 연신하거나, 순차 또는 동시에 이축 연신을 행하여 연신 배율을 상이하게 함으로써 광학적으로 이축성의 광학 필름(nx>ny>nz)을 얻을 수 있다. 따라서, 셀룰로오스 에스테르 필름의 면 내 방향의 위상차인 Ro값은 일축 연신의 연신 배율을 조정하거나, 이축 연신에서의 연신 배율의 차를 조정함으로써 조정할 수 있다. 또한, 셀룰로오스 에스테르 필름의 두께 방향의 위상차인 Rth값은 일반적으로 면 내 방향으로 연신함으로써 커진다. 따라서, 연신 처리함으로써 Ro값 및 Rth값을 적절히 조정하는 것이 가능하다. 단, 일축 연신의 경우에는 연신 배율에 의한 Ro값 및 Rth값의 증가율은, 그 셀룰로오스 에스테르 필름에 사용되는 셀룰로오스 에스테르의 위상차 발현성에 의존하게 된다. Rth값의 증가에 대하여 Ro값의 증가를 억제하고자 하는 경우에는, 이축 연신을 사용함으로써 Ro값과 Rth값의 비를 조정하는 것도 가능하다. 예를 들어, 이축 방향으로 동일 배율로 연신한 경우에는, Ro값을 증가시키지 않고 Rth값만을 증가시키는 것이 가능하다. 연신 방법에 대해서는 후술한다.

또한, 셀룰로오스 에스테르 필름의 위상차값을 조정하기 위한 다른 방법으로서는 이하의 방법을 들 수 있다.

용액 유연법을 사용하여 셀룰로오스 에스테르 필름을 제조하는 경우, 연신할 때의 잔류 용매량이 적을수록 위상차(면 내 방향의 위상차 및 두께 방향의 위상차)의 발현성은 커지는 경향을 나타낸다. 따라서, 연신 전의 건조 조건을 조정함으로써 위상차의 발현성을 조정하는 것도 가능하다.

또한, 셀룰로오스 에스테르 필름을 용액 유연법에 의해 제조한 경우, 용매의 건조에 의해 면 내 배향이 촉진되기 때문에, 두께 방향의 위상차값이 커지는 경향을 나타낸다. 따라서, 용매를 사용하지 않는 용융 유연법을 사용하여 셀룰로오스 에스테르 필름을 제막한 경우에는, 유연 제막에 의한 Rth값의 발현성을 어느 정도 억제할 수 있다.

일반적으로 셀룰로오스 필름의 위상차는, 셀룰로오스 에스테르의 아실기의 총 치환도가 낮을수록 필름을 연신하였을 때의 위상차의 발현성이 커지는 경향이 있기 때문에, 셀룰로오스 에스테르의 총 치환도를 조정함으로써 위상차의 발현성을 조정하는 것도 가능하다.

본 발명에 사용되는 제1 광학 필름은, 제2 광학 필름보다 면 내 방향의 위상차 Ro값이 크고, 두께 방향의 위상차 Rth값이 작은 특성을 나타낼 필요가 있다.

제1 광학 필름의 면 내 방향의 위상차 Ro값(Ro₁)을, 제2 광학 필름의 면 내 방향의 위상차 Ro값(Ro₂)보다 크게 하는 방법으로서는, 상술한 바와 같이 연신 배율을 조정함으로써 조정 가능하다. 그러나, 상술한 바와 같이 셀룰로오스 에스테르 필름에 있어서는, 연신 처리만에 의해 Ro값을 증가시킨 경우, Rth값도 증가하게 되어, 제1 광학 필름의 Rth값(Rth₁)이 제2 광학 필름의 Rth값(Rth₂)보다 커지게 된다.

따라서, 제1 광학 필름의 면 내 방향의 위상차 Ro₁을 두께 방향의 위상차 Rth₁보다 우선적으로 상승시키기 위하여 제1 광학 필름에 리타데이션 상승제(리타데이션 제어제라고도 함)를 함유시킬 수도 있다. 또한, 리타데이션 상승제는 모체가 되는 수지의 종류에 따라 그 효과가 상이하며, 어떤 수지에 대해서는 리타데이션 상승제로서 작용하여도, 다른 수지에 있어서는 리타데이션 상승 효과가 없는 경우가 있다. 본 발명에서는 모체가 되는 수지에 첨가함으로써, 모체가 되는 수지보다 리타데이션이 상승하여, 플러스의 배향 복굴절성을 증대시키는 것을 총칭하여 리타데이션 상승제라고 정의한다. 리타데이션 상승제로서는 특별히 한정되지 않지만, 일본 특허 공개 제2006-342226호 공보의 단락 번호 [0022] 내지 [0044]에 기재된 막대 형상 화합물 등을 들 수 있다.

또한, 면 내 방향의 위상차는 상술한 바와 같이 연신 처리 등에 의해 조정하는 것이 가능하지만, 제조상 가능한 연신 배율에는 한계가 있고, 연신 처리에 의해서만 발현 가능한 위상차에는 한계가 있기 때문에, 상술한 리타데이션 상승제를 사용함으로써 필요한 위상차를 보충하여도 된다. 특히, 상술한 바와 같이, 일반적으로 셀룰로오스 필름의 위상차는 셀룰로오스 에스테르의 총 치환도가 낮을수록 필름을 연신하였을 때의 위상차의 발현성이 커지는 경향이 있기 때문에, 제1 광학 필름에 총 치환도가 높은 셀룰로오스 에스테르 필름을 사용하는 경우에는, 면 내 방향의 위상차를 상승시키기 위한 리타데이션 상승제를 함유시키는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 사용되는 제1 광학 필름의 면 내 방향의 위상차의 파장 분산 특성(DSP_Ro1)은 제2 광학 필름의 면 내 방향의 위상차의 파장 분산 특성(DSP_Ro2)보다 작을 필요가 있다.

또한, 제1 광학 필름의 파장 분산 특성 DSP_Ro1은 역파장 분산 특성을 나타내는, 즉 DSP_Ro1<1.0인 것이 바람직하다. 따라서, 제1 광학 필름과 제2 광학 필름의 면 내 방향의 위상차의 파장 분산 특성이 상술한 관계를 만족하기 위한 방법으로서는, 제1 광학 필름의 DSP_Ro1을 제2 광학 필름의 DSP_Ro2보다 강한 역파장 분산 특성으로 하는 것이 바람직하다.

일반적으로, 셀룰로오스 에스테르 필름을 연신함으로써 발현된 면 내 방향의 위상차의 파장 분산 특성은 역파장 분산 특성을 나타낸다. 특히, 셀룰로오스 트리아세테이트 필름의 경우, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름보다 위상차의 역파장 분산 특성이 커지는 경향이 있다.

한편, 셀룰로오스 에스테르 필름에 상기와 같은 리타데이션 상승제를 함유시켜 필름을 연신한 경우에는, 리타데이션 상승제의 기여에 의해 발현되는 면 내 방향의 위상차는, 플랫한 파장 분산 특성 혹은 순파장 분산 특성을 나타내는 경향이 있다.

그로 인해, 셀룰로오스 에스테르 필름의 위상차의 파장 분산 특성은, 셀룰로오스 에스테르 필름의 연신에 의해 발현된 위상차에 의한 역파장 분산 특성과 리타데이션 상승제의 기여에 의해 발현된 위상차에 의한 플랫한 파장 분산 특성 또는 순파장 분산 특성의 총합에 의해 정해진다. 따라서, 셀룰로오스 에스테르 필름의 연신에 의한 위상차의 비율을 높임으로써 역파장 분산 특성을 강하게 하는 것이 가능하며, 반대로 리타데이션 상승제의 첨가량을 증가시켜 리타데이션 상승제의 기여에 의한 위상차의 비율을 높임으로써, 역파장 분산 특성을 약화시키거나, 플랫한 파장 분산 특성이나 순파장 분산 특성으로 조정하는 것이 가능하다.

그러나, 역파장 분산 특성을 강화하고자 하는 경우라도, 보다 큰 면 내 방향을 발현시키기 위해서는 리타데이션 상승제의 첨가량을 증가시키지 않을 수 없는 경우도 있어, 그에 의해 역파장 분산 특성이 약하게 되어 버리는 것을 생각할 수 있다. 그러한 경우에는 파장 분산 조정제를 함유시킬 수 있다. 파장 분산 조정제를 함유시킴으로써 위상차의 역파장 분산 특성을 강화할 수 있다. 또한, 파장 분산 조정제의 함유량을 조정함으로써 위상차의 역파장 분산 특성을 조정할 수도 있다. 이러한 파장 분산 조정제로서는 특별히 한정되지 않지만, 일본 특허 공개 제2008-273925호 공보의 단락 번호 [0022] 내지 [0083]에 기재된 화합물 등을 들 수 있다.

즉, 제1 광학 필름의 면 내 방향의 위상차의 파장 분산 특성을 제2 광학 필름의 위상차의 파장 분산 특성보다 작게 하는 방법으로서는, 제1 광학 필름의 면 내 방향의 위상차에서의 필름의 연신에 의해 발현된 위상차의 비율을 제2 광학 필름보다 크게 하는 방법이나, 파장 분산 조정제의 함유량을 증가시키는 방법, 혹은 이들 방법을 조합하는 것 등을 들 수 있다.

또한, 본 발명에 사용되는 제1 광학 필름은 하기에 나타내는 첨가제를 함유시킬 수 있다.

(가소제)

제1 광학 필름은 가소제를 함유시킬 수 있다. 가소제로서는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 다가 카르복실산 에스테르계 가소제, 글리콜레이트계 가소제, 프탈산 에스테르계 가소제, 지방산 에스테르계 가소제 및 다가 알코올 에스테르계 가소제, 폴리에스테르계 가소제, 아크릴계 가소제 등으로부터 선택된다. 그 중 가소제를 2종 이상 사용하는 경우에는, 적어도 1종은 다가 알코올 에스테르계 가소제인 것이 바람직하다.

다가 알코올 에스테르계 가소제는 2가 이상의 지방족 다가 알코올과 모노카르복실산의 에스테르로 이루어지는 가소제이며, 분자 내에 방향환 또는 시클로알킬환을 갖는 것이 바람직하다. 바람직하게는 2 내지 20가의 지방족 다가 알코올 에스테르이다.

본 발명에 바람직하게 사용되는 다가 알코올은 하기 화학식 a로 표시된다.

<화학식 a>

R1-(OH)_n

단, R1은 n가의 유기기, n은 2 이상의 양의 정수, OH기는 알코올성 및/또는 페놀성 수산기를 나타낸다.

바람직한 다가 알코올의 예로서는, 예를 들어 이하와 같은 것을 들 수 있지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것이 아니다. 아도니톨, 아라비톨, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 디부틸렌글리콜, 1,2,4-부탄트리올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 헥산트리올, 갈락티톨, 만니톨, 3-메틸펜탄-1,3,5-트리올, 피나콜, 소르비톨, 트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄, 크실리톨 등을 들 수 있다. 특히, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 소르비톨, 트리메틸올프로판, 크실리톨이 바람직하다.

다가 알코올 에스테르에 사용되는 모노카르복실산으로서는 특별히 제한은 없고, 공지된 지방족 모노카르복실산, 지환족 모노카르복실산, 방향족 모노카르복실산 등을 사용할 수 있다. 지환족 모노카르복실산, 방향족 모노카르복실산을 사용하면 투습성, 보류성을 향상시키는 점에서 바람직하다.

바람직한 모노카르복실산의 예로서는 이하와 같은 것을 들 수 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니다.

지방족 모노카르복실산으로서는 탄소수 1 내지 32의 직쇄 또는 측쇄를 갖는 지방산을 바람직하게 사용할 수 있다. 탄소수는 1 내지 20인 것이 더욱 바람직하고, 1 내지 10인 것이 특히 바람직하다. 아세트산을 함유시키면 셀룰로오스 에스테르와의 상용성이 증가하기 때문에 바람직하고, 아세트산과 다른 모노카르복실산을 혼합하여 사용하는 것도 바람직하다.

바람직한 지방족 모노카르복실산으로서는 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프로산, 에난트산, 카프릴산, 펠라르곤산, 카프르산, 2-에틸-헥산산, 운데실산, 라우르산, 트리데실산, 미리스트산, 펜타데실산, 팔미트산, 헵타데실산, 스테아르산, 노나데칸산, 아라킨산, 베헨산, 리그노세르산, 세로트산, 헵타코산산, 몬탄산, 멜리스산, 락세르산 등의 포화 지방산, 운데실렌산, 올레산, 소르브산, 리놀산, 리놀렌산, 아라키돈산 등의 불포화 지방산 등을 들 수 있다.

바람직한 지환족 모노카르복실산의 예로서는 시클로펜탄카르복실산, 시클로헥산카르복실산, 시클로옥탄카르복실산 또는 그들의 유도체를 들 수 있다.

바람직한 방향족 모노카르복실산의 예로서는 벤조산, 톨루일산 등의 벤조산의 벤젠환에 알킬기, 메톡시기 혹은 에톡시기 등의 알콕시기를 1 내지 3개 도입한 것, 비페닐카르복실산, 나프탈렌카르복실산, 테트랄린카르복실산 등의 벤젠환을 2개 이상 갖는 방향족 모노카르복실산 또는 그들의 유도체를 들 수 있다. 특히 벤조산이 바람직하다.

다가 알코올 에스테르의 분자량은 특별히 제한은 없지만, 300 내지 1500인 것이 바람직하고, 350 내지 750인 것이 더욱 바람직하다. 분자량이 큰 쪽이 휘발하기 어려워지기 때문에 바람직하고, 투습성, 셀룰로오스 에스테르와의 상용성의 점에서는 작은 쪽이 바람직하다.

다가 알코올 에스테르에 사용되는 카르복실산은 1종이어도 되고, 2종 이상의 혼합이어도 된다. 또한, 다가 알코올 중의 OH기는 모두 에스테르화하여도 되고, 일부를 OH기인 채로 남겨도 된다.

글리콜레이트계 가소제는 특별히 한정되지 않지만, 알킬프탈릴알킬글리콜레이트류를 바람직하게 사용할 수 있다. 알킬프탈릴알킬글리콜레이트류로서는, 예를 들어 메틸프탈릴메틸글리콜레이트, 에틸프탈릴에틸글리콜레이트, 프로필프탈릴프로필글리콜레이트, 부틸프탈릴부틸글리콜레이트, 옥틸프탈릴옥틸글리콜레이트, 메틸프탈릴에틸글리콜레이트, 에틸프탈릴메틸글리콜레이트, 에틸프탈릴프로필글리콜레이트, 메틸프탈릴부틸글리콜레이트, 에틸프탈릴부틸글리콜레이트, 부틸프탈릴메틸글리콜레이트, 부틸프탈릴에틸글리콜레이트, 프로필프탈릴부틸글리콜레이트, 부틸프탈릴프로필글리콜레이트, 메틸프탈릴옥틸글리콜레이트, 에틸프탈릴옥틸글리콜레이트, 옥틸프탈릴메틸글리콜레이트, 옥틸프탈릴에틸글리콜레이트 등을 들 수 있다.

프탈산 에스테르계 가소제로서는 디에틸프탈레이트, 디메톡시에틸프탈레이트, 디메틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 디부틸프탈레이트, 디-2-에틸헥실프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 디시클로헥실프탈레이트, 디시클로헥실테레프탈레이트 등을 들 수 있다.

시트르산 에스테르계 가소제로서는 시트르산 아세틸트리메틸, 시트르산 아세틸트리에틸, 시트르산 아세틸트리부틸 등을 들 수 있다.

지방산 에스테르계 가소제로서 올레산 부틸, 리시놀산 메틸아세틸, 세박산 디부틸 등을 들 수 있다.

인산 에스테르계 가소제로서는 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 옥틸디페닐포스페이트, 디페닐비페닐포스페이트, 트리옥틸포스페이트, 트리부틸포스페이트 등을 들 수 있다.

다가 카르복실산 에스테르 화합물로서는 2가 이상, 바람직하게는 2가 내지 20가의 다가 카르복실산과 알코올의 에스테르로 이루어진다. 또한, 지방족 다가 카르복실산은 2 내지 20가인 것이 바람직하고, 방향족 다가 카르복실산, 지환식 다가 카르복실산의 경우에는 3가 내지 20가인 것이 바람직하다.

다가 카르복실산은 하기 화학식 b로 표시된다.

<화학식 b>

R₂(COOH)_m(OH)_n

(단, R₂는 (m+n)가의 유기기, m은 2 이상의 양의 정수, n은 0 이상의 정수, COOH기는 카르복실기, OH기는 알코올성 또는 페놀성 수산기를 나타낸다.)

바람직한 다가 카르복실산의 예로서는, 예를 들어 이하와 같은 것을 들 수 있지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것이 아니다. 트리멜리트산, 트리메스산, 피로멜리트산과 같은 3가 이상의 방향족 다가 카르복실산 또는 그의 유도체, 숙신산, 아디프산, 아젤라산, 세박산, 옥살산, 푸마르산, 말레산, 테트라히드로프탈산과 같은 지방족 다가 카르복실산, 타르타르산, 타르트론산, 말산, 시트르산과 같은 옥시 다가 카르복실산 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 특히 옥시 다가 카르복실산을 사용하는 것이 보류성 향상 등의 점에서 바람직하다.

본 발명에 사용할 수 있는 다가 카르복실산 에스테르 화합물에 사용되는 알코올로서는 특별히 제한되지 않고, 공지된 알코올, 페놀류를 사용할 수 있다. 예를 들어 탄소수 1 내지 32의 직쇄 또는 측쇄를 가진 지방족 포화 알코올 또는 지방족 불포화 알코올을 바람직하게 사용할 수 있다. 탄소수 1 내지 20인 것이 더욱 바람직하고, 탄소수 1 내지 10인 것이 특히 바람직하다. 또한, 시클로펜탄올, 시클로헥산올 등의 지환식 알코올 또는 그의 유도체, 벤질알코올, 신나밀알코올 등의 방향족 알코올 또는 그의 유도체 등도 바람직하게 사용할 수 있다.

다가 카르복실산으로서 옥시 다가 카르복실산을 사용하는 경우에는, 옥시 다가 카르복실산의 알코올성 또는 페놀성의 수산기를 모노카르복실산을 사용하여 에스테르화하여도 된다. 바람직한 모노카르복실산의 예로서는 이하와 같은 것을 들 수 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니다.

지방족 모노카르복실산으로서는 탄소수 1 내지 32의 직쇄 또는 측쇄를 가진 지방산을 바람직하게 사용할 수 있다. 탄소수 1 내지 20인 것이 더욱 바람직하고, 탄소수 1 내지 10인 것이 특히 바람직하다.

바람직한 지방족 모노카르복실산으로서는 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 카프로산, 에난트산, 카프릴산, 펠라르곤산, 카프르산, 2-에틸-헥산카르복실산, 운데실산, 라우르산, 트리데실산, 미리스트산, 펜타데실산, 팔미트산, 헵타데실산, 스테아르산, 노나데칸산, 아라킨산, 베헨산, 리그노세르산, 세로트산, 헵타코산산, 몬탄산, 멜리스산, 락세르산 등의 포화 지방산, 운데실렌산, 올레산, 소르브산, 리놀산, 리놀렌산, 아라키돈산 등의 불포화 지방산 등을 들 수 있다.

바람직한 방향족 모노카르복실산의 예로서는 벤조산, 톨루일산 등의 벤조산의 벤젠환에 알킬기를 도입한 것, 비페닐카르복실산, 나프탈렌카르복실산, 테트랄린카르복실산 등의 벤젠환을 2개 이상 갖는 방향족 모노카르복실산 또는 그들의 유도체를 들 수 있다. 특히 아세트산, 프로피온산, 벤조산인 것이 바람직하다.

다가 카르복실산 에스테르 화합물의 분자량은 특별히 제한되지 않지만, 분자량 300 내지 1000의 범위인 것이 바람직하고, 350 내지 750의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 보류성 향상의 점에서는 큰 쪽이 바람직하고, 투습성, 셀룰로오스 에스테르와의 상용성의 점에서는 작은 쪽이 바람직하다.

본 발명에 사용할 수 있는 다가 카르복실산 에스테르에 사용되는 알코올류는 1종이어도 되고, 2종 이상의 혼합이어도 된다.

본 발명에 사용할 수 있는 다가 카르복실산 에스테르 화합물의 산값은 1mgKOH/g 이하인 것이 바람직하고, 0.2mgKOH/g 이하인 것이 더욱 바람직하다. 산값을 상기 범위로 함으로써, 리타데이션의 환경 변동도 억제되기 때문에 바람직하다.

(산값)

산값이란, 시료 1g 중에 포함되는 산(시료 중에 존재하는 카르복실기)을 중화하기 위하여 필요한 수산화칼륨의 밀리그램수를 말한다. 산값은 JIS K0070에 준거하여 측정한 것이다.

특히 바람직한 다가 카르복실산 에스테르 화합물의 예를 이하에 나타내지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 트리에틸시트레이트, 트리부틸시트레이트, 아세틸트리에틸시트레이트(ATEC), 아세틸트리부틸시트레이트(ATBC), 벤조일트리부틸시트레이트, 아세틸트리페닐시트레이트, 아세틸트리벤질시트레이트, 타르타르산 디부틸, 타르타르산 디아세틸디부틸, 트리멜리트산 트리부틸, 피로멜리트산 테트라부틸 등을 들 수 있다.

폴리에스테르계 가소제는 특별히 한정되지 않지만, 분자 내에 방향환 또는 시클로알킬환을 갖는 폴리에스테르계 가소제를 사용할 수 있다. 폴리에스테르계 가소제로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 하기 화학식 c로 표시할 수 있는 방향족 말단 에스테르계 가소제를 사용할 수 있다.

<화학식 c>

B-(G-A)_n-G-B

(식 중, B는 벤젠모노카르복실산 잔기, G는 탄소수 2 내지 12의 알킬렌글리콜 잔기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴글리콜 잔기 또는 탄소수 4 내지 12의 옥시알킬렌글리콜 잔기, A는 탄소수 4 내지 12의 알킬렌디카르복실산 잔기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴디카르복실산 잔기를 나타내고, 또한 n은 1 이상의 정수를 나타낸다.)

화학식 c 중, B로 표시되는 벤젠모노카르복실산 잔기와 G로 표시되는 알킬렌글리콜 잔기 또는 옥시알킬렌글리콜 잔기 또는 아릴글리콜 잔기, A로 표시되는 알킬렌디카르복실산 잔기 또는 아릴디카르복실산 잔기로 구성되는 것이며, 통상의 폴리에스테르계 가소제와 동일한 반응에 의해 얻어진다.

본 발명에서 사용되는 폴리에스테르계 가소제의 벤젠모노카르복실산 성분으로서는, 예를 들어 벤조산, 파라 tert-부틸벤조산, 오르토톨루일산, 메타톨루일산, 파라톨루일산, 디메틸벤조산, 에틸벤조산, n-프로필벤조산, 아미노벤조산, 아세톡시벤조산 등이 있으며, 이것들은 각각 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다.

본 발명에 사용할 수 있는 폴리에스테르계 가소제의 탄소수 2 내지 12의 알킬렌글리콜 성분으로서는 에틸렌글리콜, 1,2-프로필렌글리콜, 1,3-프로필렌글리콜, 1,2-부탄디올, 1,3-부탄디올, 1,2-프로판디올, 2-메틸-1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 2,2-디메틸-1,3-프로판디올(네오펜틸글리콜), 2,2-디에틸-1,3-프로판디올(3,3-디메틸올펜탄), 2-n-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올(3,3-디메틸올헵탄), 3-메틸-1,5-펜탄디올-1,6-헥산디올, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올, 2-에틸-1,3-헥산디올, 2-메틸-1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올, 1,12-옥타데칸디올 등이 있으며, 이들 글리콜은 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용된다. 특히 탄소수 2 내지 12의 알킬렌글리콜이 셀룰로오스 에스테르와의 상용성이 우수하기 때문에 특히 바람직하다.

또한, 상기 방향족 말단 에스테르의 탄소수 4 내지 12의 옥시알킬렌글리콜 성분으로서는, 예를 들어 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜 등이 있으며, 이들 글리콜은 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다.

방향족 말단 에스테르의 탄소수 4 내지 12의 알킬렌디카르복실산 성분으로서는, 예를 들어 숙신산, 말레산, 푸마르산, 글루탈산, 아디프산, 아젤라산, 세박산, 도데칸디카르복실산 등이 있으며, 이것들은 각각 1종 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용된다. 탄소수 6 내지 12의 아릴렌디카르복실산 성분으로서는 프탈산, 테레프탈산, 이소프탈산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 1,4-나프탈렌디카르복실산 등이 있다.

본 발명에서 사용되는 폴리에스테르계 가소제는, 수 평균 분자량이 바람직하게는 300 내지 1500, 보다 바람직하게는 400 내지 1000의 범위가 적합하다. 또한, 그 산값은 0.5mgKOH/g 이하, 수산기값은 25mgKOH/g 이하, 보다 바람직하게는 산값은 0.3mgKOH/g 이하, 수산기값은 15mgKOH/g 이하인 것이다.

이하, 본 발명에 사용할 수 있는 방향족 말단 에스테르계 가소제의 합성예를 나타낸다.

<샘플 No.1(방향족 말단 에스테르 샘플)>

반응 용기에 프탈산 410부, 벤조산 610부, 디프로필렌글리콜 737부 및 촉매로서 테트라이소프로필티타네이트 0.40부를 일괄적으로 투입하여 질소 기류 중에서 교반 하에, 환류 응축기를 부착하여 과잉의 1가 알코올을 환류시키면서, 산값이 2 이하로 될 때까지 130 내지 250℃에서 가열을 계속하여 생성되는 물을 연속적으로 제거하였다. 계속해서 200 내지 230℃에서 1.33×10⁴Pa 내지 최종적으로 4×10²Pa 이하의 감압 하에 유출분을 제거하고, 이 후 여과하여 다음의 성상을 갖는 방향족 말단 에스테르계 가소제를 얻었다.

점도(25℃, mPaㆍs) ; 43400

산값 ; 0.2

<샘플 No.2(방향족 말단 에스테르 샘플)>

반응 용기에 프탈산 410부, 벤조산 610부, 에틸렌글리콜 341부 및 촉매로서 테트라이소프로필티타네이트 0.35부를 사용한 것 이외에는 샘플 No.1과 완전히 동일하게 하여 다음의 성상을 갖는 방향족 말단 에스테르를 얻었다.

점도(25℃, mPaㆍs) ; 31000

산값 ; 0.1

<샘플 No.3(방향족 말단 에스테르 샘플)>

반응 용기에 프탈산 410부, 벤조산 610부, 1,2-프로판디올 418부 및 촉매로서 테트라이소프로필티타네이트 0.35부를 사용한 것 이외에는 샘플 No.1과 완전히 동일하게 하여 다음의 성상을 갖는 방향족 말단 에스테르를 얻었다.

점도(25℃, mPaㆍs) ; 38000

산값 ; 0.05

<샘플 No.4(방향족 말단 에스테르 샘플)>

반응 용기에 프탈산 410부, 벤조산 610부, 1,3-프로판디올 418부 및 촉매로서 테트라이소프로필티타네이트 0.35부를 사용한 것 이외에는 샘플 No.1과 완전히 동일하게 하여 다음의 성상을 갖는 방향족 말단 에스테르를 얻었다.

점도(25℃, mPaㆍs) ; 37000

산값 ; 0.05

(아크릴계 중합체)

본 발명에 관한 제1 광학 필름은 가소제로서 (메트)아크릴계 중합체를 함유할 수도 있다.

상기 (메트)아크릴계 중합체는 방향환을 갖지 않는 에틸렌성 불포화 단량체 Ya를 중합하여 얻어진 중량 평균 분자량 500 이상 3000 이하의 중합체 Y인 것이 바람직하다.

(메트)아크릴계 중합체로서는 적어도 분자 내에 방향환과 수산기를 갖지 않는 에틸렌성 불포화 단량체 Xa와, 분자 내에 방향환을 갖지 않고 수산기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체 Xb를 공중합하여 얻어진 중량 평균 분자량 3000 이상 30000 이하의 중합체 X, 및 방향환을 갖지 않는 에틸렌성 불포화 단량체 Ya를 중합하여 얻어진 중량 평균 분자량 500 이상 3000 이하의 중합체 Y인 것이 더욱 바람직하다.

상기 중합체 X는 하기 화학식 X로 표시되고, 상기 중합체 Y는 하기 화학식 Y로 표시되는 것이 더욱 바람직하다.

<화학식 X>

-[CH₂-C(-R1)(-CO₂R2)]_m-[CH₂-C(-R3)(-CO₂R4-OH)-]_n-[Xc]_p-

<화학식 Y>

Ry-[CH₂-C(-R5)(-CO₂R6-OH)-]_k-[Yb]_q-

(식 중, R1, R3, R5는 H 또는 CH₃을 나타내고, R2는 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 시클로알킬기를 나타내고, R4, R6은 -CH₂-, -C₂H₄- 또는 -C₃H₆-을 나타내고, Ry는 OH, H 또는 탄소수 3 이내의 알킬기를 나타내고, Xc는 Xa, Xb에 중합 가능한 단량체 단위를 나타내고, Yb는 Ya에 공중합 가능한 단량체 단위를 나타내고, m, n, k, p 및 q는 몰 조성비를 나타내되, 단 m≠0, n≠0, k≠0, m+n+p=100, k+q=100이다.)

(푸라노오스 구조 혹은 피라노오스 구조를 갖는 화합물)

본 발명에 관한 제1 광학 필름은 가소제로서 푸라노오스 구조 혹은 피라노오스 구조를 갖는 화합물을 함유할 수도 있다.

푸라노오스 구조 혹은 피라노오스 구조를 갖는 화합물로서는 푸라노오스 구조 혹은 피라노오스 구조를 1개 갖는 화합물 (A) 중의 OH기의 전부 혹은 일부를 에스테르화한 에스테르화 화합물, 혹은 푸라노오스 구조 혹은 피라노오스 구조 중 적어도 1종을 2개 이상 12개 이하 결합한 화합물 (B) 중의 OH기의 전부 혹은 일부를 에스테르화한 에스테르화 화합물인 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서는, 본 발명에 사용되는 화합물 (A)의 에스테르화 화합물 및 화합물 (B)의 에스테르화 화합물을 총칭하여, 당에스테르 화합물이라고도 칭한다.

또한, 상기 에스테르화 화합물이 단당류(α-글루코오스, β-프룩토오스)의 벤조산 에스테르, 혹은 상기 화학식 A로 표시되는 단당류의 -OR₁₂, -OR₁₅, -OR₂₂, -OR₂₅의 임의의 2개소 이상이 탈수 축합하여 생성된 m+n=2 내지 12의 다당류의 벤조산 에스테르인 것이 바람직하다.

상기 화학식 중의 벤조산은 치환기를 더 가져도 되며, 예를 들어 알킬기, 알케닐기, 알콕실기, 페닐기를 들 수 있고, 또한 이들 알킬기, 알케닐기, 페닐기는 치환기를 가져도 된다.

바람직한 화합물 (A) 및 화합물 (B)의 예로서는, 예를 들어 이하와 같은 것을 들 수 있지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것이 아니다.

화합물 (A)의 예로서는 글루코오스, 갈락토오스, 만노오스, 프룩토오스, 크실로오스 혹은 아라비노오스를 들 수 있다.

화합물 (B)의 예로서는 락토오스, 수크로오스, 니스토오스, 1F-프룩토실니스토오스, 스타키오스, 말티톨, 락티톨, 락툴로오스, 셀로비오스, 말토오스, 셀로트리오스, 말토트리오스, 라피노오스 혹은 케스토오스를 들 수 있다. 이 밖에 겐티오비오스, 겐티오트리오스, 겐티오테트라오스, 크실로트리오스, 갈락토실수크로오스 등도 들 수 있다. 이들 화합물 (A) 및 화합물 (B) 중에서, 특히 푸라노오스 구조와 피라노오스 구조를 양쪽 갖는 화합물이 바람직하다. 예로서는 수크로오스, 케스토오스, 니스토오스, 1F-프룩토실니스토오스, 스타키오스 등이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 수크로오스이다. 또한, 화합물 (B)에 있어서 푸라노오스 구조 혹은 피라노오스 구조 중 적어도 1종을 2개 이상 3개 이하 결합한 화합물인 것도 바람직한 형태 중 하나이다.

본 발명에 사용되는 화합물 (A) 및 화합물 (B) 중의 OH기의 전부 혹은 일부를 에스테르화하는 데에 사용되는 모노카르복실산으로서는 특별히 제한되지 않고, 공지된 지방족 모노카르복실산, 지환족 모노카르복실산, 방향족 모노카르복실산 등을 사용할 수 있다. 사용되는 카르복실산은 1종이어도 되고, 2종 이상의 혼합이어도 된다.

바람직한 지방족 모노카르복실산으로서는 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 이소부티르산, 발레르산, 카프로산, 에난트산, 카프릴산, 펠라르곤산, 카프르산, 2-에틸-헥산카르복실산, 운데실산, 라우르산, 트리데실산, 미리스트산, 펜타데실산, 팔미트산, 헵타데실산, 스테아르산, 노나데칸산, 아라킨산, 베헨산, 리그노세르산, 세로트산, 헵타코산산, 몬탄산, 멜리스산, 락세르산 등의 포화 지방산, 운데실렌산, 올레산, 소르브산, 리놀산, 리놀렌산, 아라키돈산, 옥텐산 등의 불포화 지방산 등을 들 수 있다.

바람직한 방향족 모노카르복실산의 예로서는 벤조산, 톨루일산 등의 벤조산의 벤젠환에 알킬기, 알콕시기를 도입한 방향족 모노카르복실산, 신남산, 벤질산, 비페닐카르복실산, 나프탈렌카르복실산, 테트랄린카르복실산 등의 벤젠환을 2개 이상 갖는 방향족 모노카르복실산 또는 그들의 유도체를 들 수 있고, 보다 구체적으로는 크실릴산, 헤멜리트산, 메시틸렌산, 프레니틸산, γ-이소듀릴산, 듀릴산, 메시토산, α-이소듀릴산, 쿠민산, α-톨루일산, 히드로아트로프산, 아트로프산, 히드로신남산, 살리실산, o-아니스산, m-아니스산, p-아니스산, 크레오소트산, o-호모살리실산, m-호모살리실산, p-호모살리실산, o-피로카테쿠산, β-레소르실산, 바닐린산, 이소바닐린산, 베라트르산, o-베라트르산, 갈산, 아사론산, 만델산, 호모아니스산, 호모바닐린산, 호모베라트르산, o-호모베라트르산, 프탈론산, p-쿠마르산을 들 수 있지만, 특히 벤조산이 바람직하다.

상기 화합물 (A) 및 화합물 (B)를 에스테르화한 에스테르화 화합물 중에서는, 에스테르화에 의해 아세틸기가 도입된 아세틸화 화합물이 바람직하다.

이들 아세틸화 화합물의 제조 방법은, 예를 들어 일본 특허 공개 평8-245678호 공보에 기재되어 있다.

상기 화합물 (A) 및 화합물 (B)의 에스테르화 화합물 외에, 올리고당의 에스테르화 화합물을, 본 발명에 사용되는 푸라노오스 구조 혹은 피라노오스 구조 중 적어도 1종을 3 내지 12개 결합한 화합물로서 적용할 수 있다.

올리고당은 전분, 자당 등에 아밀라아제 등의 효소를 작용시켜 제조되는 것이며, 본 발명에 적용할 수 있는 올리고당으로서는, 예를 들어 말토올리고당, 이소말토올리고당, 프룩토올리고당, 갈락토올리고당, 크실로올리고당을 들 수 있다.

올리고당도 상기 화합물 (A) 및 화합물 (B)와 동일한 방법에 의해 아세틸화할 수 있다.

이어서, 에스테르화 화합물의 제조예의 일례를 기재한다.

글루코오스(29.8g, 166mmol)에 피리딘(100ml)을 첨가한 용액에 무수 아세트산(200ml)을 적하하여 24시간 반응시켰다. 그 후, 증발기로 용액을 농축하여 빙수에 투입하였다. 1시간 방치한 후, 유리 필터로 여과하여 고체와 물을 분리하고, 유리 필터 상의 고체를 클로로포름에 녹이고, 이것이 중성이 될 때까지 냉수로 분액하였다. 유기층을 분리한 후, 무수 황산나트륨에 의해 건조하였다. 무수 황산나트륨을 여과에 의해 제거한 후, 클로로포름을 증발기에 의해 제거하고, 다시 감압 건조함으로써 글리코오스펜타아세테이트(58.8g, 150mmol, 90.9%)를 얻었다. 또한, 상기 무수 아세트산 대신에 상술한 모노카르복실산을 사용할 수 있다.

본 발명에 사용되는 광학 필름은 위상차값의 변동을 억제하여 표시 품위를 안정화하기 위하여, 푸라노오스 구조 혹은 피라노오스 구조를 1개 갖는 화합물 (A) 중, 혹은 푸라노오스 구조 혹은 피라노오스 구조 중 적어도 1종을 2 내지 12개 결합한 화합물 (B) 중의 OH기의 전부 혹은 일부를 에스테르화한 에스테르화 화합물을 1 내지 30질량% 포함하는 것이 바람직하고, 특히 5 내지 30질량% 포함하는 것이 바람직하다. 이 범위 내이면, 본 발명의 우수한 효과를 나타냄과 함께, 블리드 아웃 등도 없어 바람직하다.

또한, (메트)아크릴계 중합체와 푸라노오스 구조 혹은 피라노오스 구조를 1개 갖는 화합물 (A) 중, 혹은 푸라노오스 구조 혹은 피라노오스 구조 중 적어도 1종을 2 내지 12개 결합한 화합물 (B) 중의 OH기의 전부 혹은 일부를 에스테르화한 에스테르화 화합물과 다른 가소제를 병용할 수 있다.

[제2 광학 필름]

상술한 바와 같이, 본 발명에 사용되는 제2 광학 필름은 광학적으로 이축성을 갖는 수지 필름이며, 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름의 면 내 방향의 위상차(Ro값) 및 두께 방향의 위상차(Rth값)를, 제1 광학 필름의 면 내 방향의 위상차가 제2 광학 필름의 면 내 방향의 위상차보다 커지도록 구성되어 있고, 또한 제2 광학 필름의 두께 방향의 위상차가 제1 광학 필름의 두께 방향의 위상차보다 커지도록 구성되어 있다.

제2 광학 필름의 제조 방법으로서는 상기의 관계를 만족하는 한 특별히 한정되는 것은 아니지만, 이하에 제2 광학 필름의 재료의 예 및 제조 방법의 예에 대하여 상세하게 설명한다.

(제2 광학 필름의 재료)

본 발명에 사용되는 제2 광학 필름의 재료는, 상술한 관계를 만족하는 한 특별히 한정되지 않지만, 제1 광학 필름과 동일한 이유에 의해 셀룰로오스 에스테르를 주성분으로 하는 셀룰로오스 에스테르 필름을 바람직하게 사용할 수 있다. 사용되는 셀룰로오스 에스테르는 특별히 한정되지 않지만, 제1 광학 필름에 기재한 셀룰로오스 에스테르와 마찬가지의 것을 사용할 수 있다.

제2 광학 필름으로서 셀룰로오스 에스테르 필름을 사용하는 경우, 제2 광학 필름의 면 내 방향의 위상차 Ro₂ 및 두께 방향의 위상차 Rth₂는 제1 광학 필름의 위상차를 조정한 방법과 동일한 방법을 사용하여 조정할 수 있다(연신이나 리타데이션 상승제의 사용 등).

본 발명에 사용되는 제2 광학 필름은 제1 광학 필름보다 면 내 방향의 위상차 Ro값이 작고, 두께 방향의 위상차 Rth값이 큰 특성을 나타낼 필요가 있다.

제2 광학 필름의 두께 방향의 위상차 Rth값(Rth₂)을 제1 광학 필름의 두께 방향의 위상차 Rth값(Rth₁)보다 크게 하는 방법으로서는, 예를 들어 연신 배율을 조정함으로써 조정 가능하다. 셀룰로오스 에스테르 필름은 유연 방향 혹은 유연 방향에 직교하는 방향으로 연신 처리한 경우에는 Ro값뿐만 아니라, Rth값도 증가하는 특성을 나타내기 때문에, 일축 혹은 이축 방향에의 연신 배율을 크게 함으로써 Rth값을 크게 하는 것이 가능하다. 그러나, 간단히 연신 배율을 크게 한 경우에는 Rth값뿐만 아니라 Ro값도 커져 버려, 제2 광학 필름의 면 내 방향의 위상차 Ro값(Ro₂)이 제1 광학 필름의 면 내 방향의 위상차 Ro값(Ro₁)보다 커지게 되는 것을 생각할 수 있다.

따라서, 제2 광학 필름의 두께 방향의 위상차 Rth₂를, 면 내 방향의 위상차 Ro₂보다 우선적으로 상승시키기 위한 수단으로서는, 우선은 유연 방향과 유연 방향과 직교하는 방향의 이축 방향으로 연신 처리를 행하여, 유연 방향의 연신 배율과 유연 방향과 직교하는 방향의 연신 배율의 차를 작게 하는 방법을 들 수 있다. 이축 방향의 연신 배율의 차를 작게 한 경우에는 Ro값의 상승을 억제하면서, Rth값을 증가시키는 것이 가능하다.

또한, 제2 광학 필름의 두께 방향의 위상차 Rth₂를, 면 내 방향의 위상차 Ro₂보다 우선적으로 상승시키기 위한 수단으로서는, 제2 광학 필름에 두께 방향의 위상차를 상승시키기 위한 리타데이션 상승제를 함유시키는 것도 바람직하다. 이러한 리타데이션 상승제로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 원반 형상의 분자 구조를 갖는 화합물을 배향시킴으로써, Ro₂보다 Rth₂를 우선적으로 상승시킬 수 있다. 이러한 원반 형상 화합물을 배향시키는 방법으로서는, 예를 들어 필름을 연신함으로써 배향시키는 방법이나, 필름면에 평행한 방향으로 배향하는 특성을 갖는 원반 형상 화합물을 사용하여도 된다. 이러한 원반 형상 화합물로서는 일본 특허 공개 제2001-166144호 공보의 단락 번호 [0014] 내지 [0107]에 기재된 것을 들 수 있다. 리타데이션 상승제의 함유량을 조정함으로써, 두께 방향의 위상차를 조정할 수 있고, 제2 광학 필름의 두께 방향의 위상차 Rth₂를 제1 광학 필름의 두께 방향의 위상차 Rth₁보다 크게 할 수 있다.

두께 방향의 위상차는 상술한 바와 같이 연신 처리 등에 의해 조정하는 것이 가능하지만, 제조상 가능한 연신 배율에는 한계가 있고, 연신 처리에 의해서만 발현 가능한 위상차에는 한계가 있기 때문에, 상술한 리타데이션 상승제를 사용함으로써 필요한 위상차를 보충하여도 된다.

또한, 본 발명에 사용되는 제2 광학 필름의 두께 방향의 위상차의 파장 분산 특성(DSP_Rth2)은, 제1 광학 필름의 두께 방향의 위상차의 파장 분산 특성(DSP_Rth1)보다 클 필요가 있다.

또한, 제2 광학 필름의 파장 분산 특성 DSP_Rth2는 플랫한 파장 분산 특성 혹은 순파장 분산 특성을 나타내는, 즉 DSP_Rth2≥1.0인 것이 바람직하다. 따라서, 제1 광학 필름과 제2 광학 필름의 두께 방향의 위상차의 파장 분산 특성이 상술한 관계를 만족하기 위한 방법으로서는, 제2 광학 필름의 DSP_Rth2를 제1 광학 필름의 DSP_Rth1보다 강한 순파장 분산 특성으로 하는 것이 바람직하다. 제1 광학 필름의 DSP_Rth1을 역파장 분산 특성으로 하여 제2 광학 필름의 DSP_Rth2를 강한 순파장 분산 특성으로 하는 것이 특히 바람직하다.

일반적으로 셀룰로오스 에스테르 필름을 연신함으로써 발현된 두께 방향의 위상차의 파장 분산 특성은, 면 내 방향의 위상차와 마찬가지로 역파장 분산 특성을 나타낸다. 예를 들어 일반적인 셀룰로오스 트리아세테이트 필름의 경우, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름보다 위상차의 역파장 분산 특성이 커지는 경향이 있다.

한편, 셀룰로오스 에스테르 필름에 상기와 같은 리타데이션 상승제(원반 형상 화합물)를 함유시켜 면 내 방향으로 배향시킴으로써 발현되는 두께 방향의 위상차, 즉 리타데이션 상승제의 기여에 의해 발현되는 두께 방향의 위상차값은, 플랫한 파장 분산 특성 혹은 순파장 분산 특성을 나타내는 경향이 있다.

그로 인해, 셀룰로오스 에스테르 필름의 위상차의 파장 분산 특성은, 셀룰로오스 에스테르 필름의 연신에 의해 발현된 위상차에 의한 역파장 분산 특성과 리타데이션 상승제의 기여에 의해 발현된 위상차에 의한 플랫한 파장 분산 특성 또는 순파장 분산 특성의 총합에 의해 정해진다.

따라서, 제2 광학 필름에서의 리타데이션 상승제(원반 형상 화합물)의 첨가량을 증가시켜, 리타데이션 상승제의 기여에 의한 두께 방향의 위상차의 비율을 변화시킴으로써, 두께 방향의 위상차의 역파장 분산 특성을 약화시키거나, 플랫한 파장 분산 특성이나 순파장 분산 특성으로 조정하는 것이 가능하다. 이들 기여는 리타데이션 상승제나 가소제에 따라 상이하며, 그것들을 적절히 선택함으로써 컨트롤 가능하다. 제2 광학 필름의 두께 방향의 위상차를 발현시키는 방법으로서는, 제2 광학 필름으로서 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트 필름을 사용하고, 리타데이션 상승제(원반 형상 화합물)를 함유시켜 필름에 평행 방향으로 배향시킴으로써 두께 방향의 위상차를 발현시키는 것이 바람직한 형태이다.

또한, 제2 광학 필름에는 제1 광학 필름과 마찬가지로 그 밖의 첨가제를 함유시킬 수도 있다.

이하에, 제1 및 제2 광학 필름의 제조 방법, 연신 조작(굴절률 제어), 제1 및 제2 광학 필름을 사용한 편광판, 액정 표시 장치에 대하여 설명한다.

(제조 방법)

이어서, 본 발명에 사용되는 광학 필름의 제조 방법에 대하여 설명한다.

본 발명에 사용되는 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름은 용액 유연법에 의해 제조된 필름이어도 되고, 용융 유연법으로 제조된 필름이어도 바람직하게 사용할 수 있다.

본 발명에 사용되는 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름의 제조는, 셀룰로오스 에스테르 및 첨가제를 용제에 용해시켜 도프를 제조하는 공정, 도프를 무한하게 이행하는 무단의 금속 지지체 상에 유연하는 공정, 유연한 도프를 웹으로서 건조하는 공정, 금속 지지체로부터 박리하는 공정, 연신 또는 폭 유지하는 공정, 나아가 건조하는 공정, 마무리된 필름을 권취하는 공정에 의해 행해진다.

도프를 제조하는 공정에 대하여 설명한다. 도프 중의 셀룰로오스 에스테르의 농도는, 진한 쪽이 금속 지지체에 유연한 후의 건조 부하를 저감할 수 있어 바람직하지만, 셀룰로오스 에스테르의 농도가 지나치게 진하면 여과 시의 부하가 증가하여 여과 정밀도가 나빠진다. 이것들을 양립하는 농도로서는 10 내지 35질량%가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 15 내지 25질량%이다.

도프에서 사용되는 용제는 단독으로 사용하여도 되고 2종 이상을 병용하여도 되지만, 셀룰로오스 에스테르의 양용제와 빈용제를 혼합하여 사용하는 것이 생산 효율의 점에서 바람직하고, 양용제가 많은 쪽이 셀룰로오스 에스테르의 용해성의 점에서 바람직하다. 양용제와 빈용제의 혼합 비율의 바람직한 범위는 양용제가 70 내지 98질량%이고, 빈용제가 2 내지 30질량%이다. 양용제, 빈용제란, 사용하는 셀룰로오스 에스테르를 단독으로 용해하는 것을 양용제, 단독으로 팽윤하거나 또는 용해하지 않는 것을 빈용제라고 정의하고 있다. 그로 인해, 셀룰로오스 에스테르의 평균 아세트화도(아세틸기 치환도)에 따라서는 양용제, 빈용제가 바뀌어, 예를 들어 아세톤을 용제로서 사용할 때에는 셀룰로오스 에스테르의 아세트산 에스테르(아세틸기 치환도 2.4), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트에서는 양용제로 되고, 셀룰로오스의 아세트산 에스테르(아세틸기 치환도 2.8)에서는 빈용제로 된다.

본 발명에 사용되는 양용제는 특별히 한정되지 않지만, 메틸렌 클로라이드 등의 유기 할로겐 화합물이나 디옥솔란류, 아세톤, 아세트산 메틸, 아세토아세트산 메틸 등을 들 수 있다. 특히 바람직하게는 메틸렌 클로라이드 또는 아세트산 메틸을 들 수 있다.

또한, 본 발명에 사용되는 빈용제는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 메탄올, 에탄올, n-부탄올, 시클로헥산, 시클로헥사논 등이 바람직하게 사용된다. 또한, 도프 중에는 물이 0.01 내지 2질량% 함유되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 셀룰로오스 에스테르의 용해에 사용되는 용매는, 필름 제막 공정에서 건조에 의해 필름으로부터 제거된 용매를 회수하여, 이것을 재이용하여 사용된다. 회수 용제 중에 셀룰로오스 에스테르에 첨가되어 있는 첨가제, 예를 들어 가소제, 자외선 흡수제, 중합체, 단량체 성분 등이 미량 함유되어 있는 경우도 있지만, 이것들이 포함되어 있어도 바람직하게 재이용할 수 있고, 필요하면 정제하여 재이용할 수도 있다.

상기 기재된 도프를 제조할 때의 셀룰로오스 에스테르의 용해 방법으로서는 일반적인 방법을 사용할 수 있다. 가열과 가압을 조합하면 상압에서의 비점 이상으로 가열할 수 있다. 용제의 상압에서의 비점 이상이면서 가압 하에서 용제가 비등하지 않는 범위의 온도에서 가열하면서 교반 용해하면, 겔이나 덩어리로 불리는 괴상 미용해물의 발생을 방지하기 때문에 바람직하다. 또한, 셀룰로오스 에스테르를 빈용제와 혼합하여 습윤 혹은 팽윤시킨 후, 양용제를 더 첨가하여 용해하는 방법도 바람직하게 사용된다.

가압은 질소 가스 등의 불활성 기체를 압입하는 방법이나, 가열에 의해 용제의 증기압을 상승시키는 방법에 의해 행하여도 된다. 가열은 외부로부터 행하는 것이 바람직하고, 예를 들어 재킷 타입의 것은 온도 컨트롤이 용이하여 바람직하다.

용제를 첨가한 가열 온도는, 높은 쪽이 셀룰로오스 에스테르의 용해성의 관점에서 바람직하지만, 가열 온도가 지나치게 높으면 필요해지는 압력이 커져 생산성이 나빠진다. 바람직한 가열 온도는 45 내지 120℃이고, 60 내지 110℃가 보다 바람직하고, 70℃ 내지 105℃가 더욱 바람직하다. 또한, 압력은 설정 온도에서 용제가 비등하지 않도록 조정된다.

혹은 냉각 용해법도 바람직하게 사용되며, 이에 의해 아세트산 메틸 등의 용매에 셀룰로오스 에스테르를 용해시킬 수 있다.

이어서, 이 셀룰로오스 에스테르 용액을 여과지 등의 적당한 여과재를 사용하여 여과한다. 여과재로서는 불용물 등을 제거하기 위하여 절대 여과 정밀도가 작은 쪽이 바람직하지만, 절대 여과 정밀도가 지나치게 작으면 여과재의 막힘이 발생하기 쉽다고 하는 문제가 있다. 이로 인해 절대 여과 정밀도 0.008mm 이하의 여과재가 바람직하고, 0.001 내지 0.008mm의 여과재가 보다 바람직하고, 0.003 내지 0.006mm의 여과재가 더욱 바람직하다.

여과재의 재질은 특별히 제한은 없으며, 통상의 여과재를 사용할 수 있지만, 폴리프로필렌, 테플론(등록 상표) 등의 플라스틱제의 여과재나, 스테인리스 스틸 등의 금속제의 여과재가 섬유의 탈락 등이 없어 바람직하다. 여과에 의해 원료의 셀룰로오스 에스테르에 포함되어 있던 불순물, 특히 휘점 이물질을 제거, 저감하는 것이 바람직하다.

휘점 이물질이란, 2매의 편광판을 크로스니콜 상태로 하여 배치하고, 그 사이에 광학 필름 등을 놓고, 한쪽의 편광판의 측으로부터 광을 쪼고, 다른쪽의 편광판의 측으로부터 관찰하였을 때에 반대측으로부터의 광이 누설되어 보이는 점(이물질)이며, 직경이 0.01mm 이상인 휘점수가 200개/cm² 이하인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 100개/cm² 이하이고, 더욱 바람직하게는 50개/m² 이하이고, 더욱 바람직하게는 0 내지 10개/cm² 이하이다. 또한, 0.01mm 이하의 휘점도 적은 쪽이 바람직하다.

도프의 여과는 통상의 방법으로 행할 수 있지만, 용제의 상압에서의 비점 이상이면서, 가압 하에서 용제가 비등하지 않는 범위의 온도로 가열하면서 여과하는 방법이 여과 전후의 여과압의 차(차압이라고 함)의 상승이 작아 바람직하다. 바람직한 온도는 45 내지 120℃이고, 45 내지 70℃가 보다 바람직하고, 45 내지 55℃인 것이 더욱 바람직하다.

여과압은 작은 쪽이 바람직하다. 여과압은 1.6MPa 이하인 것이 바람직하고, 1.2MPa 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.0MPa 이하인 것이 더욱 바람직하다.

여기서, 도프의 유연에 대하여 설명한다.

유연(캐스트) 공정에서의 금속 지지체는 표면을 경면 마무리한 것이 바람직하고, 금속 지지체로서는 스테인리스 스틸 벨트 혹은 주물로 표면을 도금 마무리한 드럼이 바람직하게 사용된다. 캐스트의 폭은 1 내지 4m로 할 수 있다. 유연 공정의 금속 지지체의 표면 온도는 -50℃ 내지 용제의 비점 미만의 온도이고, 온도가 높은 쪽이 웹의 건조 속도를 빠르게 할 수 있으므로 바람직하지만, 너무 지나치게 높으면 웹이 발포하거나 평면성이 열화되는 경우가 있다. 바람직한 지지체 온도는 0 내지 40℃이고, 5 내지 30℃가 더욱 바람직하다. 혹은, 냉각함으로써 웹을 겔화시켜 잔류 용매를 많이 포함한 상태에서 드럼으로부터 박리하는 것도 바람직한 방법이다. 금속 지지체의 온도를 제어하는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 온풍 또는 냉풍을 분사하는 방법이나, 온수를 금속 지지체의 이측에 접촉시키는 방법이 있다. 온수를 사용하는 쪽이 열의 전달이 효율적으로 행해지기 때문에, 금속 지지체의 온도가 일정해질 때까지의 시간이 짧아 바람직하다. 온풍을 사용하는 경우에는 원하는 온도보다 높은 온도의 바람을 사용하는 경우가 있다.

광학 필름이 양호한 평면성을 나타내기 위해서는, 금속 지지체로부터 웹을 박리할 때의 잔류 용매량은 10 내지 150질량%가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 20 내지 40질량% 또는 60 내지 130질량%이고, 특히 바람직하게는 20 내지 30질량% 또는 70 내지 120질량%이다.

본 발명에 있어서는 잔류 용매량은 하기 식으로 정의된다.

잔류 용매량(질량%)={(M-N)/N}×100

또한, M은 웹 또는 필름을 제조 중 또는 제조 후의 임의의 시점에서 채취한 시료의 질량이며, N은 M을 115℃에서 1시간 가열한 후의 질량이다.

또한, 광학 필름의 건조 공정에 있어서는 웹을 금속 지지체로부터 박리하여 더 건조하고, 잔류 용매량을 1질량% 이하로 하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 0.1질량% 이하이고, 특히 바람직하게는 0 내지 0.01질량% 이하이다.

필름 건조 공정에서는 일반적으로 롤 건조 방식(상하에 배치한 다수의 롤에 웹을 교대로 통과시켜 건조시키는 방식)이나 텐터 방식에 의해 웹을 반송시키면서 건조하는 방식이 채용된다.

본 발명에 사용되는 광학 필름을 제작하기 위해서는, 웹의 양단부를 클립 등에 의해 파지하는 텐터 방식으로 폭 방향(가로 방향)으로 연신을 행하는 것이 특히 바람직하다. 박리 장력은 300N/m 이하로 박리하는 것이 바람직하다.

웹을 건조시키는 수단은 특별히 제한은 없으며, 일반적으로 열풍, 적외선, 가열 롤, 마이크로파 등으로 행할 수 있지만, 간편함의 점에서 열풍으로 행하는 것이 바람직하다.

웹의 건조 공정에서의 건조 온도는 40 내지 200℃에서 단계적으로 높여 가는 것이 바람직하다.

광학 필름의 막 두께는 특별히 한정되지 않지만, 10 내지 200㎛가 사용된다. 특히 막 두께는 10 내지 100㎛인 것이 특히 바람직하다. 더욱 바람직하게는 20 내지 60㎛이다.

본 발명에 사용되는 광학 필름은 폭 1 내지 4m의 것이 사용된다. 특히 폭 1.4 내지 4m의 것이 바람직하게 사용되고, 특히 바람직하게는 1.6 내지 3m이다. 4m를 초과하면 반송이 곤란하게 된다.

(연신 조작, 굴절률 제어)

본 발명에 사용되는 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름을 제조하는 공정에 있어서, 연신 조작에 의해 굴절률 제어, 즉 위상차의 제어를 행하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 필름의 길이 방향(제막 방향) 및 그것과 필름면 내에서 직교하는 방향, 즉 폭 방향에 대하여 순차 또는 동시에 이축 연신 혹은 일축 연신할 수 있다.

서로 직교하는 이축 방향의 연신 배율은, 각각 최종적으로는 유연 방향으로 0.8 내지 1.5배, 폭 방향으로 1.1 내지 2.5배의 범위로 하는 것이 바람직하고, 유연 방향으로 0.8 내지 1.0배, 폭 방향으로 1.2 내지 2.0배의 범위에서 행하는 것이 바람직하다.

연신 온도는 120℃ 내지 200℃가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 160℃ 내지 200℃에서 연신하는 것이 바람직하다.

연신 시의 필름 중의 잔류 용매는 20 내지 0%가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 15 내지 0%로 연신하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 175℃에서 잔류 용매가 11%로 연신되거나, 혹은 175℃에서 잔류 용매가 2%로 연신되는 것이 바람직하다. 혹은 185℃에서 잔류 용매가 11%로 연신되는 것이 바람직하고, 혹은 185℃에서 잔류 용매가 1% 미만으로 연신되는 것이 바람직하다.

웹을 연신하는 방법에는 특별히 한정은 없다. 예를 들어, 복수의 롤에 주위 속도차를 생기게 하여, 그 사이에서 롤 주위 속도차를 이용하여 세로 방향으로 연신하는 방법, 웹의 양단부를 클립이나 핀으로 고정하고, 클립이나 핀의 간격을 진행 방향으로 넓혀 세로 방향으로 연신하는 방법, 마찬가지로 가로 방향으로 넓혀 가로 방향으로 연신하는 방법, 혹은 종횡 동시에 넓혀 종횡 양쪽 방향으로 연신하는 방법 등을 들 수 있다. 물론 이들 방법은 조합하여 사용하여도 된다. 또한, 소위 텐터법의 경우, 리니어 드라이브 방식에 의해 클립 부분을 구동하면 매끄러운 연신을 행할 수 있고, 파단 등의 위험성을 감소시킬 수 있으므로 바람직하다.

제막 공정의 이들 폭 유지 혹은 가로 방향의 연신은 텐터에 의해 행하는 것이 바람직하며, 핀 텐터이어도 되고 클립 텐터이어도 된다. 또한, 반송 방향과 폭 방향을 동시에 연신하여도 되고, 순차적으로 연신을 행하여도 된다.

본 발명에 사용되는 광학 필름의 지상축 또는 진상축이 필름면 내에 존재하고, 제막 방향과 이루는 각을 θ1로 하면 θ1은 -1°이상 +1°이하인 것이 바람직하고, -0.5°이상 +0.5°이하인 것이 보다 바람직하다. 이 θ1은 배향각으로서 정의할 수 있고, θ1의 측정은 자동 복굴절계 KOBRA-21ADH(오지 게이소꾸 기끼)를 사용하여 행할 수 있다. θ1이 각각 상기 관계를 만족하는 것은 표시 화상에 있어서 높은 휘도를 얻는 것, 광 누설을 억제 또는 방지하는 것에 기여할 수 있고, 컬러 액정 표시 장치에 있어서는 충실한 색 재현을 얻는 것에 기여할 수 있다.

(물성)

본 발명에 사용되는 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름의 투습도는 40℃, 90%RH에서 10 내지 1200g/m²ㆍ24h가 바람직하다. 투습도는 JIS Z 0208에 기재된 방법에 따라 측정할 수 있다.

본 발명에 사용되는 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름은 파단 신도가 10 내지 80%인 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름의 가시광 투과율은 90% 이상인 것이 바람직하고, 93% 이상인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 사용되는 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름의 헤이즈는 1% 미만인 것이 바람직하고, 0 내지 0.1%인 것이 특히 바람직하다.

또한, 본 발명에 사용되는 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름에 액정층이나 수지층을 더 도포하거나, 또는 그것을 더 연신함으로써 더 넓은 범위에 걸친 위상차값을 얻을 수 있다.

(편광판)

본 발명에 사용되는 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름을 편광판 보호 필름으로 한 편광판, 그것을 사용한 본 발명의 액정 표시 장치에 사용할 수 있다. 본 발명에 사용되는 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름은 편광판 보호 필름의 기능을 겸한 필름으로 되는 것이 바람직하며, 그 경우 편광판 보호 필름과 별도로 위상차를 갖는 광학 필름을 별도 준비할 필요가 없기 때문에, 액정 표시 장치의 두께를 얇게 제조 프로세스를 간략화하는 것이 가능하다.

본 발명에 관한 편광판에 있어서는, 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름을 편광판 보호 필름을 겸한 광학 필름으로서 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 액정 표시 장치는, 액정 셀의 양쪽의 면에 본 발명에 관한 편광판이 점착층을 개재하여 접합된 것인 것이 바람직하다.

본 발명에 관한 편광판은 일반적인 방법으로 제작할 수 있다. 본 발명에 사용되는 제1 광학 필름, 제2 광학 필름의 편광자측을 알칼리 비누화 처리하고, 요오드 용액 중에 침지 연신하여 제작한 편광자 중 적어도 한쪽의 면에 완전 비누화형 폴리비닐알코올 수용액을 사용하여 접합하는 것이 바람직하다. 다른 한쪽 면에는 다른 편광판 보호 필름을 접합할 수 있다. 본 발명에 사용되는 제1 광학 필름 및 제2 광학 필름은 액정 표시 장치로 되었을 때에, 편광자의 액정 셀측에 설치될 필요가 있으며, 편광자의 외측의 필름은 종래의 편광판 보호 필름을 사용할 수 있다.

예를 들어, 종래의 편광판 보호 필름으로서는 시판되고 있는 셀룰로오스 에스테르 필름(예를 들어, 코니카 미놀타 태크 KC8UX, KC5UX, KC8UCR3, KC8UCR4, KC8UCR5, KC8UY, KC6UY, KC4UY, KC4UE, KC8UE, KC8UY-HA, KC8UX-RHA, KC8UXW-RHA-C, KC8UXW-RHA-NC, KC4UXW-RHA-NC, 이상 코니카 미놀타 옵토(주)제)이 바람직하게 사용된다.

표시 장치의 표면측에 사용되는 편광판 보호 필름에는 방현층 혹은 클리어 하드 코트층 외에 반사 방지층, 대전 방지층, 오염 방지층, 백 코팅층을 갖는 것이 바람직하다.

편광판의 주된 구성 요소인 편광자란, 일정 방향의 편파면의 광만을 통과하는 소자이며, 현재 알려져 있는 대표적인 편광자는 폴리비닐알코올계 편광 필름이고, 이것은 폴리비닐알코올계 필름에 요오드를 염색시킨 것과 2색성 염료를 염색시킨 것이 있다.

편광자는 폴리비닐알코올 수용액을 제막하고, 이것을 일축 연신시켜 염색하거나, 염색한 후 일축 연신하고 나서 바람직하게는 붕소 화합물로 내구성 처리를 행한 것이 사용되고 있다. 편광자의 막 두께는 5 내지 30㎛가 바람직하고, 특히 10 내지 20㎛인 것이 바람직하다.

(액정 표시 장치)

본 발명에 사용되는 광학 필름을 VA(MVA, PVA)형 액정 표시 장치에 사용함으로써, 다양한 시인성이 우수한 본 발명의 VA형 액정 표시 장치를 제작할 수 있다.

특히 화면이 30형 이상의 대형 화면의 VA형 액정 표시 장치라도 광 누설에 의한 흑색 표시 시의 착색을 저감하여, 정면 콘트라스트 등 시인성이 우수한 액정 표시 장치를 얻을 수 있다.

실시예

이하, 본 발명에 대하여 실시예를 들어 설명하지만, 본 발명은 이것들에 한정되는 것이 아니다.

<셀룰로오스 에스테르 필름 101 내지 104의 제작>

<미립자 분산액 1>

미립자(아에로질 R972V 닛본 아에로질(주)제) 11질량부

에탄올 89질량부

이상을 디졸버에 의해 50분간 교반 혼합한 후, 맨튼 가울린(Manton-Gaulin)에 의해 분산을 행하였다.

메틸렌 클로라이드를 넣은 용해 탱크에 충분히 교반하면서 미립자 분산액 1을 천천히 첨가하였다. 또한, 2차 입자의 입경이 소정의 크기가 되도록 아트라이터로 분산을 행하였다. 이것을 닛본 세이센(주)제의 파인메트 NF로 여과하여 미립자 첨가액 1을 제조하였다.

<미립자 첨가액 1>

메틸렌 클로라이드 99질량부

미립자 분산액 1 5질량부

하기 조성의 주 도프액 1을 제조하였다. 우선 가압 용해 탱크에 메틸렌 클로라이드와 에탄올을 첨가하였다. 용제가 들어간 가압 용해 탱크에 셀룰로오스 에스테르 A를 교반하면서 투입하였다. 이것을 가열하고 교반하면서 완전히 용해하였다. 이것을 아즈미 료시(주)제의 아즈미 여과지 No.244를 사용하여 여과하여 주 도프액을 제조하였다.

<주 도프액 1의 조성>

메틸렌 클로라이드 340질량부

에탄올 64질량부

프로피오닐 치환도 0.9, 아세틸 치환도 1.56의 셀룰로오스 에스테르 A

100질량부

폴리에스테르계 화합물 14 6.5질량부

당에스테르 화합물 3 6.0질량부

미립자 첨가액 1 1질량부

이상을 밀폐 용기에 투입하고, 교반하면서 용해하여 도프액 1을 제조하였다. 계속해서, 무단 벨트 유연 장치를 사용하여, 도프액을 온도 33℃, 1500mm 폭으로 스테인리스 벨트 지지체 상에 균일하게 유연하였다. 스테인리스 벨트의 온도는 30℃로 제어하였다.

스테인리스 벨트 지지체 상에서 유연(캐스트)한 필름 중의 잔류 용매량이 75%가 될 때까지 용매를 증발시키고, 계속해서 박리 장력 130N/m으로 스테인리스 벨트 지지체 상으로부터 박리하였다.

박리한 셀룰로오스 에스테르 필름을 150℃의 열을 가하면서 텐터를 사용하여 폭 방향으로 36% 연신하였다. 연신 개시 시의 잔류 용매는 15%이었다.

계속해서, 건조 존을 다수의 롤로 반송시키면서 건조를 종료시켰다. 건조 온도는 130℃이고, 반송 장력은 100N/m으로 하였다.

이상과 같이 하여 건조막 두께 40㎛의 셀룰로오스 에스테르 필름 101을 얻었다. 이하, 102, 103은 막 두께, 연신 조건을 표 1에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는 셀룰로오스 에스테르 필름 101과 거의 동일하게 하여 셀룰로오스 에스테르 필름 102, 103을 제작하였다.

또한, 셀룰로오스 에스테르 필름 101과 거의 동일하게 하여 건조막 두께 30㎛의 셀룰로오스 에스테르 필름을 얻었다. 얻어진 필름을 폭 유지하지 않고 170℃에서 MD 방향으로 30% 연신함으로써, 건조막 두께 28㎛의 셀룰로오스 에스테르 필름 104를 제작하였다.

<셀룰로오스 에스테르 필름 105, 106의 제작>

하기에 기재된 각 성분을 혼합하여 주 도프액 2를 조정하고, 셀룰로오스 에스테르 필름 101과 거의 동일하게 하여 건조막 두께 60㎛의 셀룰로오스 에스테르 필름을 얻었다. 얻어진 필름을 폭 유지하면서 185℃에서 MD 방향으로 25% 연신함으로써, 건조막 두께 50㎛의 셀룰로오스 에스테르 필름 105를 제작하였다. 또한, 셀룰로오스 에스테르 필름 101과 거의 동일하게 하여 얻은 건조막 두께 30㎛의 셀룰로오스 에스테르 필름을 폭 유지하지 않고 190℃에서 MD 방향으로 30% 연신함으로써, 건조막 두께 29㎛의 셀룰로오스 에스테르 필름 106을 제작하였다.

<주 도프액 2의 조성>

메틸렌 클로라이드 340질량부

에탄올 64질량부

100질량부

폴리메틸아크릴레이트 6.5질량부

미립자 첨가액 1 1질량부

<셀룰로오스 에스테르 필름 107의 제작>

하기에 기재된 각 성분을 혼합하여 주 도프액 3을 조정하고, 셀룰로오스 에스테르 필름 101과 거의 동일하게 하여 건조막 두께 35㎛의 셀룰로오스 에스테르 필름을 얻었다. 얻어진 필름을 폭 유지하면서 145℃에서 MD 방향으로 16% 연신함으로써, 건조막 두께 29㎛의 셀룰로오스 에스테르 필름 107을 제작하였다.

<주 도프액 3의 조성>

메틸렌 클로라이드 340질량부

에탄올 64질량부

프로피오닐 치환도 1.06, 아세틸 치환도 1.12의 셀룰로오스 에스테르 B

100질량부

트리메틸올프로판 트리벤조에이트 7.1질량부

미립자 첨가액 1 1질량부

<셀룰로오스 에스테르 필름 108 내지 111의 제작>

하기에 기재된 각 성분을 믹싱 탱크에 투입하고, 가열하면서 교반하여 각 성분을 용해하고, 주 도프액 4를 제조하였다.

<셀룰로오스 에스테르 필름 108의 주 도프액 4의 조성>

아세트화도 60.9%의 셀룰로오스 트리아세테이트 100질량부

메틸렌 클로라이드 318질량부

메탄올 47질량부

다른 믹싱 탱크에 하기에 기재된 각 성분을 가열하면서 교반하여 리타데이션 제어제 용액을 제조하고, 셀룰로오스 아세테이트 용액 474질량부에 리타데이션 제어제 용액 36질량부를 혼합하고 충분히 교반하여 도프를 제조하였다.

<리타데이션 제어제 용액 1의 조성>

(셀룰로오스 아실레이트 100질량부에 대한 질량부)

메틸렌 클로라이드 87질량부

메탄올 13질량부

원반 형상 화합물 222 3질량부

얻어진 도프를 밴드 유연기를 사용하여 유연하여, 건조막 두께 90㎛의 셀룰로오스 에스테르 필름 108을 제작하였다.

또한, 리타데이션 제어제 용액을 하기와 같이 변경한 것 이외에는 셀룰로오스 에스테르 필름 108과 거의 동일하게 하여 건조막 두께 35㎛의 셀룰로오스 에스테르 필름을 얻었다. 얻어진 필름을 폭 유지하면서 160℃에서 MD 방향으로 15% 연신함으로써, 건조막 두께 29㎛의 셀룰로오스 에스테르 필름 109를 제작하였다. 마찬가지로, 얻어진 필름을 폭 유지하면서 160℃에서 MD 방향으로 25% 연신함으로써, 건조막 두께 25㎛의 셀룰로오스 에스테르 필름 110을 제작하였다. 마찬가지로, 얻어진 필름을 폭 유지하면서 150℃에서 MD 방향으로 10% 연신함으로써, 건조막 두께 32㎛의 셀룰로오스 에스테르 필름 111을 제작하였다.

<리타데이션 제어제 용액 2의 조성>

(셀룰로오스 아실레이트 100질량부에 대한 질량부)

메틸렌 클로라이드 87질량부

메탄올 13질량부

원반 형상 화합물 295 3질량부

<중합체 필름 112 내지 114의 제작>

노르보르넨계 필름(닛본 제온사제, 상품명 「제오노아」)을 180℃에서 X축 방향으로 1.41배, Y축 방향으로 1.15배로 연신함으로써 건조막 두께 60㎛의 중합체 필름 112를 얻었다. 또한, 노르보르넨계 필름을 155℃에서 폭 유지하면서 MD 방향으로 27% 연신하고, 그 후 텐터로 TD 방향으로 35% 연신함으로써 건조막 두께 40㎛의 중합체 필름 113을 얻었다. 또한, 노르보르넨계 필름을 179℃에서 X축 방향으로 1.39배, Y축 방향으로 1.14배로 연신함으로써 건조막 두께 62㎛의 중합체 필름 114를 얻었다.

《리타데이션 Ro, Rth의 측정》

얻어진 각각의 샘플로부터 시료 35mm×35mm를 잘라내고, 25℃, 55%RH에서 2시간 조습하고, 자동 복굴절계(KOBRA21ADH, 오지 게이소꾸(주))에 의해 590nm에서의 수직 방향으로부터 측정한 값과 필름면을 기울게 하면서 마찬가지로 측정한 리타데이션값의 외삽값으로부터 산출하였다.

이하에 리타데이션 산출의 상세에 대하여 기재한다.

면 내 방향의 리타데이션 Ro는 KOBRA21ADH에 있어서 파장 590nm의 광을 필름 법선 방향으로 입사시켜 측정된다. 측정되는 필름이 일축 또는 이축의 굴절률 타원체로 표시되는 것인 경우에는, 이하의 방법에 의해 Rth는 산출된다.

두께 방향의 리타데이션 Rth는, 상기 Ro, 면 내의 지상축(KOBRA21ADH에 의해 판단됨)을 경사축(회전축)으로 하여(지상축이 없는 경우에는 필름면 내의 임의의 방향을 회전축으로 함) 필름 법선 방향에 대하여 법선 방향으로부터 편측 50도까지 10도 스텝으로 각각 그 경사진 방향으로부터 파장 590nm의 광을 입사시켜 전부 6점 측정하고, 그 측정된 리타데이션값과 평균 굴절률의 가정값 및 입력된 막 두께값을 기초로 KOBRA21ADH가 산출된다.

상기의 측정에 있어서, 평균 굴절률의 값이 기지의 것이 아닌 것에 대해서는 아베 굴절계(4T)로 측정할 수 있다. 평균 굴절률의 가정값과 막 두께를 입력함으로써 KOBRA21ADH는 nx, ny, nz를 산출한다.

그 결과를 표 2에 나타낸다.

<편광판의 제작>

두께 120㎛의 폴리비닐알코올 필름을 일축 연신(온도 110℃, 연신 배율 5배)하였다.

이것을 요오드 0.075g, 요오드화칼륨 5g, 물 100g으로 이루어지는 수용액에 60초간 침지하고, 계속해서 요오드화칼륨 6g, 붕산 7.5g, 물 100g으로 이루어지는 68℃의 수용액에 침지하였다. 이것을 수세, 건조하여 편광자를 얻었다.

계속해서, 하기 공정 1 내지 5에 따라 편광자와 상기 셀룰로오스 에스테르 필름 101 내지 111, 중합체 필름 112 내지 114와, 이면측에는 코니카 미놀타 태크KC4UY(코니카 미놀타 옵토(주)제 셀룰로오스 에스테르 필름)를 접합하여 편광판을 제작하였다.

공정 1: 60℃의 2몰/L의 수산화나트륨 용액에 90초간 침지하고, 계속해서 수세하고 건조하여 편광자와 접합하는 측을 비누화한 셀룰로오스 에스테르 필름 101 내지 111을 얻었다.

공정 2: 상기 편광자를 고형분 2질량%의 폴리비닐알코올 접착제조 중에 1 내지 2초간 침지하였다.

공정 3: 공정 2에서 편광자에 부착된 과잉의 접착제를 가볍게 닦아 제거하고, 이것을 공정 1에서 처리한 셀룰로오스 에스테르 필름 상에 실어 배치하였다.

공정 4: 공정 3에서 적층한 셀룰로오스 에스테르 필름 101 내지 111과 편광자와 이면측 셀룰로오스 에스테르 필름을 압력 20 내지 30N/cm², 반송 속도 약 2m/분으로 접합하였다.

공정 5: 80℃의 건조기 중에 공정 4에서 제작한 편광자와 셀룰로오스 에스테르 필름 101 내지 111과 코니카 미놀타 태크 KC4UY를 접합한 시료를 2분간 건조하여 편광판을 제작하였다.

또한, 중합체 필름 112 내지 114의 접합은 상기 비누화 처리를 행하지 않고, 아크릴계 점착제를 사용하여 마찬가지로 접합을 행하여 편광판을 얻었다.

<액정 표시 장치의 제작>

시야각 측정을 행하는 액정 패널을 이하와 같이 하여 제작하고, 액정 표시 장치로서의 특성을 평가하였다.

VA 모드형 액정 표시 장치(소니제 BRAVIAV1, 40인치형)의 미리 접합되어 있던 양면의 편광판을 벗겨, 상기 제작한 편광판을 셀룰로오스 에스테르 필름 101 내지 111, 중합체 필름 112 내지 114가 각각 표 2에 나타내는 조합이 되도록 액정 셀의 유리면의 양면에 접합하였다.

그때, 그 편광판의 접합 방향은 셀룰로오스 에스테르 필름 101 내지 111, 중합체 필름 112 내지 114의 면이 액정 셀측으로 되도록, 또한 미리 접합되어 있던 편광판과 동일한 방향으로 흡수축이 향하도록 행하여 액정 표시 장치 301 내지 312를 각각 제작하였다.

이 액정 표시 장치에 대하여 시야각, 컬러 시프트 및 흑색 표시 시의 휘도에 대하여 평가하였다. 결과를 표 2에 나타낸다.

표 2에 있어서, R값이 HETERO란 제1 광학 필름과 제2 광학 필름에서 Ro값 및 Rth값이 상이한 것이며, R값이 HOMO란 제1 광학 필름과 제2 광학 필름에서 Ro값 및 Rth값이 동등한 것이다. 또한, DSP가 HETERO란 제1 광학 필름과 제2 광학 필름에서 위상차의 파장 분산 특성이 상이한 것이며, DSP가 HOMO란 제1 광학 필름과 제2 광학 필름에서 위상차의 파장 분산 특성이 동등한 것이다.

《시야각의 평가》

23℃ 55%RH의 환경에서 각각의 액정 표시 장치의 백라이트를 1주일간 연속 점등한 후, 측정을 행하였다. 측정에는 엘딤(ELDIM)사제의 EZ-Contrast160D를 사용하여 액정 표시 장치에서 백색 표시와 흑색 표시의 표시 화면의 법선 방향으로부터 60도 기울인 방향의 휘도를 측정하여, 그 비(60°콘트라스트)를 시야각으로 하였다.

또한, 액정 표시 장치에서 백색 표시와 흑색 표시의 표시 화면의 법선 방향으로부터의 휘도를 측정하고, 그 비를 정면 콘트라스트로 하였다.

[시야각의 평가 기준]

◎ 60°콘트라스트가 100 이상

○ 60°콘트라스트가 90 이상 100 미만

△ 60°콘트라스트가 80 이상 90 미만

× 60°콘트라스트가 80 미만

《컬러 시프트의 평가》

상기 제작한 각 액정 표시 장치에 대하여 측정기(EZ-Contrast160D, 엘딤사제)를 사용하여 색미 변동에 대하여 측정하였다. CIE1931, xy 색도도에 있어서, 뉴트럴한 색미가 D65 광원이라고 가정하였을 때의 뉴트럴한 색미 (x, y)=(0.313, 0.34)와, 쓰러짐각 θ=60°, 방위각 φ=45°에서의 색미의 상하 방향에서의 최대 색미 변동폭 Δxy를 비교하였다.

[컬러 시프트의 평가 기준]

◎ Δxy가 0.05 미만

○ Δxy가 0.05 이상 0.07 미만

△ Δxy가 0.07 이상 0.09 미만

× Δxy가 0.09 이상

《흑색 표시 시의 투과율, 휘도의 평가》

각각의 액정 표시 장치 301 내지 312에 있어서 편광판을 크로스니콜로 접합하고, (주)히따찌 세이사꾸쇼제의 분광 광도계 U3100을 사용하여 CIE1976, L^*a^*b^*표색형에서의 흑색 표시 시의 투과율, 휘도에 대하여 측정하였다.

[흑색 휘도의 평가 기준]

○ L^*이 0.005cd/m²미만

△ L^*이 0.005cd/m²이상 0.010cd/m²미만

× L^*이 0.010cd/m²이상

액정 표시 장치 301(실시예 1)에서는 제1 광학 필름으로서 Ro 우선이고 역파장 분산 특성의 필름이 액정 셀의 시인측(T2), 제2 광학 필름으로서 Rth 우선이고 순파장 분산 특성의 필름이 액정 셀의 백라이트측(T3)에 설치되어 있으며, 시야각, 컬러 시프트, 흑색 휘도 모두 매우 우수한 것을 알 수 있다.

이에 대해, 액정 표시 장치 302(실시예 2)에서는 액정 표시 장치 301과는 T2와 T3이 반대로 되어 있고, 제1 광학 필름인 Ro 우선이고 역파장 분산 특성의 필름이 액정 셀의 백라이트측(T3), 제2 광학 필름인 Rth 우선이고 순파장 분산 특성의 필름이 액정 셀의 시인측(T2)에 설치되어 있으며, 이쪽도 시야각, 컬러 시프트, 흑색 휘도 모두 우수한 것을 알 수 있다.

액정 표시 장치 303(실시예 3)에서는 액정 표시 장치 301과는 제2 광학 필름이 상이하고, 제1 광학 필름으로서 Ro 우선이고 역파장 분산 특성의 필름이 액정 셀의 시인측(T2), 제2 광학 필름으로서 Rth 우선이고 파장 분산 특성이 플랫한 필름이 액정 셀의 백라이트측(T3)에 설치되어 있으며, 액정 표시 장치 301과 비교하여 컬러 시프트가 좋지 않지만, 시야각, 흑색 휘도가 우수한 것을 알 수 있다.

액정 표시 장치 304(실시예 4)에서도 액정 표시 장치 303과 거의 동일하지만, 액정 표시 장치 303에서는 제2 광학 필름의 재료로서 노르보르넨계 필름을 사용하고 있는 것에 대하여, 액정 표시 장치 304에서는 제2 광학 필름에 셀룰로오스 에스테르 필름을 사용하고 있기 때문에, 비누화 처리에 의해 편광자에 장착하는 것이 가능하게 되어 있다.

액정 표시 장치 301 내지 304에 대하여, 액정 표시 장치 308(비교예 1)에서는 Ro 우선 필름, Rth 우선 필름 모두 동일한 역파장 분산이며, 시야각, 흑색 휘도는 우수하지만 컬러 시프트가 좋지 않은 것을 알 수 있다.

또한, 액정 표시 장치 309(비교예 2)에서는 액정 표시 장치 301에서의 제1, 제2 광학 필름의 파장 분산 특성이 반대로 되어 있고, Ro 우선 필름이 순파장 분산 특성, Rth 우선 필름이 역파장 분산 특성으로 되어 있기 때문에, 시야각, 컬러 시프트 모두 좋지 않은 것을 알 수 있다.

액정 표시 장치 305(실시예 5)에서는 액정 표시 장치 301 내지 304와 제1, 제2 광학 필름의 리타데이션이 상이하고, 제1 광학 필름이 보다 Ro 우선이고, 제2 광학 필름이 보다 Rth 우선으로 되어 있으며, 시야각, 컬러 시프트 모두 우수하지만, 흑색 휘도가 좋지 않은 것을 알 수 있다.

액정 표시 장치 306(실시예 6)에서는 액정 표시 장치 305에서의 제1 광학 필름의 위상차의 파장 분산 특성이 보다 역파장 분산 특성으로 되어 있으며, 액정 표시 장치 305와 마찬가지로 흑색 휘도는 좋지 않지만, 시야각, 컬러 시프트 모두 매우 우수한 것을 알 수 있다.

액정 표시 장치 307(실시예 7)에서는 액정 표시 장치 305에서의 제2 광학 필름의 위상차의 파장 분산 특성이 상이하고, 제2 광학 필름으로서 Rth 우선이고 파장 분산 특성이 플랫한 필름이 액정 셀의 백라이트측(T3)에 설치되어 있으며, 액정 표시 장치 305와 마찬가지로 흑색 휘도는 좋지 않지만, 시야각, 컬러 시프트 모두 우수한 것을 알 수 있다.

액정 표시 장치 301 내지 307에 대한 비교예로서 액정 표시 장치 310(비교예 3)에서는 T2, T3에서 리타데이션 및 파장 분산 특성이 동일한 것을 사용하고 있으며, 시야각, 컬러 시프트 모두 좋지 않은 것을 알 수 있다. 액정 표시 장치 311(비교예 4)에서는 T2, T3에서 동일한 리타데이션이지만, 파장 분산 특성이 상이한 것을 사용하고 있으며, 이것도 시야각, 컬러 시프트 모두 좋지 않은 것을 알 수 있다. 액정 표시 장치 312(비교예 5)에서는 T2에 Ro를 보상하는 A 플레이트에서 역파장 분산의 필름, T3에 Rth를 보상하는 C 플레이트에서 순파장 분산 특성의 필름이 설치되어 있으며, 시야각, 컬러 시프트 모두 우수하지만, 흑색 휘도가 좋지 않은 것을 알 수 있다.

표 2의 결과로부터 본 발명의 액정 표시 장치 301 내지 307은 시야각, 컬러 시프트, 흑색 휘도가 우수한 액정 표시 장치인 것이 명확하다.

1: 액정 셀
2a, 2b: 편광판
3a, 3b: 편광자
4a, 4b: 편광판 보호 필름
5: 제1 광학 필름
6: 제2 광학 필름

Claims

액정 셀과, 상기 액정 셀을 사이에 끼워 넣도록 배치한 제1 및 제2 편광자와, 상기 제1 편광자와 상기 액정 셀의 사이에 배치한 제1 광학 필름과, 상기 액정 셀과 상기 제2 편광자의 사이에 배치한 제2 광학 필름을 갖는 버티컬 얼라인먼트형 액정 표시 장치에 있어서,
상기 제1 광학 필름 및 상기 제2 광학 필름은 각각 광학적으로 이축성을 갖는 수지 필름이며, 상기 제1 광학 필름 및 상기 제2 광학 필름은 하기 식 (1) 내지 (7)을 만족하는 것을 특징으로 하는 버티컬 얼라인먼트형 액정 표시 장치.
(1) 20≤Ro₁-Ro₂≤60
(2) 10≤Rth₂-Rth₁≤70
(여기서 Ro₁, Ro₂는 각각 파장 590nm의 광을 사용하여 측정되는 제1, 제2 광학 필름의 하기 수학식 I로 표시되는 면 내 방향의 위상차 Ro(nm)를 나타내고, Rth₁, Rth₂는 각각 파장 590nm의 광을 사용하여 측정되는 제1, 제2 광학 필름의 하기 수학식 II로 표시되는 두께 방향의 위상차 Rth(nm)를 나타낸다.)
<수학식 I>
Ro=(nx-ny)×d
<수학식 II>
Rth={(nx+ny)/2-nz}×d
(단, nx는 광학 필름의 면 내 방향에 있어서 굴절률이 최대로 되는 방향 x에서의 굴절률을 나타내고, ny는 광학 필름의 면 내 방향에 있어서 상기 방향 x와 직교하는 방향 y에서의 굴절률을 나타내고, nz는 광학 필름의 두께 방향 z에서의 굴절률을 나타내고, d(nm)는 광학 필름의 두께를 나타낸다.)
(3)

(4)

(5) 40≤Ro₁≤100 및 20≤Ro₂≤70
(6) 70≤Rth₁≤120 및 100≤Rth₂≤180
(7) 0.71≤DSP_Ro1≤0.96
(여기서 DSP_Ro1, DSP_Ro2는 제1, 제2 광학 필름의 면 내 방향의 위상차 Ro의 파장 분산 특성을 나타내고, Ro₁(450)/Ro₁(630), Ro₂(450)/Ro₂(630)으로 표시되고, DSP_Rth1, DSP_Rth2는 각각 제1, 제2 광학 필름의 두께 방향의 위상차 Rth의 파장 분산 특성을 나타내고, Rth₁(450)/Rth₁(630), Rth₂(450)/Rth₂(630)으로 표시되고,
또한, Ro(450) 및 Ro(630)은 각각 파장 450nm, 파장 630nm에서의 상기 수학식 I로 표시되는 위상차 Ro를 나타내고, Rth(450), Rth(630)은 각각 파장 450nm 및 630nm에서의 상기 수학식 II로 표시되는 광학 필름의 방향의 두께 방향 위상차 Rth를 나타낸다.)
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 광학 필름의 면 내 방향의 위상차 및 두께 방향의 위상차가 하기 식 (8) 내지 (10)을 만족하는 것을 특징으로 하는 버티컬 얼라인먼트형 액정 표시 장치.
(8) 0.98≤DSP_Ro2≤1.06
(9) 0.86≤DSP_Rth1≤0.95
(10) 0.99≤DSP_Rth2≤1.06
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 광학 필름이 액정 셀의 시인측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 버티컬 얼라인먼트형 액정 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 광학 필름은 가시광 영역에 있어서 면 내 방향의 위상차의 파장 분산 특성 DSP_Ro1이 역파장 분산 특성을 나타내고, 상기 제2 광학 필름은 가시광 영역에 있어서 두께 방향의 위상차의 파장 분산 특성 DSP_Rth2가 순파장 분산 특성을 나타내는 것을 특징으로 하는 버티컬 얼라인먼트형 액정 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 광학 필름은 면 내 방향의 위상차의 파장 분산 특성 DSP_Ro1이 역파장 분산 특성을 나타내고, 상기 제2 광학 필름은 두께 방향의 위상차의 파장 분산 특성 DSP_Rth2가 순파장 분산 특성을 나타내고, 또한 상기 제1 및 제2 광학 필름의 면 내 방향의 위상차 및 두께 방향의 위상차의 파장 분산 특성이 하기 수학식 5 및 6을 만족하는 것을 특징으로 하는 버티컬 얼라인먼트형 액정 표시 장치.
<수학식 5>

<수학식 6>
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 광학 필름의 광의 투과율과 상기 제2 광학 필름의 광의 투과율이 다른 것을 특징으로 하는 버티컬 얼라인먼트형 액정 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 광학 필름의 광의 투과율이 상기 제2 광학 필름의 광의 투과율보다 작은 것을 특징으로 하는 버티컬 얼라인먼트형 액정 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 광학 필름 및 상기 제2 광학 필름이 셀룰로오스 에스테르를 최대 성분으로 하고 있는 것을 특징으로 하는 버티컬 얼라인먼트형 액정 표시 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 광학 필름 및 상기 제2 광학 필름은 비누화 처리에 의해 상기 제1 편광자 및 상기 제2 편광자에 각각 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 버티컬 얼라인먼트형 액정 표시 장치.
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