KR101702672B1 - 연신 중합체 필름을 기반으로 하는 광학 보상 필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정 디스플레이(LCD) 소자에서 네거티브 A 플레이트 또는 이축 복굴절성 플레이트로서 사용하기에 적절한 굴절 지수 프로필을 갖는 일축 연신 중합체 필름을 제공한다. 이들 파장판은 TN(트위스트 네마틱), VA(수직 정렬), IPS(평면 스위칭) 및 OCB(광학 보상 밴드)를 비롯한 다양한 양태의 LCD에 존재하는 상 지연을 보상하여 디스플레이의 시야 품질을 개선하는 데에 사용될 수 있다.

Description

연신 중합체 필름을 기반으로 하는 광학 보상 필름{OPTICAL COMPENSATION FILMS BASED ON STRETCHED POLYMER FILMS}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2007년 3월 29일 출원된 미국 특허 출원 제11/731,367호의 일부 계속 출원이며, 이의 내용 모두를 본 명세서에서 참고로 인용한다.

발명의 분야

본 발명은 액정 디스플레이(LCD) 소자에서 네거티브 A 플레이트(negative A plate) 또는 이축 복굴절성 플레이트로서 사용하기에 적절한 굴절 지수 프로필을 갖는 일축 연신 중합체 필름에 관한 것이다. 이들 파장판은 TN(트위스트 네마틱), VA(수직 정렬), IPS(평면 스위칭) 및 OCB(광학 보상 밴드)를 비롯한 다양한 양태의 LCD에 존재하는 상 지연을 보상하여 디스플레이의 시야 품질을 개선하는 데에 사용될 수 있다.

시야각 의존성은 액정 디스플레이(LCD)에서 공지된 문제이다. 빛의 정상 입사에 따르는 좁은 범위의 입사각에서 고품질 화상을 얻을 수 있다. 이 시야각 의존성은 LCD 소자를 통한 광 이동의 상 지연에 의해 초래된다. 액정 셀 외에, 한 쌍의 교차 편광자를 통상적으로 LCD 소자에 사용하여 광 전파를 유도하여 암 및 명 상태를 얻는다. 적당한 설계를 이용하여 정상 입사에서 광을 제거할 수 있지만, 경사 입사에서는 광 누설이 발생한다. 교차 편광자만을 고려시, 제1 편광자는 각에 의한 축이탈(off-axis) 광의 투과 편광 상태에서 회전하는 반면, 제2 편광자는 반대 방향으로 다른 각에 의한 절대 편광 상태에서 회전한다. 이는 암 상태에서 편광자에 의한 불완전한 흡광을 초래한다. 또한, LC 셀에 사용되는 액정(LC) 분자의 복굴절성이 축이탈 광의 상 지연을 초래하여 광 누설을 일으킨다. 교차 편광자 및 LC 셀의 기능에서의 이러한 부족으로 인해 LC 디스플레이의 콘트라스트 비 및 컬러 안정성의 부족이 생긴다.

디스플레이의 시야 품질을 개선시키기 위해, LCD 소자 내 부품에 의해 초래되는 상 지연을 보상하기 위해 다양한 파장판이 당업계에 개발되어 있다. 이 파장판은 일축 또는 이축 광학 필름일 수 있다. 일축 광학 필름은 일반적으로 c 축 또는 비정상(extraordinary) 축으로 지칭되는 단 하나의 광축을 갖는다. c 축이 필름 표면에 정 방향에 놓일 경우, 파장판을 C 플레이트라고 부른다. c 축이 필름 표면에 평행한 경우, 이를 A 플레이트라고 부른다. 일축 파장판에서, c 축을 따르는 굴절 지수(비정상 지수, n_e)는 최고 또는 최저인 반면, c 축에 수직인 모든 다른 가능한 축은 동일한 관련 굴절 지수[정상(ordinary) 지수, n_o]를 갖는다. n_e>n_o일 경우, C 플레이트 및 A 플레이트를 각각 포지티브 C 플레이트(positive C plate) 및 포지티브 A 플레이트라고 부르고, n_e<n_o일 경우, C 플레이트 및 A 플레이트를 네거티브 C 플레이트 및 네거티브 A 플레이트라고 부른다. 따라서, 일축 파장판은 하기 관계를 만족시킬 수 있다:

· 포지티브 C 플레이트: n_z>n_x=n_y

· 네거티브 C 플레이트: n_z<n_x=n_y

· 포지티브 A 플레이트: n_x>n_y=n_z

· 네거티브 A 플레이트: n_x<n_y=n_z

여기서, n_x 및 n_y는 평면 굴절 지수(in-plane refractive index)를 나타내고, n_z는 두께 굴절 지수를 나타낸다.

파장판이 최고 또는 최저 굴절 지수와 관련된 축을 가지며, 이에 수직인 축이 서로 상이한 관련 굴절 지수를 가질 경우, 파장판을 광학적으로 이축이라고 한다. 이축 파장판은 2개의 광축을 가지며 이는 관계 n_x≠n_y≠n_z를 갖는다. 평면 지수 n_x를 최고 또는 최저 값으로 놓으면, 각각 n_x>n_y>n_z, n_x>n_z>n_y, n_x<n_y<n_z 및 n_x<n_z<n_y의 굴절 지수 프로필을 갖는 4 가지 유형의 이축 파장판이 존재한다. 식 n_x>n_y>n_z를 만족시키는 파장판은 포지티브 평면 지연 값(R_in) 및 음의 두께 방향 지연 값(R_th)을 갖는 반면, 식 n_x<n_y<n_z를 만족시키는 파장판은 음의 R_in 및 양의 R_th를 갖는다.

네거티브 C 플레이트는 통상적으로 TN-LCD(트위스트 네마틱 모드의 수직 셀을 갖는 LDC) 및 VA-LCD(수직 정렬 모드의 LC 셀을 갖는 LCD)를 보상하는 데에 사용된다. 암 상태에서, 이들 2 가지 모드에 있는 막대형 LC 분자는 호메오트로픽(homeotropic) 방식(필름 표면에 정방향으로) 정렬된다. 그 결과, LC 셀은 암 상태에서 포지티브 C 플레이트로서 작용하고, 이에 따라 네거티브 C 플레이트는 상 지연을 보상할 필요가 있다. 포지티브 C 플레이트에 대해 말하자면, 이는 종종 교차 편광자, 보호 TAC(트리아세틸셀룰로오스) 필름 및 LC 셀로부터 발생하는 상 지연에 대한 IPS-LCD(평면 스위칭 모드의 LC 셀을 갖는 LDC)를 보상하기 위해 포지티브 A 플레이트와 함께 사용된다.

네거티브 A 플레이트는 미국 특허 출원 제2006/0292372호에 개시된 바와 같이 교차 편광자의 각 의존적 특성을 보상하기 위해 포지티브 A 플레이트와 함께 사용할 수 있다. 이는 또한 디스플레이의 총 보상을 위해 다양한 A 및 C 플레이트와 함께 사용할 수 있다. 네거티브 A 플레이트는 특히 IPS-LCD의 보상에 유용한데, 왜냐하면 이의 LC 셀이 실질적으로 포지티브 A 플레이트의 굴절 지수 프로필인 n_x>n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 가질 수 있기 때문이다.

이축 파장판이 중요한데, 왜냐하면 이것이 평면 지연 및 두께 방향 지연 모두를 보상할 수 있기 때문이다. 다양한 굴절 지수 프로필을 갖는 이축 광학 필름을 LCD 소자 내 특정한 R_in 및 R_th에 대한 요구를 충복시키기 위해 설계할 수 있다.

상기 기재한 다양한 유형의 보상 플레이트 중에서, 네거티브 C 플레이트 및 포지티브 A 플레이트가 당업계에 더 잘 알려져 있다. 폴리아미드를 주성분으로 하는 중합체 필름이 통상적으로 네거티브 C 플레이트에 사용되는 반면, 폴리카르보네이트 또는 노르보르넨을 주성분으로 하는 연신 필름이 포지티브 A 플레이트에 사용된다.

반대로, 포지티브 C 플레이트 및 네거티브 A 플레이트는 소정 굴절 지수 프로필을 달성하기 위한 제작에서의 어려움으로 인해 덜 알려져 있다. 포지티브 C 플레이트 용도에 적절한 다양한 용액 주조 중합체 필름이 2007년 3월 29일에 출원된 본 발명자들의 미국 특허 출원 제11/731,142호; 제11/731,284호; 제11/731,285호; 제11/731,366호; 및 제11/731,367호에 개시되어 있으며, 이들의 전체를 본 명세서에서 참고로 인용한다.

미국 특허 출원 제2006/0292372호는 표면 활성 다환식 화합물을 주성분으로 하는 네거티브 A 플레이트의 조성물을 개시한다.

미국 특허 제5,189,538호는 용액 주조 폴리스티렌 필름의 일축 연신을 개시한다. 용액으로부터 주조된 폴리스티렌 필름을 120℃에서 100%의 연신 비로 세로 일축 연신시킨다. 연신 후, 굴절 지수는 (η_TH 1.551, η_MD 1.548, η_TD 1.548)에서 (η_TH 1.553, η_MD 1.556, η_TD 1.539)로 변경된 것으로 밝혀졌는데, 여기서 η_TH는 두께 방향의 굴절 지수(n_z)이고, η_MD는 연신(기계) 방향의 굴절 지수(n_x)이며, η_TD는 횡(폭) 방향의 굴절 지수(n_y)이다. 따라서, 폴리스티렌 필름의 굴절 지수 프로필은 연신 후 n_x=n_y<n_z에서 n_x>n_z>n_y로 변경되었으며; 그들 중에서, 연신 방향의 굴절 지수(n_x)는 증가하였고 n_y는 감소하였다.

미국 특허 제6,184,957호는 시트의 평면에 평행한 광축 및 네거티브 일축 특성을 갖는 광학 보상 시트를 갖는 LCD를 개시하며, 여기서 광학 보상 시트는 20 nm≤(n_x-n_y)xd≤1000 nm 및 0≤(n_x-n_z)xd≤200 nm의 조건을 만족시킨다. 이 특허는 또한, 예컨대 폴리스티렌, 폴리스티렌 공중합체 및 폴리스티렌 유도체를 비롯한 폴리스티렌 중합체를 일축 연신하여 광학 보상 시트를 제조할 수 있다고 개시한다. 일실시예에서, 두께 70 ㎛의 폴리스티렌 그래프트 공중합체 필름을 제조하였다. 그 다음, 필름을 115℃에서 1.9 배 일축 연신시켰다. 연신된 필름은 (n_x-n_y)xd=122 nm의 값을 갖는다고 보고되어 있다. 이 종래 기술은 음의 고유 복굴절을 갖는 중합체가 이러한 용도에 적절함을 추가로 개시하지만, 광학 특성의 관점에서 이들 중합체들 사이에 차이는 없었다. 상기 출원은 예외적으로 높은 평면 복굴절을 나타내는 n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 갖는 중합체의 제조 방법도 교시하지 않았다.

미국 특허 제7,215,839호는 연신 폴리노르보르넨 필름을 기반으로 하며 n_x>n_z>n_y의 굴절 프로필을 갖는 이축 필름 조성물을 개시한다. 열 수축성 중합체는 n_y에 비해 n_z 값을 상승시키기 위해 두께 방향으로 필름을 정렬시키기 위해 폴리노르보르넨으로 연신시킬 필요가 있다. 미국 특허 제6,115,095호는 LCD 기판에 수직인 굴절의 가장 주요한 지수를 갖는 이축 복굴절 매체로 구성된 보상 층을 개시하며, 이축 매체의 화학적 조성은 제공되지 않았다.

발명의 개요

본 발명은 관계 n_y-n_x>0.001을 만족시키는 n_x<n_y<n_z의 굴절 지수 프로필(식 중, n_x는 필름 연신 방향에 평행한 평면 굴절 지수이고, n_y는 n_x에 수직인 평면 굴절 지수이며, n_z는 두께 굴절 지수임)을 갖는 일축 연신 중합체 필름을 제공하는데, 필름은 n_x=n_y<n_z의 굴절 지수 프로필 및 관계 n_z-(n_x+n_y)/2>약 0.002를 갖는 포지티브 C 플레이트로 용액 주조될 수 있는 중합체로부터 제조된 비연신 중합체 필름을 연신시켜 제조된다. 연신 전에 필름은 용액 주조 또는 용융 압출에 의해 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 필름 형성 기술에 의해 제조하는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 중합체 필름은 관계 n_y-n_x>0.001, 더욱 바람직하게는 n_y-n_x>0.002, >0.003, >0.004, >0.005, >0.006, >0.007, >0.008, >0.009, >0.010, >0.012, >0.015, >0.017, >0.02, >0.03, >0.04, >0.05, >0.06, >0.07, >0.08, >0.09 또는 >0.1을 만족시키는 n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 갖는다.

바람직하게는, 중합체 필름은 n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 가지며, n_y-n_x는 약 0.001 내지 약 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.08 또는 0.1 범위; 또는 약 0.002 내지 약 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.08 또는 0.1 범위; 또는 약 0.003 내지 약 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.08 또는 0.1 범위이다.

바람직한 구체예에서, 중합체 필름은 자립성(free standing) 필름이고, n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 가지며, n_y-n_x는 약 0.001 내지 약 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04 또는 0.05 범위; 또는 약 0.002 내지 약 0.003, 0.004, 0.005, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04 또는 0.05 범위; 또는 약 0.003 내지 약 0.004, 0.005, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04 또는 0.05 범위이다.

다른 바람직한 구체예에서, 중합체 필름은 기판 상에 증착된 코팅이고, n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 가지며, n_y-n_x는 약 0.003 내지 약 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.08 또는 0.1 범위; 또는 약 0.005 내지 약 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.08 또는 0.1 범위; 또는 약 0.01 내지 약 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.08 또는 0.1; 또는 0.02 내지 약 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.08 또는 0.1 범위이다. 바람직하게는, 코팅 및 기판 모두에 연신을 적용한다.

일구체예에서, 중합체 필름은 관계 n_z>n_x=n_y를 만족시키는 양의 복굴절을 가지며, n_z-(n_x+n_y)/2>약 0.002, 바람직하게는 n_z-(n_x+n_y)/2>약 0.003, 더욱 바람직하게는 n_z-(n_x+n_y)/2>약 0.005(식 중, n_x 및 n_y는 평면 굴절 지수를 나타내고, n_z는 두께 굴절 지수임)인 중합체 필름을 일축 연신시켜 제조된다

연신 중합체 필름의 신장 비(extension ratio)(비연신 필름보다 더 긴 길이의 %로서 정의됨)는 약 2% 내지 약 200% 범위일 수 있다. 바람직한 연신 중합체 필름의 신장 비는 상기 범위 내의 임의의 종속 범위 내, 예컨대 약 5% 내지 약 10%, 약 10% 내지 약 20%, 약 20% 내지 약 30%, 약 30% 내지 약 50%, 약 50% 내지 약 100%, 약 100% 내지 약 150% 등일 수 있다.

바람직한 구체예에서, 연신 중합체 필름의 신장 비는 약 2% 내지 약 10%, 30%, 50%, 80% 또는 100%이고, 연신 중합체 필름은 n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 가지며, n_y-n_x는 약 0.001, 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02, 0.03, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08 또는 0.09 내지 약 0.1 범위이다.

다른 바람직한 구체예에서, 연신 중합체 필름의 신장 비는 약 2% 내지 약 10%, 30%, 50%, 80% 또는 100%이고, 연신 중합체 필름은 n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 가지며, n_y-n_x는 약 0.001, 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02 또는 0.03 내지 약 0.05 범위이다.

또 다른 바람직한 구체예에서, 연신 중합체 필름의 신장 비는 약 2% 내지 약 100%, 150% 또는 200%이고, 연신 중합체 필름은 n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 가지며, n_y-n_x는 약 0.001, 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02, 0.03, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08 또는 0.09 내지 약 0.1 범위이다.

또 다른 바람직한 구체예에서, 연신 중합체 필름의 신장 비는 약 2% 내지 100%, 150% 또는 200%이고, 연신 중합체 필름은 n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 가지며, n_y-n_x는 약 0.001, 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02 또는 0.03 내지 약 0.05 범위이다.

일구체예에서, 비연신 중합체 필름은 하기 화학식의 부분을 갖는 중합체를 포함하는 용액의 용액 주조에 의해 제조된다:

상기 화학식에서, R¹, R² 및 R³은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기 또는 할로겐이고, OASU는 치환된 방향족 기, 디스크형 기 또는 메소겐인 광학 이방성 소단위(optically anisotropic sub-unit)이며, OASU는 단일 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 부착된다.

바람직하게는, 중합체는 폴리(니트로스티렌), 폴리(브로모스티렌), 폴리(요오도스티렌), 폴리(4-메틸스티렌-코-니트로스티렌), 폴리(시아노스티렌), 폴리(비닐비페닐), 폴리(N-비닐-4-tert-부틸프탈이미드), 폴리(2-비닐나프탈렌), 폴리[2,5-비스(p-알콕시페닐)스티렌] 및 폴리{2,5-비스[5-(4-알콕시페닐)-1,3,4-옥사디아졸]스티렌}으로 구성되는 군에서 선택된다.

더욱 바람직하게는, 중합체는 폴리(니트로스티렌) 또는 폴리(브로모스티렌)이다.

다른 구체예에서, 중합체 필름은 관계 n_y-n_x>0.002 및 n_z-(n_x+n_y)/2>약 0.001을 만족시키는 n_x<n_y<n_z의 굴절 지수 프로필을 갖는다. 바람직하게는, 필름은 관계 n_z>n_x=n_y 및 n_z-(n_x+n_y)/2>약 0.001, 0.002 초과 또는 0.003 초과를 만족시키는 양의 복굴절(식 중, n_x 및 n_y는 평면 굴절 지수를 나타내며, n_z는 두께 굴절 지수임)을 갖는 중합체 필름을 일축 연신시켜 제조된다.

다른 구체예에서, 중합체 필름은 관계 n_y-n_x>0.003 및 n_z-(n_x+n_y)/2>0.0015, n_y-n_x>0.004 및 n_z-(n_x+n_y)/2>0.002, n_y-n_x>0.010, 0.015 또는 0.018 및 n_z-(n_x+n_y)/2>0.01, 또는 n_y-n_x>0.02, 0.03 또는 0.04 및 n_z-(n_x+n_y)/2>0.02를 만족시키는 n_x<n_y<n_z의 굴절 지수 프로필을 갖는다.

다른 구체예에서, 중합체 필름은 n_x<n_y<n_z의 굴절 지수 프로필을 가지며, n_y-n_x는 약 0.002 내지 약 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09 또는 0.1, 범위이고, n_z-(n_x+n_y)/2는 약 0.001 내지 약 0.005, 0.010, 0.015, 0.020, 0.025, 0.03, 0.035, 0.04, 0.045 또는 0.05 범위이다.

또 다른 구체예에서, 연신 중합체 필름의 신장 비는 약 2% 내지 약 10%, 30%, 50%, 80% 또는 100%이고, 연신 중합체 필름은 관계 n_y-n_x 약 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02, 0.03, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08 또는 0.09 내지 약 0.1, 및 n_z-(n_x+n_y)/2 약 0.001 내지 약 0.05를 만족시키는 n_x<n_y<n_z의 굴절 지수 프로필을 갖는다.

또 다른 구체예에서, 연신 중합체 필름의 신장 비는 약 2% 내지 약 10%, 30%, 50%, 80% 또는 100%이고, 연신 중합체 필름은 관계 n_y-n_x 약 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02, 0.03, 0.05 및 n_z-(n_x+n_y)/2 약 0.001 내지 약 0.025를 만족시키는 n_x<n_y<n_z의 굴절 지수 프로필을 갖는다.

또 다른 구체예에서, 연신 중합체 필름의 신장 비는 약 2% 내지 100%, 150% 또는 200%이고, 연신 중합체 필름은 관계 n_y-n_x 약 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02, 0.03, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08 또는 0.09 내지 약 0.1, 및 n_z-(n_x+n_y)/2 약 0.001 내지 약 0.05를 만족시키는 n_x<n_y<n_z의 굴절 지수 프로필을 갖는다.

또 다른 구체예에서, 연신 중합체 필름의 신장 비는 약 2% 내지 100%, 150% 또는 200%이고, 연신 중합체 필름은 관계 n_y-n_x 약 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02, 0.03, 0.05, 및 n_z-(n_x+n_y)/2 약 0.001 내지 약 0.025를 만족시키는 n_x<n_y<n_z의 굴절 지수 프로필을 갖는다.

바람직하게는, 비연신 중합체 필름은 하기 화학식의 부분을 갖는 중합체를 포함하는 용액의 용액 주조에 의해 제조된다:

상기 화학식에서, R¹, R² 및 R³은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기 또는 할로겐이고, OASU는 치환된 방향족 기, 디스크형 기 또는 메소겐인 광학 이방성 소단위이며, OASU는 단일 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 부착된다.

바람직하게는, 중합체는 폴리(니트로스티렌), 폴리(브로모스티렌), 폴리(요오도스티렌), 폴리(4-메틸스티렌-코-니트로스티렌), 폴리(시아노스티렌), 폴리(비닐비페닐), 폴리(N-비닐-4-tert-부틸프탈이미드), 폴리(2-비닐나프탈렌), 폴리[2,5-비스(p-알콕시페닐)스티렌] 및 폴리{2,5-비스[5-(4-알콕시페닐)-1,3,4-옥사디아졸]스티렌}으로 구성되는 군에서 선택된다.

더욱 바람직하게는, 중합체는 폴리(브로모스티렌)이다.

본 발명은 또한 LCD 소자의 지연 보상(retardation compensation)을 위한 네거티브 A 플레이트의 제조 방법으로서,

(a) 하기 화학식의 부분을 갖는 중합체를 포함하는 중합체 용액을 제조하는 단계:

(상기 화학식에서, R¹, R² 및 R³은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기 또는 할로겐이고, OASU는 치환된 방향족 기, 디스크형 기 또는 메소겐인 광학 이방성 소단위이며, OASU는 단일 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 부착됨);

(b) 중합체 용액을 기판에 도포하고 코팅을 건조시키는 단계;

(c) 기판으로부터 건조된 필름을 제거하여 n_x=n_y<n_z의 굴절 지수 프로필 및 관계 n_z-(n_x+n_y)/2>약 0.002를 갖는 중합체 필름을 얻는 단계; 및

(d) n_x<n_y=n_z(식 중, n_x는 필름 연신 방향에 평행한 평면 굴절 지수이고, n_y는 n_x에 수직인 평면 굴절 지수이고, n_z는 두께 굴절 지수임)의 굴절 지수 프로필을 얻을 수 있는 신장으로 적절한 온도에서 생성된 중합체 필름을 일축 연신시키는 단계

를 포함하는 제조 방법을 제공한다.

본 발명은 또한 LCD 소자의 지연 보상을 위한 네거티브 A 플레이트의 제조 방법으로서,

(a) 구조가 하기 화학식의 부분을 포함하는 중합체 수지를 선택하는 단계:

(상기 화학식에서, R¹, R² 및 R³은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기 또는 할로겐이고, OASU는 치환된 방향족 기, 디스크형 기 또는 메소겐인 광학 이방성 소단위이며, OASU는 단일 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 부착됨);

(b) 용융 압출 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 필름 형성 기술에 의해 중합체를 필름으로 전환시키는 단계;

(c) n_x<n_y=n_z(식 중, n_x는 필름 연신 방향에 평행한 평면 굴절 지수이고, n_y는 n_x에 수직인 평면 굴절 지수이고, n_z는 두께 굴절 지수임)의 굴절 지수 프로필을 얻을 수 있는 신장으로 적절한 온도에서 생성된 중합체 필름을 일축 연신시키는 단계

를 포함하는 제조 방법을 제공한다.

본 발명은 또한 LCD 소자의 지연 보상을 위한 네거티브 A 플레이트의 제조 방법으로서,

i. 하기 화학식의 부분을 갖는 중합체를 포함하는 중합체 용액을 제조하는 단계:

(상기 화학식에서, R¹, R² 및 R³은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기 또는 할로겐이고, OASU는 치환된 방향족 기, 디스크형 기 또는 메소겐인 광학 이방성 소단위이며, OASU는 단일 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 부착됨);

ii. 중합체 용액을 기판에 도포하여 기판 상에 코팅을 형성시키는 단계;

iii. n_x<n_y=n_z(식 중, n_x는 필름 연신 방향에 평행한 평면 굴절 지수이고, n_y는 n_x에 수직인 평면 굴절 지수이고, n_z는 두께 굴절 지수임)의 굴절 지수 프로필을 얻을 수 있는 신장으로 적절한 온도에서 코팅 및 기판을 일축 연신시키는 단계

를 포함하는 제조 방법을 제공한다.

본 발명은 또한 LCD 소자의 지연 보상을 위한 이축 복굴절성 플레이트의 제조 방법으로서,

(a) 하기 화학식의 부분을 갖는 중합체를 포함하는 중합체 용액을 제조하는 단계:

(상기 화학식에서, R¹, R² 및 R³은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기 또는 할로겐이고, OASU는 치환된 방향족 기, 디스크형 기 또는 메소겐인 광학 이방성 소단위이며, OASU는 단일 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 부착됨);

(b) 중합체 용액을 기판에 도포하고 코팅을 건조시키는 단계;

(c) 기판으로부터 건조된 필름을 제거하여 n_x=n_y<n_z의 굴절 지수 프로필 및 관계 n_z-(n_x+n_z)/2>약 0.002를 갖는 중합체 필름을 얻는 단계; 및

(d) n_x<n_y<n_z(식 중, n_x는 필름 연신 방향에 평행한 평면 굴절 지수이고, n_y는 n_x에 수직인 평면 굴절 지수이고, n_z는 두께 굴절 지수임)의 굴절 지수 프로필을 얻을 수 있는 신장으로 적절한 온도에서 생성된 중합체 필름을 일축 연신시키는 단계

를 포함하는 제조 방법을 제공한다.

또 다른 구체예에서, 본 발명은 LCD 소자의 지연 보상을 위한 이축 복굴절성 플레이트의 제조 방법으로서,

i. 하기 화학식의 부분을 갖는 중합체를 포함하는 중합체 용액을 제조하는 단계:

(상기 화학식에서, R¹, R² 및 R³은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기 또는 할로겐이고, OASU는 치환된 방향족 기, 디스크형 기 또는 메소겐인 광학 이방성 소단위이며, OASU는 단일 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 부착됨);

ii. 중합체 용액을 기판에 도포하여 기판 상에 코팅을 형성시키는 단계; 및

iii. n_x<n_y<n_z(식 중, n_x는 필름 연신 방향에 평행한 평면 굴절 지수이고, n_y는 n_x에 수직인 평면 굴절 지수이고, n_z는 두께 굴절 지수임)의 굴절 지수 프로필을 얻을 수 있는 신장으로 적절한 온도에서 코팅 및 기판을 일축 연신시키는 단계

를 포함하는 제조 방법을 제공한다.

바람직한 구체예에서, 중합체 필름은 약 2 내지 200%, 2 내지 100%, 2 내지 50% 또는 2 내지 30%의 신장 비로 연신시킨다.

본 발명은 또한 상기 기재한 방법 중 임의의 것에 따라 제조된 일축 연신 중합체 필름을 제공한다.

발명의 상세한 설명

본 발명은 중합체 필름의 일축 연신에 의해 얻어질 수 있는 예외적으로 높은 평면 복굴절 값, n_y-n_x 및 n_x<n_y≤n_z의 굴절 지수 프로필을 갖는 일축 연신 중합체 필름을 제공하는데, 여기서 필름은 n_x=n_y<n_z의 굴절 지수 프로필 및 관계 n_z-(n_x+n_y)/2>약 0.002를 갖는 포지티브 C 플레이트로 용액 주조될 수 있는 중합체로부터 제조된다. 연신 동안, 연신 방향에서의 굴절 지수(n_x)는 감소하고, n_y(n_x에 수직인 평면 굴절 지수)는 연신 후 증가하며; n_z는 두께 방향 굴절 지수이다.

(n_y-n_x) 값이 높은 것이 바람직한데, 이는 식 R=Δn×d=(n_y-n_x)×d(식 중, d는 필름의 두께를 나타냄)에 따른 상 보상에 대해 동일한 지연(R)을 달성하기 위해 더 얇은 필름을 사용할 수 있기 때문이다. 더 얇은 필름은 더 얇은 디스플레이의 제작을 가능하게 한다.

일구체예에서, 바람직한 평면 또는 평면밖(out-of-plane) 복굴절 값은 낮은 연신 신장 비의 신장(예컨대 2 내지 30%)에 의해 달성할 수 있다. 이는 연신 공정이 간단화되고 결과로 나온 연신 필름이 덜 재이완되는 경향이 있어서 개선된 안정성을 나타낸다는 점에서 유리하다. 본 발명의 다른 이점은, 바람직한 평면 및 평면밖 복굴절을 얻기 위해 연신에 저온을 이용할 수 있다는 것이다. 임의의 이론에 구속되길 의도하는 것은 아니지만, n_x=n_y<n_z의 굴절 지수 프로필 및 관계 n_z-(n_x+n_y)/2>약 0.002를 갖는 용액 주조 포지티브 C 플레이트를 얻는 데에 필요한 분자 구조는 네거티브 A 플레이트에 필요한 분자 배향으로의 연신에 의해 용이하게 배향시킬 수 있다.

본 발명의 일구체예에서, 관계 n_y-n_x>0.002(식 중, n_x는 필름 연신 방향에 평행한 평면 굴절 지수이고, n_y는 n_x에 수직인 평면 굴절 지수이고, n_z는 두께 굴절 지수임)를 만족시키는 n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 갖는 일축 연신 중합체 필름이 제공된다.

바람직하게는 n_y-n_x>0.004; 더욱 바람직하게는 n_y-n_x>0.005이다. 바람직하게는, 중합체 필름은 관계 n_y-n_x>0.002, 더욱 바람직하게는 n_y-n_x>0.003, >0.004, >0.005, >0.006, >0.007, >0.008, >0.009, >0.010, >0.012, >0.015, >0.017, >0.02, >0.03, >0.04, >0.05, >0.06, >0.07, >0.08, >0.09 또는 >0.1을 만족시키는 n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 갖는다.

바람직하게는, 중합체 필름은 n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 가지며, n_y-n_x는 약 0.001 내지 약 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.08 또는 0.1 범위; 또는 약 0.002 내지 약 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.08 또는 0.1 범위; 또는 약 0.003 내지 약 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.08 또는 0.1 범위이다.

바람직한 구체예에서, 중합체 필름은 자립성 필름이며, n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 가지며, n_y-n_x는 약 0.001 내지 약 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04 또는 0.05 범위; 또는 약 0.002 내지 약 0.003, 0.004, 0.005, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04 또는 0.05 범위; 또는 약 0.003 내지 약 0.004, 0.005, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04 또는 0.05 범위이다.

다른 바람직한 구체예에서, 중합체 필름은 기판 상에 증착된 코팅이며, n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 가지며, n_y-n_x는 약 0.003 내지 약 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.08 또는 0.1 범위; 또는 약 0.005 내지 약 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.08 또는 0.1 범위; 또는 약 0.01 내지 약 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.08 또는 0.1 범위; 또는 0.02 내지 약 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.08 또는 0.1 범위이다. 바람직하게는, 코팅 및 기판 모두에 연신을 적용한다.

본 발명의 명세서에서, 용어 "n_y=n_z"는 n_y가 n_z와 정확히 동일한 경우 뿐 아니라, 이들이 실질적으로 동일한 경우도 지칭한다.

다른 구체예에서, 본 발명은 관계 n_y-n_x>0.002 및 n_z-(n_x+n_y)/2>약 0.001(식 중, n_x는 필름 연신 방향에 평행한 평면 굴절 지수이고, n_y는 n_x에 수직인 평면 굴절 지수이고, n_z는 두께 굴절 지수임)을 만족시키는 n_x<n_y<n_z의 굴절 지수 프로필을 갖는 일축 연신 중합체 필름을 제공한다. 바람직하게는 n_y-n_x>0.003이고; 더욱 바람직하게는 n_y-n_x>0.004이다. 바람직한 n_z-(n_x+n_y)/2 값은 >0.0015이고, 더욱 바람직한 값은 >0.002이다.

일구체예에서, 중합체 필름은 관계 n_z>n_x=n_y 및 n_z-(n_x+n_y)/2>약 0.002, 바람직하게는 n_z-(n_x+n_y)/2>약 0.003, 더욱 바람직하게는 n_z-(n_x+n_y)/2>약 0.005(식 중, n_x 및 n_y는 평면 굴절 지수를 나타내고, n_z는 두께 굴절 지수임)를 만족시키는 양의 복굴절을 갖는 중합체 필름을 일축 연신시켜 제조된다.

연신 중합체 필름의 신장 비(비연신 필름보다 더 긴 길이의 %로서 정의됨)는 약 2% 내지 약 200% 범위일 수 있다. 바람직한 연신 중합체 필름의 신장 비는 상기 범위 내의 임의의 종속 범위 내, 예컨대 약 5% 내지 약 10%, 약 10% 내지 약 20%, 약 20% 내지 약 30%, 약 30% 내지 약 50%, 약 50% 내지 약 100%, 약 100% 내지 약 150% 등일 수 있다.

바람직한 구체예에서, 연신 중합체 필름의 신장 비는 약 2% 내지 약 5%이고, 연신 중합체 필름은 n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 가지며, n_y-n_x는 약 0.001 내지 약 0.003 범위이다.

다른 바람직한 구체예에서, 연신 중합체 필름의 신장 비는 약 2% 내지 약 10%이고, 연신 중합체 필름은 n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 가지며, n_y-n_x는 약 0.001, 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008 또는 0.009 내지 약 0.01 범위이다.

또 다른 바람직한 구체예에서, 연신 중합체 필름의 신장 비는 약 2% 내지 약 25%이고, 연신 중합체 필름은 n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 가지며, n_y-n_x는 약 0.001, 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017 내지 약 0.02 범위이다.

또 다른 바람직한 구체예에서, 연신 중합체 필름의 신장 비는 약 2% 내지 약 40%이고, 연신 중합체 필름은 n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 가지며, n_y-n_x는 약 0.001, 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02 내지 약 0.025 범위이다.

또 다른 바람직한 구체예에서, 연신 중합체 필름의 신장 비는 약 2% 내지 약 60%이고, 연신 중합체 필름은 n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 가지며, n_y-n_x는 약 0.001, 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02 내지 약 0.03 범위이다.

또 다른 바람직한 구체예에서, 연신 중합체 필름의 신장 비는 약 2% 내지 약 100%이고, 연신 중합체 필름은 n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 가지며, n_y-n_x는 약 0.001, 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02, 0.03 내지 약 0.04 범위이다.

또 다른 바람직한 구체예에서, 연신 중합체 필름의 신장 비는 약 2% 내지 약 120%이고, 연신 중합체 필름은 n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 가지며, n_y-n_x는 약 0.001, 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02, 0.03 내지 약 0.05 범위이다.

또 다른 바람직한 구체예에서, 연신 중합체 필름의 신장 비는 약 2% 내지 약 200%이고, 연신 중합체 필름은 n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필을 가지며, n_y-n_x는 약 0.001, 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02, 0.03 내지 약 0.1 범위이다.

다른 구체예에서, 중합체 필름은 관계 n_y-n_x>0.002 및 n_z-(n_x+n_y)/2>약 0.001을 만족시키는 n_x<n_y<n_z의 굴절 지수 프로필을 갖는다. 바람직하게는, 필름은 관계 n_z>n_x=n_y 및 n_z-(n_x+n_y)/2>약 0.001, 0.002 초과 또는 0.003 초과(식 중, n_x 및 n_y는 평면 굴절 지수를 나타내고, n_z는 두께 굴절 지수임)를 만족시키는 양의 복굴절을 갖는 중합체 필름을 일축 연신시켜 제조된다.

다른 구체예에서, 중합체 필름은 관계 n_y-n_x>0.003 및 n_z-(n_x+n_y)/2>0.0015, n_y-n_x>0.004 및 n_z-(n_x+n_y)/2>0.002, n_y-n_x>0.010, 0.015 또는 0.018 및 n_z-(n_x+n_y)/2>0.01 또는 n_y-n_x>0.02, 0.03 또는 0.04 및 n_z-(n_x+n_y)/2>0.02를 만족시키는 n_x<n_y<n_z의 굴절 지수 프로필을 갖는다.

다른 구체예에서, 중합체 필름은 n_x<n_y<n_z의 굴절 지수 프로필을 가지며, n_y-n_x는 약 0.002 내지 약 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02, 0.03, 0.04 또는 0.05 범위이고, n_z-(n_x+n_y)/2는 약 0.001 내지 약 0.015, 0.020 또는 0.025 범위이다.

또 다른 구체예에서, 연신 중합체 필름의 신장 비는 약 2% 내지 약 10%, 20%, 50% 또는 100%이고, 연신 중합체 필름은 관계 n_y-n_x 약 0.001, 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009 내지 약 0.010 및 n_z-(n_x+n_y)/2 약 0.001 내지 약 0.01을 만족시키는 n_x<n_y<n_z의 굴절 지수 프로필을 갖는다.

또 다른 구체예에서, 연신 중합체 필름의 신장 비는 약 2% 내지 약 25%, 50% 또는 100%이고, 연신 중합체 필름은 관계 n_y-n_x가 약 0.001, 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017 내지 약 0.02 및 n_z-(n_x+n_y)/2가 약 0.001 내지 약 0.015를 만족시키는 n_x<n_y<n_z의 굴절 지수 프로필을 갖는다.

또 다른 구체예에서, 연신 중합체 필름의 신장 비는 약 2% 내지 약 40%, 50% 또는 100%이고, 연신 중합체 필름은 관계 n_y-n_x가 약 0.001, 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02, 0.03 내지 약 0.034 및 n_z-(n_x+n_y)/2 약 0.001 내지 약 0.02를 만족시키는 n_x<n_y<n_z의 굴절 지수 프로필을 갖는다.

또 다른 구체예에서, 연신 중합체 필름의 신장 비는 약 2% 내지 약 60%, 70% 또는 100%이고, 연신 중합체 필름은 관계 n_y-n_x 약 0.001, 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02, 0.03 내지 약 0.042 및 n_z-(n_x+n_y)/2 약 0.001 내지 약 0.025를 만족시키는 n_x<n_y<n_z의 굴절 지수 프로필을 갖는다.

또 다른 구체예에서, 연신 중합체 필름의 신장 비는 약 2% 내지 약 110%이고, 연신 중합체 필름은 관계 n_y-n_x가 약 0.001, 0.002, 0.003, 0.004, 0.005, 0.006, 0.007, 0.008, 0.009, 0.010, 0.012, 0.015, 0.017, 0.02, 0.03 내지 약 0.046 및 n_z-(n_x+n_y)/2 약 0.001 내지 약 0.027을 만족시키는 n_x<n_y<n_z의 굴절 지수 프로필을 갖는다. 비연신 중합체 필름은 하기 화학식의 부분을 갖는 중합체를 포함하는 중합체 용액의 용액 주조에 의해 제조할 수 있다:

상기 화학식에서, R¹, R² 및 R³은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기 또는 할로겐이고, OASU는 치환된 방향족 기, 디스크형 기 또는 메소겐인 광학 이방성 소단위이며, OASU는 단일 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 부착된다. 중합체는 본 발명에서 그 전체를 참고로 인용하는, 2007년 3월 29일 출원된 미국 특허 출원 제11/731,367호에 기재된 방법에 따라 제조할 수 있다. 비연신 필름은 또한 용융 압출 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 필름 형성 기술에 의해 제조할 수 있다.

비연신 중합체 필름은 하기 화학식의 부분을 갖는 중합체를 포함하는 중합체 용액의 용액 주조에 의해 제조할 수 있다:

상기 화학식에서, R¹, R² 및 R³은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기 또는 할로겐이고, OASU는 광학 이방성 소단위이다. 공유 결합은 다른 원자가 공유 결합을 따라 위치하지 않는 중합체 주쇄와 OASU 사이에 직접 연결을 제공하는데, 이는 OASU와 중합체 주쇄 사이의 연결을 간접적으로 만든다.

중합체 필름은 단독 중합체 또는 공중합체일 수 있다. 공중합체는 1 이상의 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 직접 부착된 OASU를 함유하는 1 이상의 부분을 가질 수 있다. 본 발명의 설명은 임의 조합의 부분을 갖는 임의의 OASU 함유 단독 중합체 또는 공중합체에 적용된다. 본 명세서에서 사용된 바의 용어 "중합체"는 단독 중합체 및 공중합체를 지칭한다.

상기 중합체의 OASU는 디스크형, 막대형(메소겐), 또는 복굴절 향상 치환기(BES)로 치환된 방향족 고리(Ar)일 수 있다. 바람직한 구체예에서, OASU는 중합체 주쇄에 수직으로 배향되며, 중합체 필름의 양의 복굴절의 값은 OASU의 수직도가 증가함에 따라 증가한다.

중합체 필름은 1 이상의 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 직접 부착된 디스크를 함유하는 1 이상의 부분을 갖는 단독 중합체 또는 공중합체일 수 있다. 공중합체는 중합체 주쇄 내에 하기 일반 구조를 갖는 부분을 가질 수 있다:

상기 화학식에서, R¹, R², R³, R⁴, R⁵ 및 R⁷은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기 또는 할로겐이고; R⁶은 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기, 할로겐, 에스테르, 아미드, 케톤, 에테르, 시아노, 페닐, 에폭시, 우레탄, 우레아, 또는 에틸렌계 불포화 단량체의 잔기의 주쇄에 직접 부착된 광학 이방성 소단위(OASU)이다. 일구체예에서, R⁶은 상이한 디스크이다. 다른 구체예에서, R⁶은 벤젠 고리이다. 디스크는 또한 2개의 공유 결합에 의해 공중합체 주쇄에 부착될 수 있다.

디스크는 일반적으로 벤젠 고리보다 크기가 더 크다. 디스크는 일반적으로 벌키하다. 일구체예에서, 디스크 기는 융합 고리 구조를 갖는다. "융합 고리" 구조는 1 이상의 다른 측을 공유하여 연결된 2 이상의 개별 고리를 갖는 것으로 이해될 수 있다. 융합 고리 내 각각의 개별 고리는 치환 또는 비치환될 수 있으며, 바람직하게는 모두 탄소 또는 복소환일 수 있는 6 또는 5 원 고리이다. 융합 고리 내 개별 고리는 방향족 또는 지방족일 수 있다. 융합 고리 내 바람직한 개별 고리는 방향족 고리 및 치환된 방향족 고리, 락탐 고리, 및 프탈이미드 및 치환된 프탈이미드와 같은 방향족 이미드에 기초한 고리를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 디스크 기는 주위 조건에서 안정하며, 따라서 LCD용 광학 보상 필름에 사용하기에 적절하다.

디스크 기의 대표적이고 예시적인 예는 하기 화학 구조로 도시된 바와 같이 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 나프타센, 피렌, 펜타센, 프탈이미드 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다:

당업자가 인지하는 바와 같이, 디스크기를 갖는 부분을 포함하는 중합체 조성물은 융합 고리 상에서 탄소 또는 질소 원자에 직접 부착된 비닐 기를 갖는 디스크 함유 단량체를 중합하여 제조할 수 있다. 중합성 비닐기를 갖는 이러한 디스크 함유 단량체는 하기 화합물을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다:

디스크기를 갖는 부분을 포함하는 중합체 조성물은 또한 1 이상의 에틸렌계 불포화 단량체를 갖는 디스크 함유 단량체를 공중합시켜 제조할 수 있다. 디스크 함유 단량체의 공중합에 사용될 수 있는 이러한 에틸렌계 불포화 단량체는 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 에틸헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 이소프렌, 옥틸 아크릴레이트, 옥틸 메타크릴레이트, 이소-옥틸 아크릴레이트, 이소-옥틸 메타크릴레이트, 트리메티올프로필 트리아크릴레이트, 스티렌, α-메틸 스티렌, 니트로스티렌, 브로모스티렌, 요오도스티렌, 시아노스티렌, 클로로스티렌, 4-t-부틸스티렌, 4-메틸스티렌, 비닐 비페닐, 비닐 트리페닐, 비닐 톨루엔, 클로로메틸 스티렌, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 말레산 무수물, 글리시딜 메타크릴레이트, 카르보디이미드 메타크릴레이트, C₁-C₁₈ 알킬 크로토네이트, 디-n-부틸 말레에이트, 디-옥틸말레에이트, 알릴 메타크릴레이트, 디-알릴 말레에이트, 디-알릴말로네이트, 메티옥시부테닐 메타크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트, 히드록시부테닐 메타크릴레이트, 히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 아세토아세톡시 에틸 메타크릴레이트, 아세토아세톡시 에틸 아크릴레이트, 아크릴로니트릴, 염화비닐, 염화비닐리덴, 아세트산비닐, 비닐 에틸렌 카르보네이트, 에폭시 부텐, 3,4-디히드록시부텐, 히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 메타크릴아미드, 아크릴아미드, 부틸 아크릴아미드, 에틸 아크릴아미드, 디아세톤아크릴아미드, 부타디엔, 비닐 에스테르 단량체, 비닐(메트)아크릴레이트, 이소프로페닐(메트)아크릴레이트, 지환족 에폭시(메트)아크릴레이트, 에틸포름아미드, 4-비닐-1,3-디옥솔란-2-온, 2,2-디메틸-4 비닐-1,3-디옥솔란, 3,4-디-아세톡시-1-부텐 및 모노비닐 아디페이트 t-부틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디에틸아미노에틸 메타크릴레이트, N,N-디메틸아미노프로필 메타크릴아미드, 2-t-부틸아미노에틸 메타크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸 아크릴레이트, N-(2-메타크릴로일옥시-에틸)에틸렌 우레아 및 메타크릴아미도-에틸에틸렌 우레아 중 1 이상을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 추가의 단량체는 문헌(The Brandon Associates, 2nd edition, 1992 Merrimack, N. H.) 및 문헌(Polymers and Monomers, the 1966-1997 Catalog from Ployscience, Inc., Warrington, Pa., U.S.A)에 기재되어 있다.

중합은 벌크, 용액, 에멀션 또는 현탁 중합과 같은 당업계에 공지된 방법에 의해 수행할 수 있다. 반응은 자유 라디칼, 양이온, 음이온, 양쪽성 이온, 지글러-나타 또는 원자 이동 라디칼 유형의 중합일 수 있다. 특히 높은 분자량이 필요할 경우, 에멀션 중합이 바람직한 중합 방법이다. 고분자량 중합체 사용시 필름 품질이 양호해지고 양의 복굴절이 높아질 수 있다.

용액 필름 주조는 디스크 함유 중합체, 디스크 함유 중합체와 다른 중합체의 블렌드를 포함하는 중합체 용액, 또는 디스크 함유 단량체와 다른 단량체의 공중합체를 사용하여 수행할 수 있는데, 마지막 2개가 유리하며, 이는 이것이 필름 품질을 개선시키고 비용을 저감시킬 수 있기 때문이다. 중합체 용액은 다른 중합체 또는 첨가제와 같은 다른 성분을 더 함유할 수 있다.

특정 디스크 구조 및 중합체 또는 중합체 블렌드 조성에 따라, 디스크 함유 중합체는 예컨대 톨루엔, 메틸 이소부틸 케톤(MIBK), 메틸 에틸 케톤(MEK), 시클로펜타논, N,N-디메틸포름아미드 또는 이의 혼합물에 가용성일 수 있다. 바람직한 용매는 톨루엔 및 MIBK이다.

본 발명의 다른 구체예에서, OASU는 복굴절 향상 치환기(BES)로 치환된 방향족 고리(Ar)이다. BES는 또한 디스크 또는 메소겐 OASU 상의 치환기일 수 있다. Ar-BES는 또한 BES로 치환된 융합 방향족 고리일 수 있다. Ar-BES는 1개의 공유 결합을 통해 중합체에 직접 부착될 수 있으며, 상기 부분은 중합체 주쇄 내에 하기 화학식을 갖는다:

상기 화학식에서, R¹, R² 및 R³은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기 또는 할로겐이다. Ar-BES는 또한 2개의 독립적인 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 직접 부착될 수 있다. BES로의 방향족 고리의 치환도는 0.1 이상이지만, 이는 더 높을 수도 있다. 공유 결합은 탄소-탄소 또는 탄소-질소 결합일 수 있다. Ar-BES 함유 중합체는 열 처리, 광 조사 또는 연신을 거치지 않고 400 ㎚<λ<800 ㎚의 파장 범위에 걸쳐 0.002를 초과하는 양의 복굴절을 갖는다. Ar-BES 함유 중합체 필름은 용액 주조에 의해 제조될 수 있으며, 용매 증발시 평면밖 이방성 정렬을 형성할 수 있다. Ar-BES는 바람직하게는 400 ㎚<λ<800 ㎚의 파장 범위에 걸쳐 0.005를 초과하는 양의 복굴절을 가지며, 더욱 바람직하게는 0.01을 초과하는 양의 복굴절을 갖는다.

중합체 필름은 1개의 공유 결합을 통해 중합체 직접 주쇄에 부착된 Ar-BES를 함유하는 1 이상의 부분을 갖는 단독 중합체 또는 공중합체일 수 있다. 공중합체는 중합체 주쇄 내에 하기 구조를 갖는 부분을 가질 수 있다:

상기 화학식에서, R¹, R², R³, R⁴, R⁵ 및 R⁷은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기 또는 할로겐이고; R⁶은 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기, 할로겐, 에스테르, 아미드, 케톤, 에테르, 시아노, 페닐, 에폭시, 우레탄, 우레아, 또는 에틸렌계 불포화 단량체의 잔기의 주쇄에 직접 부착된 광학 이방성 소단위(OASU)이다. 일구체예에서, R⁶은 상이한 Ar-BES이다. 다른 구체예에서, R⁶은 벤젠 고리이다.

방향족 고리 상의 BES의 치환도(DS)는 중합체 조성물 내 1개의 방향족 고리 상의 BES의 평균 수를 지칭한다. 따라서, 평균하여 각각의 방향족 고리가 1개의 BES로 치환되는 경우, DS = 1이다. 평균하여 각각의 방향족 고리가 1개를 초과하는 BES로 치환되는 경우, DS는 또한 1보다 클 수 있다. DS는 바람직하게는 0.3을 초과하며, 더욱 바람직하게는 0.5를 초과하고, 가장 바람직하게는 0.7을 초과한다. BES의 DS는 중합체의 복굴절과 직접 관련된다. 따라서, Δn은 DS의 변경에 의해 조작할 수 있다. 중합체의 용해도는 또한 DS에 따라 달라질 수 있으며, 이에 따라 최적화될 수 있다. DS는 예컨대 BES의 출발량을 조정하여 당업자가 용이하게 조작할 수 있다.

일구체예에서, Ar-BES 함유 중합체는 폴리(비닐방향족), 즉 방향족 고리 상의 비닐기의 중합으로부터 생성된 중합체이다. 폴리(비닐방향족)은 또한 1 이상의 BES를 갖는다. BES를 갖는 폴리(비닐방향족)은 유리하게는 매우 높은 복굴절 값을 나타내며, 다양한 유기 용매에 가용성이고, 기판 상에서의 용액 주조에 의해 광학 보상 필름을 제조하는 데에 사용될 수 있다. 본 발명의 폴리(비닐 방향족)의 용해도 및 복굴절은 특정 BES를 혼입하여, 그리고 중합체의 방향족 고리의 치환도(DS)를 조정하여 제어할 수 있다. 이는 매우 바람직한데, LCD 소자가 통상적으로 다양한 용매에서 상이한 용해도를 갖는 다층 물질을 함유하며, 이 특정 층을 용해시키지 않는 중합체 용액으로만 층을 코팅할 수 있기 때문이다. 따라서, 중합체의 용해도 및 복굴절을 제어하는 능력으로 인해, 본 발명의 광학 필름이 LCD 제작용 특정 층(또는 기판) 상에 주조 가능해져서 소자 내에 바람직한 순서의 층을 달성할 수 있다.

방향족 기의 대표적이고 예시적인 예는 벤젠, 비페닐, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 나프타센, 피렌, 펜타센, 트리페닐 등을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 방향족 고리는 벤젠, 비페닐 또는 나프탈렌이다. 가장 바람직하게는, 방향족 고리는 벤젠이다.

BES는 일반적으로 벌키하고 및/또는 폴리(비닐 방향족) 상의 디스크 기의 방향족 고리의 편광성을 증가시킬 수 있는 기이다. 중합체는 동일한 중합체 분자 내 상이한 방향족 고리 상에 상이한 BES 기를, 또는 동일한 방향족 고리 상에 상이한 BES 기를 포함할 수 있다. BES의 대표적이고 예시적인 예는 NO₂, Br, I, CN 및 페닐을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, BES 치환기는 NO₂, Br, I 및 CN이다. 가장 바람직하게는, BES는 NO₂ 또는 Br이다.

BES는 에틸렌 부분에 대해 파라, 오르토 또는 메타에 있는 위치를 비롯한 임의의 이용 가능한 위치에서 벤젠과 같은 방향족 고리에 부착될 수 있다. 중합체 조성물은 또한 상이한 방향족 고리 상에서 상이한 위치에 있는 BES를 가질 수 있다. 바람직한 구체예에서, BES는 에틸렌 부분에 대해 파라 위치에 존재한다. BES는 또한 대부분 파라 위치에 존재할 수 있으며, 일부 BES는 오르토 및/또는 파라 위치에 존재할 수 있다.

BES로 치환된 방향족 중합체의 중합체 조성물의 대표적이고 예시적인 예는 폴리(니트로스티렌), 폴리(브로모스티렌), 치환된 폴리(니트로스티렌), 치환된 폴리(브로모스티렌), 니트로스티렌 또는 브로모스티렌의 공중합체, 및 치환된 니트로스티렌 또는 브로모스티렌의 공중합체를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 바람직하게는, 중합체 조성물은 폴리(니트로스티렌), 폴리(브로모스티렌), 이의 공중합체 또는 이의 혼합물이다.

본 발명의 다른 예시적인 구체예에서, OASU는 막대형이다. 바람직한 구체예에서, 막대형 구조는 메소겐이다. 메소겐은 (스페이서 없이) 1개의 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 직접 부착될 수 있으며, 상기 부분은 중합체 주쇄 내에 하기 화학식을 갖는다:

상기 화학식에서, R¹, R² 및 R³은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기 또는 할로겐이다. 메소겐은 또한 2개의 독립적인 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 직접 부착될 수 있다. 공유 결합은 탄소-탄소 또는 탄소-질소 결합일 수 있다. 메소겐은 바람직하게는 메소겐의 중력 중심에서 또는 그 부근 위치에서 중합체 주쇄에 부착되지만, 말단 또는 중심을 벗어난 위치에서 부착될 수도 있다. 메소겐 함유 중합체는 열 처리, 광 조사 또는 연신을 거치지 않고 400 ㎚<λ<800 ㎚의 파장 범위에 걸쳐 0.002를 초과하는 양의 복굴절을 갖는다. 메소겐 함유 중합체 필름은 용액 주조에 의해 제조될 수 있으며, 용매 증발시 평면밖 이방성 정렬을 형성할 수 있다. 바람직한 구체예에서, 양의 복굴절은 400 ㎚<λ<800 ㎚의 파장 범위에 걸쳐 0.005 초과, 0.01 초과, 0.02 초과 또는 0.03을 초과한다. 본 발명에서 메소겐 함유 중합체를 통상적으로 메소겐 자켓형 중합체(mesogen jacketed polymer, MJP)로 지칭한다. 본 발명에 따른 MJP는 통상적인 메소겐 자켓형 액정 중합체(MJLCP) 뿐 아니라, 비액정 막대형 기로 자켓화된 중합체를 포함한다.

중합체 필름은 1 이상의 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 직접 부착된 메소겐을 함유하는 1 이상의 부분을 갖는 단독 중합체 또는 공중합체일 수 있다. 공중합체는 중합체 주쇄 내에 하기 구조를 갖는 부분을 가질 수 있다:

상기 화학식에서, R¹, R², R³, R⁴, R⁵ 및 R⁷은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기 또는 할로겐이고; R⁶은 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기, 할로겐, 에스테르, 아미드, 케톤, 에테르, 시아노, 페닐, 에폭시, 우레탄, 우레아, 또는 에틸렌계 불포화 단량체의 잔기의 주쇄에 직접 부착된 광학 이방성 소단위(OASU)이다. 일구체예에서, R⁶은 상이한 메소겐이다. 메소겐은 또한 2개의 공유 결합에 의해 공중합체 주쇄에 부착될 수 있다.

본 발명의 메소겐은 하기 화학식을 가질 수 있다:

R¹-(A¹-Z¹)_m-A²-(Z²-A³)_n-R²

상기 화학식에서, A¹, A² 및 A³은 독립적으로 방향족 또는 지환족 고리이다. 고리는 모두 탄소 또는 헤테로환형이며, 비치환되거나, 할로겐, 시아노 또는 니트로, 또는 탄소 원자 1 내지 8 개의 알킬, 알콕시 또는 알카노일 기로 단일 치환 또는 다중 치환될 수 있다. Z¹, Z² 및 Z³은 각각 독립적으로 -COO-, -OOC-, -코-, -CONH-, -NHCO-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -O-, -S- 또는 단일 결합이다. R¹ 및 R²는 각각 독립적으로 할로겐, 시아노 또는 니트로 기, 또는 탄소 원자 1 내지 25 개의 알킬, 알콕시 또는 알카노일 기이거나, 또는 -(Z²-A³)에 대해 제공된 의미 중 하나를 갖는다. m은 0, 1 또는 2이고; n은 1 또는 2이다. 바람직하게는, m은 1 또는 2이고; n은 1 또는 2이며; A²는 1,4-페닐렌이고; 메소겐은 A²를 통해 중합체 주쇄에 부착된다. 더욱 바람직하게는, m은 2이고; n은 2이며; A²는 1,4-페닐렌이고; 메소겐은 A²를 통해 중합체 주쇄에 부착된다.

메소겐 내 방향족 고리의 대표적이고 예시적인 예는 하기를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다:

메소겐 내 지환족 고리의 대표적이고 예시적인 예는 하기를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다:

1개의 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 부착될 수 있는 메소겐의 대표적이고 예시적인 예는 하기를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다:

이러한 메소겐은 벤젠 고리 상에서 탄소 원자를 통해 또는 트리아졸 상에서 질소 원자를 통해 중합체 주쇄에 부착될 수 있다. 바람직한 구체예에서, 메소겐은 중심 1,4-페닐렌 상에서 탄소 원자를 통해 또는 복소환 고리 상에서 질소 원자를 통해 중합체 주쇄에 부착된다.

m은 1 또는 2이고, n은 1 또는 2이며, A²는 1,4-페닐렌이며, A²를 통해 중합체 주쇄에 부착된 메소겐을 갖는 바람직한 중합체 부분의 대표적이고 예시적인 예는 하기를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다:

m은 2이고, n은 2이며, A²는 1,4-페닐렌이며, A²를 통해 중합체 주쇄에 부착된 메소겐을 갖는 바람직한 중합체 부분의 대표적이고 예시적인 예는 하기를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다:

상기 화학식들에서, R¹, R² 및 R³은 수소 원자, 알킬기 또는 할로겐이다.

본 발명의 하나의 예시적인 구체예에서, 광학 필름은 m은 2이고, n은 2이며, A²는 1,4-페닐렌이며, A²를 통해 중합체 주쇄에 부착된 메소겐의 1 이상의 부분을 갖는 중합체 조성물로부터 나온 용액 주조물이다. 이 메소겐 자켓형 중합체 필름은 약 300 ㎚ 내지 약 350 ㎚ 사이에서 최대 흡수도를 가지며, 400 ㎚<λ<800 ㎚의 파장 범위에 걸쳐 약 0.015를 초과하는 양의 복굴절을 갖는다. 이러한 중합체 부분의 대표적이고 예시적인 예는 하기를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다:

상기 화학식들에서, R¹, R² 및 R³은 수소 원자, 알킬기 또는 할로겐이다.

본 발명의 MJP는 이의 고리, 바람직하게는 벤젠과 같은 방향족 고리 중 하나에 부착된 비닐기를 갖는 메소겐 단량체의 중합에 의해 제조할 수 있다. 중합은 벌크, 용액, 에멀션 또는 현탁 중합과 같은 당업계에 공지된 방법에 의해 수행할 수 있다. 반응은 유리 라디칼, 양이온, 음이온, 양쪽성 이온, 지글러-나타 또는 원자 이동 라디칼 유형의 중합일 수 있다. 문헌(Zhou, Q. F., et al. Macromolecules, 1987, 20, p.233; Zhang, D., et al., Macromolecules, 1999, 32, p. 5183; Zhang, D., et al., Macromolecules, 1999, 32, p.4494; and Chen, X., et al., Macromolecules, 2006, 39, p.517) 참조.

본 발명에 적절한 중합성 비닐기를 갖는 메소겐 단량체의 대표적이고 예시적인 예는 하기를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다:

본 발명에 적절한 중합성 비닐기를 갖는 바람직한 메소겐 단량체의 대표적이고 예시적인 예는 하기를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다:

이들 부분을 갖는 중합체는 400 ㎚<λ<800 ㎚의 파장 범위에 걸쳐 약 0.02를 초과하는 양의 복굴절을 갖는다.

본 발명의 MJP는 1 이상의 에틸렌계 불포화 단량체와 함께 1개의 비닐기를 갖는 메소겐 단량체의 공중합에 의해 제조할 수도 있다. 메소겐 함유 단량체와의 공중합에 사용할 수 있는 에틸렌계 불포화 단량체의 대표적이고 예시적인 예는 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 이소부틸 아크릴레이트, 이소부틸 메타크릴레이트, 에틸헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 이소프렌, 옥틸 아크릴레이트, 옥틸 메타크릴레이트, 이소-옥틸 아크릴레이트, 이소-옥틸 메타크릴레이트, 트리메티올프로필 트리아크릴레이트, 스티렌, α-메틸 스티렌, 비닐 나프탈렌, 니트로스티렌, 브로모스티렌, 요오도스티렌, 시아노스티렌, 클로로스티렌, 4-t-부틸스티렌, 비닐 비페닐, 비닐 트리페닐, 비닐 톨루엔, 클로로메틸 스티렌, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 말레산 무수물, 글리시딜 메타크릴레이트, 카르보디이미드 메타크릴레이트, C₁-C₁₈ 알킬 크로토네이트, 디-n-부틸 말레에이트, α- 또는 β-비닐 나프탈렌, 디-옥틸말레에이트, 알릴 메타크릴레이트, 디-알릴 말레에이트, 디-알릴말로네이트, 메티옥시부테닐 메타크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트, 히드록시부테닐 메타크릴레이트, 히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 아세토아세톡시 에틸 메타크릴레이트, 아세토아세톡시 에틸 아크릴레이트, 아크릴로니트릴, 염화비닐, 염화비닐리덴, 아세트산비닐, 비닐 에틸렌 카르보네이트, 에폭시 부텐, 3,4-디히드록시부텐, 히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 메타크릴아미드, 아크릴아미드, 부틸 아크릴아미드, 에틸 아크릴아미드, 디아세톤아크릴아미드, 부타디엔, 비닐 에스테르 단량체, 비닐(메트)아크릴레이트, 이소프로페닐(메트)아크릴레이트, 지환족에폭시(메트)아크릴레이트, 에틸포름아미드, 4-비닐-1,3-디옥솔란-2-온, 2,2-디메틸-4 비닐-1,3-디옥솔란, 3,4-디-아세톡시-1-부텐 및 모노비닐 아디페이트 t-부틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디에틸아미노에틸 메타크릴레이트, N,N-디메틸아미노프로필 메타크릴아미드, 2-t-부틸아미노에틸 메타크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸 아크릴레이트, N-(2-메타크릴로일옥시-에틸)에틸렌 우레아 및 메타크릴아미도-에틸에틸렌 우레아 중 1 이상을 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 바람직한 단량체는 문헌(The Brandon Associates, 2nd edition, 1992 Merrimack, N. H.) 및 문헌(Polymers and Monomers, the 1966-1997 Catalog from Polyscience, Inc., Warrington, Pa., U.S.A)에 개시되어 있다.

당업자가 인지하는 바와 같이, MJP은 우선 작용화 중합체를 합성한 후 이어서 중합체를 소분자와 반응시켜 소정의 메소겐 구조를 얻어서 제조할 수도 있다.

용액 필름 주조는 MJP, MJP와 다른 중합체의 블렌드를 포함하는 중합체 용액 또는 MJP의 공중합체를 사용하여 수행할 수 있는데, 마지막 2개가 유리하며, 이는 이것이 필름 품질을 개선시키고 비용을 저감시킬 수 있기 때문이다. 중합체 용액은 다른 중합체 또는 첨가제와 같은 다른 성분을 더 함유할 수 있다. 본 발명의 MJP는 메소겐의 구조에 따라 톨루엔, 메틸 이소부틸 케톤(MIBK), 메틸 에틸 케톤(MEK), 시클로펜타논, N,N-디메틸포름아미드 또는 이의 혼합물에 가용성이다. 바람직한 용매는 톨루엔 및 MIBK이다. 광학 필름을 예컨대 상기 기재한 바와 같이 스핀 코팅과 같은 당업계에 공지된 방법에 의해 생성된 중합체 용액으로부터 기판 상에 주조할 수 있다.

본 발명의 다른 구체예에서, OASU는 2개의 독립적인 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 직접 부착되며, 상기 부분은 하기 화학식을 갖는다:

상기 화학식에서, R¹, R² 및 R³은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기 또는 할로겐이고, OASU는 광학 이방성 소단위이다.

2개의 독립적인 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 직접 부착된 OASU를 갖는 이러한 중합체 부분의 대표적이고 예시적인 예는 하기를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다:

2개의 독립적인 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 직접 부착된 OASU를 갖는 단독 중합체 또는 공중합체의 제조에 사용할 수 있는 단량체의 대표적이고 예시적인 예는 하기를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다:

OASU 함유 부분을 가지며 0.002보다 큰 양의 복굴절을 갖는 박막으로 용액 주조될 수 있는 중합체의 예는 2007년 3월 29일 출원된 본 발명자의 미국 특허 출원 제11/731,142호; 제11/731,284호; 제11/731,285호; 제11/731,366호; 및 제11/731,367호에 개시되어 있으며, 이들의 전체를 본 발명에서 참고로 인용한다. 바람직한 중합체는 폴리(니트로스티렌), 폴리(브로모스티렌), 폴리(요오도스티렌), 폴리(4-메틸스티렌-코-니트로스티렌), 폴리(시아노스티렌), 폴리(비닐비페닐), 폴리(N-비닐-4-tert-부틸프탈이미드), 폴리(2-비닐나프탈렌), 폴리[2,5-비스(p-알콕시페닐)스티렌] 및 폴리{2,5-비스[5-(4-알콕시페닐)-1,3,4-옥사디아졸]스티렌}이다. 가장 바람직한 중합체는 폴리(니트로스티렌) 및 폴리(브로모스티렌)이다.

바람직한 구체예에서, 중합체 필름은 폴리(니트로스티렌)이다. 폴리(니트로스티렌)은 400 nm<λ<800 nm의 파장 범위에 걸쳐 0.002를 초과하는 양의 복굴절을 가질 수 있다. 폴리(니트로스티렌)은 치환도가 니트로기에 대해 0.3 초과 또는 0.5 초과일 수 있다. 폴리(니트로스티렌)은 일부 파라-니트로기를 갖거나 또는 대부분 파라-니트로기를 가질 수 있다. 일구체예에서, 폴리(니트로스티렌)은 대부분 파라-니트로기를 가지며, 치환도는 니트로기에 대해 0.3 초과 또는 0.5 초과이다.

다른 바람직한 구체예에서, 중합체는 폴리(브로모스티렌)이다. 폴리(브로모스티렌)은 400 nm<λ<800 nm의 파장 범위에 걸쳐 0.002를 초과하는 양의 복굴절을 가질 수 있다. 폴리(브로모스티렌)은 치환도가 브로모기에 대해 0.3 초과 또는 0.5 초과일 수 있다. 폴리(브로모스티렌)은 일부 파라-브로모기를 갖거나 또는 대부분 파라-브로모기를 가질 수 있다. 일구체예에서, 폴리(브로모스티렌)은 대부분 파라-브로모기를 가지며, 치환도는 브로모기에 대해 0.3 초과 또는 0.5 초과이다.

당업자가 인지하는 바와 같이, 폴리(니트로스티렌)은 문헌[Philippides, A., et al., Polymer (1993), 34(16), 3509-13; Fernandez, M. J., et al., Polymer Degradation and Stability (1998), 60(2-3), 257-263; Cowie, J. M. G., et al., European Polymer Journal (1992), 28(2), 145-8; and Al-Najjar, Mohammed M, et al., Polymer Engineering and Science (1996), 36(16), 2083-2087.]에 개시된 바와 같이, HNO₃ 및 H₂SO₄의 혼합 산의 존재 하에 폴리스티렌의 질화에 의해 제조할 수 있다.

폴리스티렌의 질화는 니트로벤젠, 1,2-디클로로에탄, 3-니트로톨루엔, 사염화탄소, 클로로포름, 염화메틸렌, 이황화탄소, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 또는 이의 혼합물과 같은 유기 용매의 존재 하에 수행할 수 있다. 바람직한 용매는 니트로벤젠, 및 니트로벤젠과 1,2-디클로로에탄의 3:1 혼합물이다. 니트로스티렌의 공중합체는 폴리(스티렌-코-아크릴로니트릴), 폴리(스티렌-코-4-t-부틸스티렌) 및 폴리(스티렌-코-메틸 메타크릴레이트)와 같은 스티렌의 공중합체의 질화에 의해 제조할 수 있다. 이는 니트로스티렌과, 메틸 메타크릴레이트, 아크릴로니트릴, 4-t-부틸스티렌, 4-메틸스티렌, 부틸 아크릴레이트 및 아크릴산과 같은 에틸렌계 불포화 단량체의 공중합에 의해 제조할 수 있다. 폴리(니트로스티렌)은 문헌[Philippides, A. et al., Polymer (1994), 35(8), 1759-63; and Jonquieres, A. et al., Polymer Bulletin (Berlin), (1994), 33(4), 389-95]에 개시된 바와 같은 니트로스티렌 단량체의 중합에 의해 제조할 수도 있다. 트리플루오로아세트산 무수물 및 트리플루오로아세트산을 질화제로서 질산과 함께 사용할 수 있다. 문헌[Grivello, J. V., J. Org. Chem. (1981), 46, 3056-3060]에 개시된 바와 같이 NH₄NO₃, NaNCO₃, KNO₃ 및 AgNO₃과 같은 무기 질산염도 질화제로서 트리플루오로아세트산 무수물과 함께 사용할 수 있다.

본 발명에서 제조된 폴리(니트로스티렌) 중합체는 니트로기의 치환도에 따라 톨루엔, 메틸 이소부틸 케톤(MIBK), 메틸 에틸 케톤(MEK), 시클로펜타논, N,N-디메틸포름아미드 또는 이의 혼합물에 가용성이다. 필름 주조 폴리(니트로스티렌)에 바람직한 용매는 시클로펜타논, 톨루엔, MEK 및 이의 혼합물이다.

당업자가 인지하는 바와 같이, 폴리(브로모스티렌)은 본 명세서에서 그 전체를 참고로 인용하는 미국 특허 제5,677,390호 및 제5,532,322호에 개시된 바와 같이 AlCl₃, FeCl₃, AlBr₃, BF₃, FeBr₃, SbCl₅, ZrCl₄, Sb₂O₃ 등과 같은 루이스산 촉매 및 브롬의 존재 하에 폴리스티렌의 브롬화에 의해 제조할 수 있다. 이는 문헌[Farral1, M. J. and Frechet, M. J., Macromolecules, Vol. 12; p. 426, (1979)]에 개시된 바와 같이 또한 폴리스티렌과 n-부틸리듐-TEMDA 착체의 반응 후 브롬 퀀칭에 의해 제조할 수 있다. 폴리(니트로스티렌)과 유사하게, 폴리(브로모스티렌)은 문헌[Farral1, M. J. and Frechet, M. J., Macromolecules, Vol. 12; p. 426, (1979)]에 개시된 바와 같이 또한 브로모스티렌 단량체의 중합에 의해 제조할 수 있다. 마찬가지로, 브로모스티렌의 공중합체도 폴리(니트로스티렌)에 대해 상기 기재한 바와 같이 제조할 수 있다. 폴리스티렌의 브롬화는 예컨대 1,2-디클로로에탄, 니트로벤젠, 3-니트로톨루엔, 사염화탄소, 클로로포름, 염화메틸렌, 이황화탄소, N,N-디메틸포름, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 또는 이의 혼합물과 같은 유기 용매의 존재 하에 수행할 수 있다. 바람직한 용매는 1,2-디클로로에탄, 사염화탄소 및 클로로포름이다.

중합체 용액은 용매에 상기 OASU 함유 중합체 중 1 이상을 용해시켜 제조할 수 있다. 적절한 용매는 톨루엔, 메틸 이소부틸 케톤, 메틸 에틸 케톤, 시클로펜타논, 클로로포름, 디클로로메탄, 디클로로에탄, 벤젠, 클로로벤젠, 크실렌, N,N-디메틸포름, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈, 피리딘, 디메틸설폭시드, 아세토니트릴, 시클로헥사논, 메틸 아밀 케톤, 에틸 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 테트라히드로푸란, 이의 혼합물 등을 포함한다. 바람직한 용매는 톨루엔, 메틸 이소부틸 케톤(MIBK), 메틸 에틸 케톤(MEK) 및 시클로펜타논이다.

상기 기재된 중합체 용액은 추가로 다른 중합체 또는 첨가제와 같은 다른 성분을 함유할 수 있다. 첨가제의 예는 가소제, UV 안정화제, 항산화제, 염료 및 안료를 포함한다. 가소제는 예컨대 인산 에스테르 또는 카르복실산 에스테르, 예컨대 트리페닐 포스페이트, 트리옥틸 포스페이트, 트리부틸 포스페이트, 디메틸 프탈레이트, 디에틸 프탈레이트, 디옥틸 프탈레이트 등일 수 있다.

추가로, 중합체 용액은 또한 연신 또는 가공을 위한 필름의 기계적 특성을 강화하기 위한 무기 미립자를 함유할 수 있다. 무기 미립자의 예는 산화규소, 산화알루미늄, 산화아연, 이산화티탄, 규산칼슘, 규산마그네슘, 규산알루미늄, 인산칼슘 등을 포함한다. 입자는 알콕시실란, 실록산 또는 탄화수소와 같은 유기 화합물로 표면 또는 화학 처리하거나 처리하지 않을 수 있다. 상업적으로 구입 가능한 산화규소의 예는 데구싸 아게 제조의 AEROSIL 200, 300, 380, R805, R812, R816, R972 및 R974을 포함한다.

그 다음, 비연신 중합체 필름을 스핀 코팅, 분무 코팅, 롤 코팅, 커튼 코팅 또는 딥 코팅과 같은 당업계에 공지된 방법을 이용하여 중합체 용액을 기판에 도포하여 제조할 수 있다. 적절한 기판은 유리, 금속, 세라믹, 폴리에스테르, 폴리카르보네이트, 셀룰로오스 에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리올레핀, 환식 올레핀 중합체, 폴리우레판 등을 포함한다. 주조 필름은 용매 증발을 위해 제어된 조건 하에서 또는 주위 조건에서 건조되게 한다. 건조된 필름을 기판으로부터 제거하여 자립성 필름을 얻는다. 대안적으로, 이 필름은 용융 압출에 의해 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 필름 형성 기술에 의해 제조할 수도 있다.

이렇게 얻은 필름은 바람직한 굴절 지수 프로필을 얻을 수 있는 특정 연신 비로 적절한 온도에서 세로 일축 연신을 받게 한다. 연신 방법은 롤 연신 또는 텐터기와 같은 임의의 적절한 연신 장치를 이용하여 수행할 수 있다.

추가의 측면에서, 본 발명은 본 발명의 연신 중합체 필름을 기반으로 하는 광학 보상 필름을 포함하는 LCD 소자를 제공한다. 다른 측면에서, 상기 LCD 소자는 IPS 모드 LCD이다.

다른 구체예에서, 본 발명은 LCD 소자의 지연 보상을 위한 네거티브 A 플레이트의 제조 방법으로서,

i. 하기 화학식의 부분을 갖는 중합체를 포함하는 중합체 용액을 제조하는 단계:

(상기 화학식에서, R¹, R² 및 R³은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기 또는 할로겐이고, OASU는 치환된 방향족 기, 디스크형 기 또는 메소겐인 광학 이방성 소단위이며, OASU는 단일 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 부착됨);

ii. 중합체 용액을 기판에 도포하고 코팅을 건조시키는 단계;

iii. 기판으로부터 건조된 필름을 제거하여 n_x=n_y<n_z의 굴절 지수 프로필 및 관계 n_z-(n_x+n_y)/2>약 0.002를 갖는 중합체 필름을 얻는 단계; 및

iv. n_x<n_y=n_z(식 중, n_x는 필름 연신 방향에 평행한 평면 굴절 지수이고, n_y는 n_x에 수직인 평면 굴절 지수이고, n_z는 두께 굴절 지수임)의 굴절 지수 프로필을 얻을 수 있는 신장으로 적절한 온도에서 생성된 중합체 필름을 일축 연신시키는 단계

를 포함하는 제조 방법을 제공한다.

다른 구체예에서, 본 발명은 LCD 소자의 지연 보상을 위한 네거티브 A 플레이트의 제조 방법으로서,

i. 구조가 하기 화학식의 부분을 포함하는 중합체 수지를 선택하는 단계:

(상기 화학식에서, R¹, R² 및 R³은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기 또는 할로겐이고, OASU는 치환된 방향족 기, 디스크형 기 또는 메소겐인 광학 이방성 소단위이며, OASU는 단일 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 부착됨);

ii. 용융 압출 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 필름 형성 기술에 의해 중합체를 필름으로 전환시키는 단계;

iii. n_x<n_y=n_z(식 중, n_x는 필름 연신 방향에 평행한 평면 굴절 지수이고, n_y는 n_x에 수직인 평면 굴절 지수이고, n_z는 두께 굴절 지수임)의 굴절 지수 프로필을 얻을 수 있는 신장으로 적절한 온도에서 생성된 중합체 필름을 일축 연신시키는 단계

를 포함하는 제조 방법을 제공한다.

또 다른 구체예에서, 본 발명은 LCD 소자의 지연 보상을 위한 이축 굴절성 플레이트의 제조 방법으로서,

i. 하기 화학식의 부분을 갖는 중합체를 포함하는 중합체 용액을 제조하는 단계:

(상기 화학식에서, R¹, R² 및 R³은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기 또는 할로겐이고, OASU는 치환된 방향족 기, 디스크형 기 또는 메소겐인 광학 이방성 소단위이며, OASU는 단일 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 부착됨);

ii. 중합체 용액을 기판에 도포하고 코팅을 건조시키는 단계;

iii. 기판으로부터 건조된 필름을 제거하여 n_x=n_y<n_z의 굴절 지수 프로필 및 관계 n_z-(n_x+n_z)/2>약 0.002를 갖는 중합체 필름을 얻는 단계; 및

iv. n_x<n_y<n_z(식 중, n_x는 필름 연신 방향에 평행한 평면 굴절 지수이고, n_y는 n_x에 수직인 평면 굴절 지수이고, n_z는 두께 굴절 지수임)의 굴절 지수 프로필을 얻을 수 있는 신장으로 적절한 온도에서 생성된 중합체 필름을 일축 연신시키는 단계

를 포함하는 제조 방법을 제공한다.

또 다른 구체예에서, 본 발명은 LCD 소자의 지연 보상을 위한 이축 복굴절성 플레이트의 제조 방법으로서,

i. 하기 화학식의 부분을 갖는 중합체를 포함하는 중합체 용액을 제조하는 단계:

(상기 화학식에서, R¹, R² 및 R³은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기 또는 할로겐이고, OASU는 치환된 방향족 기, 디스크형 기 또는 메소겐인 광학 이방성 소단위이며, OASU는 단일 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 부착됨);

ii. 중합체 용액을 기판에 도포하여 기판 상에 코팅을 형성시키는 단계;

iii. n_x<n_y<n_z(식 중, n_x는 필름 연신 방향에 평행한 평면 굴절 지수이고, n_y는 n_x에 수직인 평면 굴절 지수이고, n_z는 두께 굴절 지수임)의 굴절 지수 프로필을 얻을 수 있는 신장으로 적절한 온도에서 코팅 및 기판을 일축 연신시키는 단계

를 포함하는 제조 방법을 제공한다.

연신에 적절한 온도는 중합체의 Tg 부근일 수 있으며, Tg보다 약 10 내지 50℃ 높을 수 있거나 또는 Tg보다 약 10 내지 100℃ 낮을 수 있다. 연신에 바람직한 온도는 Tg보다 약 10 내지 100℃ 낮다. 바람직한 구체예에서, 연신에 적절한 온도는 중합체의 Tg보다 약 10℃ 높다. 더욱 바람직한 구체예에서, 연신에 적절한 온도는 중합체의 Tg보다 약 10℃ 낮다.

대안적으로, 상기 방법에서, 필름이 여전히 일부 용매를 포함하고 완전히 건조되지 않은 채로 필름을 연신시킬 수 있다(습윤 연신). 이 경우, 연신에 더 낮은 온도를 이용할 수 있다. 지지체를 아래에 놓은 채로(예컨대 강철 벨트 위에 놓고) 필름을 연신시킬 수도 있으며; 이 경우, 더 높은 온도, 예컨대 중합체의 Tg 부근 또는 약 10 내지 30℃ 높은 온도를 연신에 이용할 수 있다. 필름을 TAC 필름과 같은 기판으로부터 제거하지 않고 연신시킬 수도 있다.

연신 후 필름의 신장 비는 2 내지 200%일 수 있다(비연신 필름보다 더 긴 길이의 %로서 정의됨). 바람직한 신장 비는 2 내지 100%이다.

실시예

1. 폴리(니트로스티렌)의 제조

폴리스티렌(22.9 g)을 교반하고, 기계적 교반기가 구비된 3구 둥근 바닥 플라스크에서 니트로벤젠(330 ㎖)에 용해시켰다. 교반된 혼합물에 질산(35.6 g) 및 진한 황산(35.6 g)으로 구성된 혼합 산(니트로/스티렌 당량비=1.8/1)을 30 분의 기간으로 적가하였다. 혼합물을 총 24 시간 동안 질소 분위기 하에서 실온에서 반응시켰다. 생성된 황색 혼합물을 물로 수 회 추출하고, 유기 상을 분리하고, 이어서 메탄올에 침전시켜 고체 덩어리를 얻었다. 고체를 N,N-디메틸포름(DMF)에 용해시키고, 메탄올에 재침전시켰다. 생성된 고상 생성물을 여과하고, 메탄올로 반복적으로 세정하고, 진공 하에서 건조시켜 약간 황색이 나는 섬유질 분말을 얻었다(30.4 g).

2. 폴리(니트로스티렌) 필름의 제조

시클로펜타논 중 상기 폴리(니트로스티렌)의 10% 용액을 제조하고, 드로다운(draw-down)에 의해 유리 플레이트에 도포하였다. 결과로 나온 코팅을 24 시간 동안 실온에서 건조시켜 크기 6 ㎝×6㎝ 및 두께 약 80 ㎛의 필름을 얻었다. 그 다음 필름을 박리하고, 10 ㎜×5 ㎜ 스트립으로 절단하였다.

3. 폴리(니트로스티렌) 필름의 연신

실시예 2에서 제조된 폴리(니트로스티렌) 필름의 스트립을 환경 챔버가 구비된 Instron® Universal Materials Testing Machine 상에 장착하였다. 그 다음, 필름을 각각 130℃ 및 140℃에서 50 ㎜/분의 인발 속도로 다양한 신장 비로 일축 연신시켰다. 다양한 신장 비에서 연신된 필름의 굴절 지수, n_x, n_y 및 n_z를 633 nm에서 메트리콘 코포레이션 제조의 프리즘 커플러(모델 2010)를 이용하여 측정하였으며, 여기서, n_x는 필름 연신 방향에 평행한 평면 굴절 지수이고, n_y는 n_x에 수직인 평면 굴절 지수이고, n_z는 두께 굴절 지수이다.

4. 폴리(니트로스티렌) 필름의 연신

실시예 2에서 제조된 폴리(니트로스티렌) 필름의 스트립을 환경 챔버가 구비된 Instron® Universal Materials Testing Machine 상에 장착하였다. 그 다음, 필름을 각각 115℃ 및 125℃에서 50 ㎜/분의 인발 속도로 다양한 신장 비로 일축 연신시켰다. 다양한 신장 비에서 연신된 필름의 굴절 지수, n_x, n_y 및 n_z를 633 nm에서 메트리콘 코포레이션 제조의 프리즘 커플러(모델 2010)를 이용하여 측정하였으며, 여기서, n_x는 필름 연신 방향에 평행한 평면 굴절 지수이고, n_y는 n_x에 수직인 평면 굴절 지수이고, n_z는 두께 굴절 지수이다.

5. 폴리(브로모스티렌)의 제조

폴리스티렌(50.0 g)(Mw 350,000; 알드리치)을 교반하고, 기계적 교반기, 질소 입구 및 질소 출구를 구비한 1 ℓ 3구 둥근 바닥 플라스크에서 1,2-디클로로에탄(500 g)에 용해시켰다. 질소 압력을 0.2 SCFH로 설정하여 가스가 반응기를 통해 유동하게 하였고, 반응 동안 생성된 산 연기를 가스에 의해 관을 통해 묽은 NaOH 용액 위 표면에 이동시켰다. 교반된 혼합물에 AlCl₃(1.0 g)을 첨가한 후, 1 시간의 기간 동안 브롬(111.0 g)(Br/스티렌 당량 비, 1.45/1)을 적가하였다. 혼합물을 총 6 시간 동안 질소 분위기 하에서 실온에서 반응시켰다. 생성된 적색 혼합물을 묽은 NaOH 용액에 붓자 유기 층이 분리되었고, 이를 이어서 메탄올에 침전시켜 연질 고체 덩어리를 얻었다. 고체를 시클로펜타논(약 300 g)에 용해시키고, 메탄올에 재침전시키고, 침전을 단리하였다. 섬유질 고체를 수 시간 동안 메탄올 중에서 교반하고, 여과하고, 메탄올로 반복적으로 세정하고, 진공 하에서 건조시켰다. 수득량: 93 g(약간 황색). Tg: 149℃.

6. 폴리(브로모스티렌) 필름의 제조

시클로펜타논 중 폴리(브로모스티렌)의 10% 용액을 제조하고, 드로다운에 의해 유리판에 도포하였다. 결과로 나온 코팅을 24 시간 동안 실온에서 건조시켜 크기 6 ㎝×6㎝ 및 두께 약 80 ㎛의 필름을 얻었다. 그 다음 필름을 박리하고, 10 ㎜×5 ㎜ 스트립으로 절단하였다.

7. 폴리(브로모스티렌) 필름의 연신

상기에서 제조된 폴리(브로모스티렌) 필름의 스트립을 환경 챔버가 구비된 Instron® Universal Materials Testing Machine 상에 장착하였다. 그 다음, 필름을 100℃에서 50 ㎜/분의 인발 속도로 다양한 신장 비로 일축 연신시켰다. 다양한 신장 비에서 연신된 필름의 굴절 지수, n_x, n_y 및 n_z를 633 nm에서 메트리콘 코포레이션 제조의 프리즘 커플러(모델 2010)를 이용하여 측정하였으며, 여기서, n_x는 필름 연신 방향에 평행한 평면 굴절 지수이고, n_y는 n_x에 수직인 평면 굴절 지수이고, n_z는 두께 굴절 지수이다. 데이터를 하기에 수집하였다.

Claims (75)

1. 관계 n_y-n_x>0.001을 만족시키는 n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필[식 중, n_x는 필름 연신 방향에 평행한 평면 굴절 지수(in-plane refractive index)이고, n_y는 n_x에 수직인 평면 굴절 지수이며, n_z는 두께 굴절 지수임]을 갖는 일축 연신 중합체 필름으로서, n_x=n_y<n_z의 굴절 지수 프로필 및 관계 n_z-(n_x+n_y)/2>0.002를 갖는 포지티브 C 플레이트(positive C plate)로 용액 주조될 수 있는 중합체로부터 제조되는, 관계 n_z>n_x=n_y 및 n_z-(n_x+n_y)/2>0.002를 만족시키는 양의 복굴절을 갖는 비연신 중합체 필름을 연신시켜 제조되는 것인 일축 연신 중합체 필름.
2. 제1항에 있어서, 비연신 중합체 필름은 용액 주조 또는 용융 압출에 의해 제조되는 것인 일축 연신 중합체 필름.
3. 제1항에 있어서, 비연신 중합체 필름은 0.005를 초과하는 양의 복굴절 n_z-(n_x+n_y)/2를 갖는 것인 일축 연신 중합체 필름.
4. 제1항에 있어서, 중합체 필름은 자립성(free standing) 필름이며, 상기 중합체 필름은 0.001<n_y-n_x≤0.05 범위를 갖는 것인 일축 연신 중합체 필름.
5. 제1항에 있어서, 상기 중합체 필름은 기판 상에 증착된 코팅이며, 상기 중합체 필름은 n_x<n_y=n_z의 굴절 지수 프로필 및 0.003 내지 0.1 범위의 n_y-n_x를 갖는 것인 일축 연신 중합체 필름.
6. 제1항에 있어서, 비연신 중합체 필름은 하기 화학식의 부분을 갖는 중합체를 포함하는 용액의 용액 주조에 의해 제조되는 것인 일축 연신 중합체 필름:
   

   

   
   상기 화학식에서, R¹, R² 및 R³은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기 또는 할로겐이며, OASU는 치환된 방향족 기, 디스크형 기 또는 메소겐인 광학 이방성 소단위(optically anisotropic sub-unit)이며, OASU는 단일 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 부착된다.
7. 제6항에 있어서, 중합체는 폴리(니트로스티렌), 폴리(브로모스티렌), 폴리(요오도스티렌), 폴리(4-메틸스티렌-코-니트로스티렌), 폴리(시아노스티렌), 폴리(비닐비페닐), 폴리(N-비닐-4-tert-부틸프탈이미드), 폴리(2-비닐나프탈렌), 폴리[2,5-비스(p-알콕시페닐)스티렌] 및 폴리{2,5-비스[5-(4-알콕시페닐)-1,3,4-옥사디아졸]스티렌}으로 구성된 군에서 선택되는 것인 일축 연신 중합체 필름.
8. 제6항에 있어서, 중합체는 폴리(니트로스티렌) 또는 폴리(브로모스티렌)인 것인 일축 연신 중합체 필름.
9. 관계 n_y-n_x>0.002 및 n_z-(n_x+n_y)/2>0.001을 만족시키는 n_x<n_y<n_z의 굴절 지수 프로필[식 중, n_x는 필름 연신 방향에 평행한 평면 굴절 지수이고, n_y는 n_x에 수직인 평면 굴절 지수이며, n_z는 두께 굴절 지수임]을 갖는 일축 연신 중합체 필름으로서, n_x=n_y<n_z의 굴절 지수 프로필 및 관계 n_z-(n_x+n_y)/2>0.002를 갖는 포지티브 C 플레이트로 용액 주조될 수 있는 중합체로부터 제조되는, 관계 n_z>n_x=n_y 및 n_z-(n_x+n_y)/2>0.002를 만족시키는 양의 복굴절을 갖는 비연신 중합체 필름을 연신시켜 제조되는 것인 일축 연신 중합체 필름.
10. 제9항에 있어서, 비연신 중합체 필름은 0.004를 초과하는 양의 복굴절 n_z-(n_x+n_y)/2을 갖는 것인 일축 연신 중합체 필름.
11. 제9항에 있어서, 비연신 중합체 필름은 하기 화학식의 부분을 갖는 중합체를 포함하는 용액의 용액 주조에 의해 제조되는 것인 일축 연신 중합체 필름:
    

    

    
    상기 화학식에서, R¹, R² 및 R³은 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 치환된 알킬기 또는 할로겐이고, OASU는 치환된 방향족 기, 디스크형 기 또는 메소겐인 광학 이방성 소단위이며, OASU는 단일 공유 결합을 통해 중합체 주쇄에 부착된다.
12. 제11항에 있어서, 중합체는 폴리(니트로스티렌), 폴리(브로모스티렌), 폴리(요오도스티렌), 폴리(4-메틸스티렌-코-니트로스티렌), 폴리(시아노스티렌), 폴리(비닐비페닐), 폴리(N-비닐-4-tert-부틸프탈이미드), 폴리(2-비닐나프탈렌), 폴리[2,5-비스(p-알콕시페닐)스티렌] 및 폴리{2,5-비스[5-(4-알콕시페닐)-1,3,4-옥사디아졸]스티렌}으로 구성된 군에서 선택되는 것인 일축 연신 중합체 필름.
13. 제11항에 있어서, 중합체는 폴리(브로모스티렌)인 것인 일축 연신 중합체 필름.
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